TC25 チタン合金バー鍛造

チタン産業 : Sep. 7, 2026

TC25チタン合金は、ロシアの命名システムではBT25として知られ、航空機エンジンやガスタービンで450–550°C(842–1022°F)で長時間回転するハードウェア向けに設計されたα+β高強度高温チタン合金です。

私たちが供給するのは、鍛造および熱間圧延状態の固体材料、つまり棒材や鍛造品です。汎用構造用チタンや積層製造用の粉末ではありません。

河南チャルコは、最大2 m²(21.5 ft²)の見込み面積を持つØ16–500 mm(0.63–19.7インチ)のTC25棒および等温ダイフォージを供給しています。また、図面の確認や供給も可能です。

TC25とTi-6242およびIMI 834の比較:この合金の位置づけ

約500°Cで動作するディスクやブレードの材料を選ぶなら、Ti-6242やIMI 834はすでに候補リストに入っているでしょう。

TC25も同じ候補リストに入っています。安価だからではなく、異なる強化ルートを取っているからです。

一目で:

TC25(BT25)— α+β、タングステン軸受、450〜550°Cの回転部品用;高温強度と室温強度の両方を保持します。
Ti-6242 / Ti-6242S — 近α、クリープ耐性が強みで、長期使用で約540°Cで運用可能です
IMI 834 — ほぼα、使用温度は約600°Cまで、まずクリープ耐性と酸化耐性を重視します
Ti-6Al-4V(グレード5)— 汎用ワークホースで、長期稼働上限は約350〜400°Cです

	TC25(BT25)	Ti-6242(-S)	IMI 834	Ti-6Al-4V
合金タイプ	α+β	ほぼα	ほぼα	α+β
名目構成	Ti-6.5Al-2Sn-2Zr-2Mo-1W-0.2Si	Ti-6Al-2Sn-4Zr-2Mo(-Si)	Ti-5.8Al-4Sn-3.5Zr-0.7Nb-0.5Mo-0.35Si	Ti-6Al-4V
典型的なRT引張	~1,050–1,090 MPa(152–158 ksi)	~1,000〜1,100 MPa	~1,100MPa	~900–950 MPa
サービスウィンドウ	450〜550°C;500°Cで6,000時間、550°Cで3,000時間	長期約540°C	長期約600°Cです	≤ 350〜400°C
典型的な部品	HPコンプレッサーディスク、ブレード、ラビリンスシールリング	コンプレッサーディスク、ブレード、ケーシング	コンプレッサーディスク、ブレード	機体、ファスナー、一般的な構造部品

α+βと近αの違いは、実際には強化ルートにあります。

TC25は約1%のタングステン(ユーテクトイド型β安定剤)がシリコンと共作用することで熱強度を得ており、組成はα+β高強度の側に位置しています。Ti-6242はSn-Zr-Moの固体溶体とシリシドのルートを取り、ほぼαに近く、クリープ抵抗性も高いです。

したがって、両グレードは使用温度で重なり合いますが、異なる方向に傾いています。室温と高温の両方の強度を保持しなければならないディスクには、TC25の方が通常より適合しやすいです。長期クリープによって設計された部品には、近α側の方が適しています。

まず最初に言っておきたいのは、温度範囲が重なってもグレードが互換性があるとは限らないということです。TC25はTi-6242のドロップイン代替ではありません。微細構造の種類、熱処理応答、熱安定性挙動はすべて異なるため、グレードを切り替えると自分で認定を再度実施する必要があります。これは形式的な手続きではありません。

クイック・引用

TC25、Ti-6242、IMI 834、Ti-6Al-4Vのサービス温度比較

TC25チタン合金 — 製品データ

製品名	TC25 高温チタン合金バーおよび鍛造材
階級/指定	TC25(中国英国の名称);BT25 / VT25(ロシアの同等名称)
名目構成	Ti-6.5Al-2Sn-2Zr-2Mo-1W-0.2Si(公称値)
状態	鍛造または熱間圧延、合意されたスケジュールで溶液処理・熟成、またはアニール
仕様	GB等級指定および合意された技術プロトコルに供給
サイズ範囲	Ø16–500 mm(0.63–19.7インチ)のバー;等温ダイフォージング、最大2 m²(21.5 ft²)の予測面積
耐性	仕様に従った;RFQで合意
加工	高速鍛造、放射状鍛造、等温ダイフォージング、熱押出、旋盤加工、研削、長切り
表面	鍛造、旋削・剥離、研磨、機械加工
応用例	HPコンプレッサーディスクとブレード、ローターブレード、迷路シールリング、ドラムローター、産業用ガスタービンホットセクション回転部品
最小順序	仕様および数量ごとの見積もり
文書	ミル試験証明書(MTC)、化学および機械的試験報告書、超音波Cスキャン報告書、粒径および微細構造報告書、寸法報告書;第三者による検査の手配が可能です

