チタン合金は、そのユニークな特性の組み合わせにより、産業分野で重要な位置を占めています。中でも硬度は重要な機械的指標の一つであり、その用途や加工方法に直接影響を与えます。
局所的な塑性変形に耐える材料の能力としての硬度は、標準化された試験方法によって定量化する必要があります。チタン合金の一般的な硬度指標には次のものがあります。
1.等方ビッカース硬さ（HV）
ビッカース圧子で材料表面にくぼみを形成し、単位面積あたりの荷重を測定する方法です。チタン合金のHV値は通常250～350の範囲であり、精密機械加工部品の硬さ評価に適しています。たとえば、TC4 チタン合金の HV は 350 に達することがあり、変形に対する高い耐性を示しています。
2. ロックウェル硬度 (HR)
ダイヤモンド コーンまたは鋼球圧子を使用すると、硬度の値は圧痕の深さによって決まります。チタン合金の HR 値は、ほとんどが 20 ～ 40 であり、高い試験効率を提供し、生産現場での迅速な現場検査によく使用されます。-
3. ブリネル硬度 (HB)
鋼球圧子に規定の荷重を加え、圧痕の直径を測定することで硬度を算出します。チタン合金の HB 値は一般に 100 ～ 200 の範囲にあり、焼きなましまたは粗粒材料の硬度特性評価に適しています。-
さまざまな試験方法の結果は異なるため、材料の状態と適用シナリオに基づいて適切な指標を選択する必要があります。たとえば、薄肉部品はマトリックスの変形を避けるために HV を使用してテストする方が適切ですが、バッチテストでは HR 法を優先できます。
チタン合金の硬度は単独のパラメータではなく、その機械的および化学的特性と相乗的に作用します。チタン合金は、耐食性、高温耐性、高強度、軽量という特性により、航空宇宙、海洋工学、生物医学、その他の分野に理想的な材料となっています。
