チタンリング、チタンブロック、チタンターゲット、その他のチタン合金鍛造品の欠陥検出

チタン合金は比重が小さく（約4.5）、融点が高く（約1660度）、可塑性が良く、比強度が高く、耐腐食性があり、高温で長時間作動可能（現在のチタン合金の高温強度は500度まで使用されている）、その他の利点があるため、航空機や航空機エンジンの重要な軸受部品としてますます使用されています。チタン合金材料には鍛造品のほか、鋳造品、板材（航空機の外皮など）、ファスナーなどがあります。 チタン合金の鍛造品以外にも、鋳物、板材（航空機の外板、留め具など）などがあります。現代の外国の航空機におけるチタン合金の使用重量比は約 30% に達しており、航空産業におけるチタン合金の応用には大きな将来性が見込まれています。もちろん、チタン合金には、変形抵抗、熱伝導率の悪さ、ノッチ感度（1.5 程度）、微細構造の変化が機械的性質に大きく影響するなどの欠点もあり、製錬、鍛造加工、熱処理が複雑になります。そのため、非破壊検査技術を使用してチタン合金製品の冶金および加工品質を確保することは、非常に重要なトピックです。以下では、主にチタン合金鍛造品の欠陥検出で現れやすい欠陥を紹介します。

1、偏析型欠陥偏析、斑点偏析、チタンリッチ偏析、条線偏析のほか、最も危険なのは格子間型安定化偏析（I型偏析）です。この偏析は周囲に小さな穴や亀裂を伴うことが多く、酸素、窒素などのガスを含み、より脆くなります。アルミニウムリッチ安定偏析（II型偏析）もあり、これも亀裂や脆さが原因で危険な欠陥となります。

2、介在物は主に高融点、高密度の金属介在物です。チタン合金の高融点成分により、高密度元素は十分に溶融されずにマトリックス形成に留まります（モリブデン介在物など）。また、原材料（特にリサイクル材料）の製錬時に、超硬合金切削工具の破片や不適切な電極溶接プロセス（チタン合金の製錬は一般に真空自己消費電極再溶解法を採用）に混入し、タングステン電極アーク溶接などにより、チタン介在物に加えて、タングステン介在物などの高密度介在物が残ります。

介在物が存在すると、亀裂の発生や拡大につながりやすいため、欠陥の存在は許されません（例えば、1977年のソ連では、チタン合金のX線透視検査で直径 0.3 ~ 0.5mm の高密度介在物が見つかったという情報を記録しなければなりませんでした）。

3、残留収縮率例を参照。

4、穴は必ずしも単一に存在するわけではなく、密集して複数存在する可能性があり、これにより低週疲労亀裂の拡大が加速され、早期疲労損傷につながります。

5、割れは主に鍛造割れを指します。チタン合金は粘性が高く、流動性が悪い上に熱伝導性も悪いため、鍛造の過程で表面摩擦により変形が生じ、内部の変形ムラが顕著になるほか、内部と外部の温度差も大きくなり、鍛造時に内部せん断帯（ひずみ線）が生じやすく、ひどい場合には割れにつながります。その方向は一般的に最大変形応力の方向に沿っています。

6、過熱 チタン合金の熱伝導性は悪く、熱処理工程では、鍛造や原材料の過熱による不適切な加熱に加え、鍛造工程でも過熱による熱影響で変形しやすく、微細構造の変化を引き起こし、結果としてワイス組織の過熱につながります。