金属材料と合金

純チタンの結晶構造についての説明として正しいものはどれか。

  1. A室温ではHCPのα相で、約882℃以上でBCCのβ相に変わる
  2. B室温ではBCCで、約912℃以上でFCCのγ相に変わる
  3. Cどの温度でもFCCの単一相で、同素変態は起こらない
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正解:A. 室温ではHCPのα相で、約882℃以上でBCCのβ相に変わる

チタンは室温でHCPのα相をとり、約882℃以上でBCCのβ相に変わる同素変態をもちます。AlやOはα相を、VやMoはβ相を安定にするので、合金元素によってα型、α+β型、β型の合金に分けられます。代表的なTi-6Al-4Vはα+β型で、熱処理で強度を調整でき、航空機の部品に使われます。室温でBCC、約912℃以上でFCCに変わるとする選択肢は、鉄の変態と取り違えています。どの温度でもFCCで変態しないのは、アルミニウムや銅の性質です。チタンは密度が約4.5 g/cm³と鋼の約6割で、比強度が高く、表面の緻密な酸化皮膜のおかげで耐食性にも優れます。HCPのα相はすべり系が少ないため、室温での冷間加工はFCC金属ほど容易ではありません。

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