見積もりを送る方法:

グレードと状態
寸法と公差、または図面
数量と配送先
必要な表面状態
必要な書類(MTC、Cスキャンレポート、第三者検査)
最終用途、最終利用者、そして目的地

最後の項目は単なるチェック項目ではありません。TC25はホットセクションの回転部品に入っているため、正確な供給提案を作成する前に、最終用途と目的地を確認する必要があります。

これらすべてを一度に送ることで、通常は2〜3ラウンドのやり取りを省けます。

クイック・引用

形状、サイズ、カスタム鍛造

標準サイズ

棒:Ø16–500 mm(0.63–19.7インチ)
等温ダイフォージング:最大2 m²(21.5 ft²)までの予測面積

仕様に応じたその他の書類

ディスク、リング、ビレット、クローズドダイ型鍛造品、ほぼネット形状の鍛造品、押出成形、板材などです。

これらのフォームは設備レベルでカバーされており、当社の高速鍛造、放射状鍛造、ホット押出、冷間ピルジャーラインはすべてチタンおよびチタン合金を使用しています。しかし、特にTC25の場合、見積もりを出す前に利用可能なサイズをお客様の要件に照らし合わせる必要があります。

TC25チタンディスク

TC25チタンリング

TC25チタンビレット

TC25チタン鍛造品

TC25チタン押出成形

TC25チタンプレート

あなたの描いた絵に合わせて鍛造

あなたの絵に合わせて鍛造された。

部品プリントを送ってください。私たちは鍛造用エンベロープ、現実的に実現可能な穀物流、そして出発可能な加工許容度を確認し、その後見積もりを出します。

形状が等温ダイフォージに適さない場合は、そう伝え、順序を取ってから解決するのではなく、より良い成形ルートを提案します。

クイック・引用

化学組成と物理的性質

名目組成、重度%

Ti	バル。
Al	6.5
Sn	2
Zr	2
Mo	2
W	1
Si	0.2

組成の限界は注文ごとに合意され、測定値はミル試験証明書に報告されます。

図面で標準範囲よりもSn、Si、またはO、N、Hなどの間隙要素でよりタイトなバンドが必要な場合は、問い合わせ段階でお知らせいただければ、見積もりの前に実現可能性を確認します。

物理的性質

密度:≈ 4.5 g/cm³(典型)
βトランサス:約1000〜1020°C(1832〜1868°F)、熱や生成物の形態によって異なります

β-transusでは、冶金学的手法によりØ250 mmの鍛造棒で約1020°Cを測定し、インゴットステージの値は1000〜1010°Cの範囲に落ちます。この温度はすべての熱処理および熱処理スケジュールの基準点であり、各加熱の測定値に基づいて生産が行われます。

組成表の2つの元素は独立した文に値します。なぜなら、この合金が何をし得るか、何をできないかを決定するからです:WとSiです。

Wは熱強度の由来です。このユーテクトイドβ安定剤の約1%を加えると、500〜550°C帯域での熱強度と熱安定性が顕著に向上し、TC25と同じ温度帯を共有する近α合金との間で最も目に見える組成の違いとなります。

Siは両面性を含みます。シリウムの沈殿は高温での強化をさらに強めますが、長時間高温にさらされると延性が低下する理由の一つでもあります。

製品形態による機械的性質

TC25の特性は製品の形態に強く結びついています。

サンプリングの場所、変形履歴、熱処理経路は、バーテストピースと仕上げ鍛造品では同じではないため、得られる数値は同じではありません。

バー、Ø250 mm

状態	Rm、MPa	A, %	Z, %	応力破裂	衝突 AKU2、J
室温	1,069 / 1,092	13.5 / 14.5	45 / 45	—	34 / 35
500°C(932°F)	840 / 825	23.5 / 20.0	60 / 57	51時間 @ 441 MPa	—
550°C(1022°F)	740 / 770	26.0 / 24.5	73.5 / 73.5	51時間 @ 441 MPa	—
550°Cの熱安定性曝露後	1,076 / 1,109	8.5 / 7.5	16 / 15	—	—

典型的な受け入れ限界:室温 Rm ≥ 980 MPa、A ≥ 10%、Z ≥ 20%;500°C Rm ≥ 735 MPa;550°C Rm ≥ 686 MPa;両温度で 50 時間≥ 441 MPa の応力破裂;550°C 熱安定性曝露後 Rm ≥ 980 MPa;衝撃≥ 23.5 J。

