チタンとステンレスの違いとは?それぞれの特徴についても解説

  • 「チタンとステンレスの違いってなんだろう……」
  • 「なんでチタンって高価なのかな」

こんな疑問はありませんか?

違いがわからないと、それぞれの特性を活かせません。

本記事では、チタンとステンレスの違いと併せて、チタン・ステンレスの特徴についても解説します。

最後まで読むと、チタンとステンレスの違いを理解でき、それぞれの特性を活かせます。

この記事の監修者

藤原 弘一

1986年(有)藤原鉄工所(現フラスコ)入社、1992年代表取締役就任。
時代のニーズに適合した最新鋭設備と長年蓄積した職人技的加工技術を融合させ、顧客の信頼を築いた会社。

保有資格:司法書士、行政書士、宅地建物取引主任者、2級小型船舶、4級無線技士

チタンとは

チタンとは

「チタン」とは、元素記号「Ti」で表現される金属材料のことです。

元素記号は22番で、軽量や不燃性が高いなどがチタンの特徴です。

チタンは、チタン鉱石からスポンジチタン、チタンインゴット、展伸材という工程を経て製造されます。

用途に応じて圧延、鍛造などの処理を施すのが一般的な工法です。

関連記事:チタンの加工方法|特徴やメリットも詳しく解説

チタンの特徴

チタンの特徴

チタンの特徴は以下のとおりです。

  • 軽量
  • サビにくい

順番に解説します。

【チタンの特徴①】軽量

チタンは軽量なのが特徴です。

金属の中でもとくに軽く、重さは銅の約50%、鉄の約60%と軽量であることがわかります。

軽量なのに、強度は鉄の約2倍、アルミの3倍です。

以上のことからチタンは軽量なのが特徴の一つです。

【チタンの特徴②】サビにくい

チタンはサビにくいのが特徴の一つです。

チタンは酸素との結合力が強く、表面に瞬時に酸化皮膜を形成することで、サビを防ぎます。

酸化皮膜のおかげで、水に触れてもイオンが溶け出しにくく、金属アレルギーを引き起こしにくいのもメリットの1つです。

海水への耐食性はプラチナに匹敵するほどで、船や橋などにも使われています。

関連記事:チタンが金属アレルギーを起こしにくい理由|症状やなりにくい金属も紹介

ステンレスとは

ステンレスとは

ステンレスは、英語で「Stainless Steel」と表記されるように、すぐに錆びてしまう鉄に代わる金属として発明されました。

ステンレスは耐食性や強度を向上させるために、主成分である鉄(Fe)にクロム(Cr)やニッケル(Ni)を混ぜることで作られる合金です。

ステンレスの歴史は浅く、発明から100円ほどしか経っていない金属です。

ステンレスの特徴

ステンレスの特徴

ステンレスの特徴は以下のとおりです。

  • サビにくい
  • 保温・保冷性に優れている
  • 強度が高い
  • 電気を通しにくい
  • 加工しにくい
  • リサイクルできる
  • 熱が伝わりにくい

