純チタン1種と2種の違いとは？

純チタンはその軽量さや耐腐食性から多くの産業で利用されていますが、実際に「純チタン」といっても複数の種類が存在します。特に日本工業規格（JIS）では「純チタン1種」と「純チタン2種」として分類されており、それぞれの特徴と用途は異なります。この違いを知っておくことで、目的に応じた最適な材料選びが可能となり、プロジェクトの成功に繋がります。では、これらの違いについて詳しく見ていきましょう。

まずは結論から述べると、純チタン1種は高い純度と耐食性を持ち、2種は1種に比べてわずかに強度が高いという点が大きな違いです。この微妙な差が用途を大きく左右するため、それぞれの特性を理解しておくことが重要です。

純チタン1種の特性と用途

純チタン1種は、その名の通りチタンの純度が非常に高く、他の不純物が少ないため、耐腐食性が非常に高いです。特に塩分や酸に対して強い耐性を持っているため、化学工業や海洋産業、さらには航空宇宙分野で多く使用されています。

また、1種の純チタンは非常に加工しやすいのも特徴です。これは、純度が高いために材料自体が柔らかく、溶接や曲げ加工がしやすいからです。これにより、複雑な形状の製品や部品の製造にも適しています。

一方で、強度がやや低いため、機械的強度を必要とする用途にはあまり向いていません。このため、耐腐食性が求められるが、過度な強度が不要な場所での使用が一般的です。

主な用途例

• 海水にさらされる環境（例えば船舶や海洋設備）
• 化学プラントのタンクやパイプ
• 医療機器（チタンの生体適合性も高いため）

純チタン2種の特性と用途

純チタン2種は、1種に比べて少しだけ強度が高いのが特徴です。これは、微量の酸素や窒素などの元素がチタンに混ざることで、材料自体の引張強度が増加するためです。2種は1種と同様に耐腐食性に優れていますが、強度が向上しているため、より高い機械的性能が求められる用途にも適しています。

また、1種ほどの純度はないものの、耐腐食性は十分に高く、海洋環境や化学環境での使用にも耐えられます。溶接性や加工性についても、1種に近い水準を保っているため、広範な工業用途に対応しています。

主な用途例

• 航空機や自動車部品（高強度と軽量化が求められる）
• 海洋設備の構造部材
• 化学工業の機械部品

純チタン1種と2種の選び方

では、実際に純チタン1種と2種のどちらを選べばよいのか、用途によって判断するポイントをいくつか挙げます。

1. 耐腐食性が最優先の場合
   化学薬品や海水にさらされる環境で、腐食のリスクを最小限に抑えたい場合は、1種の純チタンが適しています。特に腐食が致命的な問題となる場所では、純度の高い1種を選ぶことで、長期間にわたって安定した性能を発揮します。

2. 強度が求められる場合
   1種に比べてわずかに強度が高い2種は、軽量かつ強度が必要な環境に最適です。航空機や自動車産業など、強度と軽さを両立させたい場合は、2種の方が優れた選択肢となります。

3. コストパフォーマンス
   純チタン2種は1種に比べて生産コストがやや低く、その分経済的です。特に大量生産が必要な工業用途では、コスト削減を重視して2種を選択することが多いです。

純チタン1種と2種の化学的な違い

両者の違いを数値的に比較すると、次のような表で示すことができます。

項目	純チタン1種	純チタン2種
チタン純度	99.5%以上	99.3%以上
酸素含有量	0.15%以下	0.25%以下
窒素含有量	0.03%以下	0.05%以下
引張強度	240 MPa以上	340 MPa以上
加工性	非常に良い	良い
耐腐食性	非常に高い	高い

この表からも分かるように、1種はより高い純度を誇り、腐食に対する耐性が強いですが、2種はそれに比べてやや強度が高いという特徴を持っています。この微妙な差が、最終的な製品や用途に与える影響を考慮する際には重要な判断材料となります。

純チタンの価格と市場動向

最後に、純チタンの1種と2種の市場価格について触れておきます。一般的に、チタンの価格は供給量や需要の変動、さらには原材料コストに大きく影響されます。1種の純チタンは、その高い純度と特性から、通常は2種よりも若干高価です。しかし、特定の用途においてはその性能差が大きく影響するため、1種を選ぶことが最終的なコストパフォーマンスを向上させることもあります。

今後の市場動向として、航空宇宙や医療分野での需要拡大が予測されており、純チタンの需要はますます高まることが予想されます。特に再生可能エネルギーの分野では、軽量かつ耐久性に優れたチタンの使用が期待されており、1種と2種の選択肢が今後ますます重要なテーマとなってくるでしょう。