鍛造

パート	状態	Rm、MPa	A, %	Z, %	応力破裂	衝突 AKU2、J	HB(d)、mm
ディスク	室温	1,050 / 1,040	12.0 / 15.0	15.0 / 21.0	—	38 / 40	3.28
ディスク	500°C	740 / 740	19 / 18	44 / 45	> 101時間 @ 637 MPa	—	—
ディスク	550°C	725 / 710	21 / 20	51 / 60	> 101 h @ 441 MPa	—	—
ディスク	550°C曝露後	1,070 / 1,080	12.5 / 15.0	15.0 / 21.0	—	—	—
シールリング	室温	1,080 / 1,070	14.0 / 13.5	41.0 / 40.0	—	38 / 38	3.28
シールリング	500°C	760 / 745	17 / 14	55 / 49	> 101時間 @ 637 MPa	—	—
シールリング	550°C	720 / 745	20 / 18	67 / 54	> 101 h @ 441 MPa	—	—
シールリング	550°C曝露後	1,060 / 1,070	11.5 / 11.5	15.5 / 17.0	—	—	—

2つのテーブルを並べてみると、ひとつ目立つことがあります。441MPaで、バー試験材の応力破壊寿命は約51時間、ディスクやシールリングの鍛造品では101時間以上です。同じグレードですが寿命は2倍です。

これはデータエラーではなく、どちらのセットも優れた材料ではありません。棒の試験材は圧延材から、鍛造試験材は完成品の指定された場所から来ており、両者は全く異なる変形量、変形モード、異なる熱履歴を経ています。

多くの顧客が原材料MTCと完成品のテストレポートを比較し、数値が一致しなかったことに気づき、ロットに疑問を持ち始めました。ほとんどの場合、その2つのセットは一致するはずがありません。一致させるには同じサンプリング場所と状態が必要であり、検査時に議論するよりも技術プロトコルに明記する価値があります。

サービス温度 — そして実際にどれくらいの時間が使えるか

TC25の長期運用帯域は450〜550°C(842〜1022°F)です。

より有用なのは以下の2つの数字です:

500°C(932°F):最大6,000時間連続運用が可能です
550°C(1022°F):最大3,000時間連続運用が可能です。

時間が設定されていない温度制限は設計入力ではありません。

高温チタン合金に関する他の多くのページでは、単一の温度数値を掲げてそこで止まっています — 「最大使用温度550°C」です。

それだけでは、顧客は人生を決めることも、2つのグレードのどちらかを選ぶこともできません。なぜなら、550°Cが100時間か3,000時間を意味するのかを判断する方法がないからです。

実際に材料の選択を決めるのは温度と時間の組み合わせです。

TC25を元の温度スペクトルに戻す:

Ti-6Al-4V:長期の稼働上限は約350〜400°C。500°Cに達するとクリープはすでに制御不能になっています。
TC25:450〜550°C、上記の時間帯
近α合金(Ti-6242、IMI 834、Ti-1100など):最大約540〜600°Cまで、クリープ抵抗が優先されます
ニッケル系超合金:温度は高く、密度は約8.2 g/cm³で、チタンのほぼ2倍です

この最後の線は回転するハードウェアで特に注意が必要です。回転部品の主な荷重はその質量から来ます。重いディスク、高い遠心負荷、そしてディスク、シャフトシステム、ベアリングの設計余裕がすべて一体化します。

したがって、450〜550°C帯では、「チタンで十分」と「ニッケルベースでなければならない」の違いは、材料価格ではありません。それはローター全体の再設計です。

温度と時間は問題の半分しか解決しません。残りの半分は、550°Cで数千時間放置した後に残った物質です。その部分については後述します。

クイック・引用

材料がどのように溶融され、鍛造され、検査されるか

航空機エンジンの回転部品にチタンを使う場合、顧客が最初に尋ねる質問は引張強度ではありません。それは清潔さと内部品質です。

この材料が溶けてから出荷されるまでの経路はこちらです。

融解経路

真空誘導融解VIM/AIM→プラズマアーク冷火融解PAMおよび電子ビーム冷気融解EB→多重真空アーク再融解VAR→加圧電気スラグ再溶解PESRなどです。

冷や炉の工程が最も重要な段階です。硬質アルファ包有物と高密度包有物(HDI)は、航空宇宙用チタン回転部品の故障連鎖の始まりであり、ディスクの高応力領域に達すると、その結果は容認できません。

