チタンボルトの真実。 知っておきたいホントのところ。これであなたもチタニウム博士。

【チタンは軽い】

でも実は・・・アルミのほうが軽い

チタンは軽く、鉄の57%の重量しかないのですが、実はアルミはさらに軽い！
比重はこのようになります⇩

鉄：チタン：アルミ = 2.8：4.5：7.9

鉄100gと同じ質量のチタンは57g、アルミはなんと35.4g！

もちろん強度の違いがあります。アルミボルトをチタンボルトと同じ条件で使用することはできません。
でも、強度が必要のない場合はアルミボルトのほうが有効ということです。レースでもカウルやスクリーンのボルトにはアルミ製が使用されます。

【チタンは強い】

でも実は・・・剛性は低い

一般的に強度が高いほど剛性も高くなるのですが、チタンは違います。強度はクロモリ・SCM435材とほぼ同じ数値ですが、剛性をあらわすヤング率はクロモリの半分しかありません。従って、剛性が必要な部位には不向きと言えます。
 

【チタンは高価】

でも実は・・・レアメタルではない！

チタンは地殻中の存在量が9番目に多い元素です。よってレアメタルではありません。海外では流通の少ないマイナーメタルという分類になります。

ではなぜチタンが高価なのか？ それは原料から材料にする過程にコストがかかるためです。チタンは酸素にふれた瞬間に酸化がおこります。そのため精製は真空状態、もしくはアルゴン中で行う必要があります。チタン材が高価なのはこのためです。

【チタンは折れる】

でも実は・・・折れるのは純チタンボルト

チタンは大きく分けると、純チタンとチタン合金に分類されます。強度が高いのは後者のチタン合金です。純チタンと聞くと良質なイメージがありますが、強度はチタン合金の半分以下。すぐに折れると言われるのは、ホームセンターで売られる純チタンボルトなんです。
モトロックマンを含め多くのチタンボルトメーカーが取り扱うTi-6Al-4Vは強度の高いチタン合金のため安心です。

【チタンの強度はクロモリ相当】

でも実は・・・耐力で勝る

強度は強さの度合いであり、破壊・破損がおこる数値を指します。耐力は永久変形がおこる数値を表します。破壊という基準ではクロモリがやや優位ですが、変形では圧倒的にチタンが優れます。

【チタンは錆びない】

でも実は・・・すでに酸化した状態なんです

チタンは酸素にふれた瞬間に酸化が起こり、酸化被膜を形成します。この被膜を不動態被膜と言います。チタンの不動態はとても強固で安定しているため、外部からの影響を受けません。
酸化被膜をつくる金属は他にもありますが、何らかの弱点があり、被膜は脆弱化し錆が発生します。対してチタンの不動態には弱点がありません。無敵の不動態によりチタンは半永久的に錆びることがありません、

【チタンは錆びない、だけじゃない!!】

実は・・・接触する相手の金属も錆びさせない。

異なる金属が接触した状態で水にさらされると異種金属接触腐食という現象が起こり錆が生じます。これは、互いの電位を共通にしようとする化学反応であり、電位が低いほうに腐食が発生します。電位の順は以下の通り。
ステン → 鉄 → アルミ → マグネシウム

右にいくほど電位が低く、腐食しやすいということです。従って、マグネシウムにステンレスという組み合わせは最悪。

チタンはと言うと、表面を覆う不動態被膜が強いため外部へ影響を与えることがありません。よって、チタンは異種金属腐食が発生しません。人体にチタンが使われるのもこのためです。
高品質のマグネシムやアルミのホイールにはステンレスボルトは控えるべきです。