チタン板の応用分野 - 航空宇宙分野
2024.12.27
- 航空宇宙領域
- 航空宇宙分野では、チタンの主要な消費国は西側諸国、特にアメリカであり、全体の60%のチタン材料がこの分野に使用されています。アジア諸国、日本と中国は、航空宇宙分野におけるチタンの投入量がそれぞれ約10%です。しかし、近年、アジアの航空宇宙産業の急速な発展に伴い、航空宇宙分野におけるチタンの消費量は増加するでしょう。世界全体から見ると、航空業はチタン市場において決定的な役割を果たしており、歴史的に見て、チタン産業の大きなサイクルは航空業の好悪と密接に関連しています。
- 2011年、世界のチタン生産量は14.8万トンに達しました。そのうち商用航空用チタンは約6.4万トンであり、将来、世界経済の成長に伴う航空輸送の需要は依然として非常に大きいです。将来20年間における新規航空機需要は約3万機に達すると予想されており、新型航空機は古い航空機よりもチタンの需要が高いため、商用航空機がチタンを必要とする平均量は20年間で1機あたり40トンに達すると予想されています。これに基づいて、将来20年間における世界の商用航空分野における追加チタン需要は約120万トンと推定され、年平均成長率は約17％であり、毎年約6万トンの追加チタン需要が発生する見込みです。民間航空用チタン分野は急速に成長するでしょう。軍用航空分野にも新たな機会が現れる見込みです。世界的な地政学的状況が緊張しているため、世界各国の軍事支出が増加しており、軍用航空分野でも新たな需要が見込まれています。
- 民用客机 -> 民間機
- チタン合金は飛行機の主な用途は次のとおりです：
- 構造の重量を軽減し、構造の効率を向上させる：先進的な戦術性能（超音速飛行機など）は、飛行機が比較的低い構造重量係数（すなわち、機体構造重量/飛行機の通常の離陸重量）を持つことを要求します。チタン合金は、強度が中強度鋼に近く、密度が小さい特性を持っており、構造鋼や高温合金の代わりに使用することで、構造の重量を大幅に軽減し、同時にコストを節約することができます。エンジンを例に挙げると、統計データによると、飛行機のエンジンの質量を1キログラム減らすごとに、使用コストが約220〜440ドル削減される可能性があります。
- 高温部位の要件を満たす：チタン合金は耐熱性に優れており、一般的なTi-6Al-4Vは350℃で長時間作業できます。そのため、航空機の高温部位（後胴体など）では、高温使用性能が要件を満たさないアルミニウム合金に代わることができます。TC11は500℃で長時間作業でき、エンジンの圧縮機部位では高温合金やステンレス鋼に代わることができます。
- 構造の重量を軽減し、ステルス要件を満たすために、先進的な航空機は複合材料を大量に使用しています。チタン合金と複合材料は強度と剛性がよく一致しており、優れた軽量化効果を得ることができます。また、両者の電位が比較的近いため、電気的腐食が起こりにくく、対応する部品や締結部品にはチタン合金を使用するのが適しています。
- 耐食性と耐久性の要件を満たす：チタン合金は高い疲労寿命と優れた耐食性能を持ち、構造の耐食能力と寿命を向上させ、先進的な航空機やエンジンの高い信頼性と長寿命の要件を満たすことができます。
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