プラズマアークや電子ビーム冷暖炉の溶解は、溶融時にその欠陥のクラスを正確に分離するために存在し、複数回の真空アーク再溶解と組み合わせることで組成の均一性と内部の清浄度を向上させます。ほとんどのサプライヤーはこの工程について言及しませんが、表の単一の数値よりも決定する結果の方が重要です。

熱労働

高速鍛造プレス、20 / 40 / 60 MN

放射型鍛造機、13 MN

等温ダイフォージプレス、3,000トン

水平押出プレス、60 MN

TC25ディスクにおいては等温ダイフォージングが重要です。ダイとビレットを同じ温度かつ低い応ずみ速度で成形することで、ほぼネット形状が可能になり、より均一な微細構造が得られ、同時に材料の利用効率も向上します。

チタン合金鍛造から削られる加工許容度はしばしば驚くべきものです。ほぼ純形状で節約できるのはコストとリードタイムの両方です。

検査

当社の検査能力は、原材料から完成品までの全チェーンをカバーしています。

化学分析:ICP-MS、ICP-AES、GFAAS、XRF、炭素・硫黄分析装置、水素決定器、酸素・窒素分析装置
機械的特性:クリープおよび応力破壊装置、疲労試験装置、引張、衝撃、硬度、破壊靭性、低サイクルおよび高周波疲労
冶金学および微量分析:光学金属組織学、走査型電子顕微鏡、電子プローブ微細解析、熱機械的シミュレーション、同時熱分析
非破壊検査:浸漬超音波検査、大径バー用の多ゾーン超音波Cスキャンシステム、ディスクやリングの自動超音波Cスキャン、鍛造品や金型の3次元寸法測定

O、N、Hの制御はチタンの延性と熱安定性を直接決定します。これらの間隙元素が数百分の1多くなると、長時間の高温曝露後に残る延性は桁違いになります。ここでのガス元素分析は単なるチェックテストではなく、550°Cでこのグレードを使用する前提条件です。

マルチゾーンCスキャンは、大断面鍛造品における欠陥検出感度を測定します。簡単に言えば、検査時に見られるものを決定するのです。大径バーやディスク、リングの内部は従来の検査方法ではそれほど細かく解析できないため、この機器は別途記載しています。超音波受理クラスはお客様の仕様に合わせて合意可能です。

ガスエレメント解析

マルチゾーンCスキャン

熱処理と微細構造制御

TC25の一般的な熱加工温度範囲およびバーや鍛造材の標準的な溶液加熟成スケジュールについては、グレードの確立された慣行に従って生産し、ご指定のスケジュールにも対応可能です。

注目すべきは、熱処理スケジュールが微細構造タイプを決定的に決定することです。私たちの生産記録は一貫したパターンを示しています。アニーリング温度がTC25が等軸微組織か二重構造かを決定します。焼きまし温度がトランサスに近づくと、一次αが部分的に溶解し、二次αが透明化して変換βマトリックス内に現れ、構造が等軸構造から二重構造へと移動します。二重構造は室温でも高温でもより良い引張特性をもたらします。

購買やプロセスエンジニアリングにおいて、これは非常に実用的なことを意味します。熱処理スケジュールは納品の詳細ではなく、技術プロトコルに含まれます。同じ材料でも異なるスケジュールが熱強度に大きな影響を与えます。検査時に不一致なデータで議論するよりも、注文時に状態と熱処理経路を固定する方が良いです。

TC25が適切でない場合

どの学年にも使ってはいけない場所があります。ここに、最初に述べた4つの場所を挙げます。

延性は高温での長時間曝露後に低下します

これは推測ではなく、我々自身の試験データです。Ø250 mmバーの伸長率は室温で約13.5〜14.5%です。550°Cの熱安定性試験後、引張強度は1,069 MPaから1,076 MPaへと上昇し、伸長率は約7.5〜8.5%に低下します。強度は上昇し、延性は約半分に低下します。

発表された研究によると、550°Cでの長時間曝露後、TC25は表面酸化物層を形成し、α2相沈殿と結晶境界珪素が共作用します。転位の動きが妨げられ強度が上がり、一方でひずみ局在が延性の明確な喪失を引き起こします。

製品形状の違いは興味深いものです。同じ試験条件下では、ディスクおよびシールリング鍛造の伸長は室温から露出状態までほぼ平坦になり(ディスク12.0–15.0%→12.5–15.0%)となり、バー試験部品よりもはるかに小さい減少です。これは微細構造状態やサンプリングの位置に帰着し、一つの製品形状のデータを使って別の形状を予測できないことを改めて思い出させてくれます。

顧客にとっては一言に尽きます:寿命の余裕は、提供されたデータではなく露出延性に設定してください。