順番に解説します。

【ステンレスの特徴①】サビにくい

ステンレスの1つ目の特徴は、サビにくいことです。

ステンレスは、サビやすい鉄にクロムを混ぜると、サビの発生を防げます。

鉄よりも前にクロムが酸化することで、表面に見えないほど薄い不動態皮膜を形成してくれるからです。

以上のことから、ステンレスはサビにくいといえます。

【ステンレスの特徴②】保温・保冷性に優れている

保湿・保冷性に優れているのは、ステンレスの特徴の一つです。

実際に、ステンレスは水筒やタンブラーに多く使われています。

理由としては、ステンレスは保冷や保温に優れているからです。

時間が経過しても冷たさや温かさを保てるのは、ステンレスのメリットです。

【ステンレスの特徴③】強度が高い

強度が強いのはステンレスの特徴の1つです。

鉄に炭素を加えているから鉄よりステンレスの方が強くなります。

スチールと同じ強度にするなら、スチールよりも薄くできます。

【ステンレスの特徴④】電気を通しにくい

電気を通しにくいのは、ステンレスの特徴の1つです。

他の金属(鉄や銅など)に比べても電気を通しにくいので、通電が必要なところにステンレスを用いることはありません。

【ステンレスの特徴⑤】加工しにくい

加工しにくいのは、ステンレスの特徴の1つといえます。

理由はステンレスの「加工硬化」です。

ステンレスには、加工硬化という特性があり、加工時に力が加わると、硬くなります。

ステンレスをさびから守る酸化膜は、さび以外のものからも金属表面を守ろうとするため、加工するのが難しいです。

加工硬化と酸化膜という特性により、ステンレスの加工には、技術が求められます。

【ステンレスの特徴⑥】リサイクルできる

ステンレスの特徴はリサイクルできることです。

ステンレスはサビにくい金属であるため、寿命がきても廃物にならず、ほとんどが質を保ったまま回収されて再利用されます。

サビない特徴を活かしてリサイクルすることで、エコでステンレスの価格を安定させられます。

以上のことから、リサイクルできるのはステンレスの大きな強みです。

【ステンレスの特徴⑦】熱が伝わりにくい

熱が伝わりにくいのもステンレスの特徴の1つです。

なぜならステンレスに含まれているクロムやニッケルが熱を妨げるからです。

持ち手がステンレスのフライパンは持ち手が熱くならずに安全に使えます。

チタンとステンレスの違い

チタンとステンレスの違い

チタンとステンレスの違いは以下のとおりです。

  • 物理的性質
  • 機械的性質
  • 耐食性
  • 加工性
  • 外観
  • 価格

順番に解説します。

【チタンとステンレスの違い①】物理的性質

チタンとステンレスの物性比較表を以下に示します。

材料溶解点
(℃)
密度
(g/㎤)
20℃
電気抵抗
(μΩ・m)
20℃
熱伝導率
(W/m・K)
20℃
比熱
(KJ/kg・K)
体積比熱
(W/㎤・K)
線膨張係数
(/K×10-6)
20℃
工業用
純チタン
(CP-Ti)
1,6684.510.55170.5192.38.4
αーβチタン合金
(Ti-6AI-4V)
1,6504.431.717.50.6102.78.8
βチタン合金
(Ti-15-3-3-3)
1,6684.761.48.080.5002.48.5
ステンレス
(SUS304)
1,400〜1,4207.900.72160.5024.017.0
引用:一般財団法人日本チタン協会

チタンはステンレスと比較すると、比重が約60%と小さく、チタンの方が軽量となっています。

【チタンとステンレスの違い②】機械的性質

材料引張強さ
(規格値)
(Mpa)
比強度
(計算値)
0.2%耐力
(Mpa)
伸び
(規格値)
(%)
ビッカース硬さ
(代表値)
(HV)
ヤング率
(代表値)
(GPa)
工業用
純チタン
(CP2種)
340〜51075〜113215≦23≦160106.3
αーβチタン合金
(Ti-6AI-4V)
895≦202≦825≦10≦320110
βチタン合金
(Ti-15-3-3-3)
745〜945157〜199690〜83512≦27078.4
ステンレス
(SUS304)
520≦66≦205≦40≦180199.9
引用:一般財団法人日本チタン協会

チタンとステンレスはどちらも強度は高いですが、基本的にステンレスの方が高くなっています。

【チタンとステンレスの違い③】耐食性

チタンとステンレスはどちらもサビにくい金属です。

比べるとチタンの方が優れています。

海水や汗など、塩化物イオンに対する耐性が高いからです。

そのため、海辺での使用や汗ばむ季節は、チタン製品の方が耐食性を発揮します。

チタンならどんな場所でも、サビや金属アレルギーを気にせずに使えます。

【チタンとステンレスの違い④】加工性

チタンとステンレスでは、チタンの方が加工するのが難しいでしょう。

被削性・成形性・溶接性のどれをとってもチタンの方が加工するのが難しいです。

チタンを機械加工するには、高い加工技術が必要です。

【チタンとステンレスの違い⑤】外観

チタンとステンレスはどちらも銀色の金属です。

比べるとチタンの方がやや黒ずんで見えます。

チタンは表面の酸化皮膜が発色するという特徴があります。

塗装ではないため、剥がれる心配がなく、メンテナンスフリーで多彩な発色が可能です。

【チタンとステンレスの違い⑥】価格

チタンはステンレスに比べると、重量比で約10倍近い価格となっています。

チタン加工は非常に難しく、技術が必要です。

しかし、チタン製品は高強度でサビにくいため、大切に使うことで、長く愛用できます。

長い目で見れば経済的な金属といえます。

まとめ【チタンとステンレスの違いを理解しましょう】

今回は、チタンとステンレスの違いと併せて、チタン・ステンレスの特徴についても解説しました。

チタンとステンレスはどちらもサビにくい金属ですが、チタンの方がサビにくいです。

チタンはステンレスに比べると、重量比で約10倍近い価格となっています。

株式会社フラスコでは、昭和48年の創業依頼、一般産業用機械部品の設計・製作・組立をはじめ、チタンやタングステン、ジルコニウムなどの金属加工を行なってきました。

時代にニーズに合わせ、最新鋭の設備と創業から約40年間培った、難削加工を可能とする職人の加工技術で様々な製品を生み出しています。

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