チタン合金、その名称、化学成分、および機械的特性を定義するために、いくつかのチタン規格体系が利用可能です。これらのチタン規格を理解することは、特定の用途に適した材料を選定、比較、および認定するための鍵となります。
他の金属と同様、チタンの主要な規格としては、米国のASTMおよびSAE（特に航空宇宙分野のAMS規格）、欧州のEuronorm、ドイツのDIN、日本のJIS、国際規格のISO、ならびに中国のGBおよびロシアのGOST規格などが挙げられます。
チタンは、熱機械的加工の条件を変えることで、微細組織に著しい変化をもたらすことができます。その結果、比較的少数のチタン材種で、幅広い特性や用途に対応することが可能です。実際には、現在指定され使用されている主要なチタン材種は約50種類ありますが、市販されているものはそのうちのわずか数十種類にとどまっています。
米国のASTMチタン規格では、約40種類の主要なチタングレードが認定されており、そのうちグレード1から4までは商業用純チタン（非合金）です。 ASTMで規定されているグレードやその他の合金は、航空宇宙および軍事規格（SAE-AMSおよびMIL-T）に加え、ISOチタン規格、ユーロノーム、GOST、および日本のJISチタン規格にも準拠して製造されています。これらの規格は多くの分野で重複していますが、相互に置き換え可能というわけではありません。 チタン規格に対するよりグローバルなアプローチを実現するため、日本チタン協会は規格の統一システムを提案しています。
チタン規格に関する主な課題は、規格策定機関（SDO）によって定義された規格が不足していることではありません。むしろ、航空宇宙各社が作成した詳細かつ個別の仕様が膨大であり、それが生産ロットを制限しがちであるという点にあります。各航空宇宙企業は、定義された加工工程を含む独自の仕様を定めており、ある企業で許可されている加工工程が、別の企業では許可されない場合があります。
こうした状況から、小ロット生産が行われることになります。過剰生産された材料は保管することは可能ですが、その仕様を承認した企業でのみ使用することができます。さらに、こうした材料は、航空宇宙産業の極めて詳細な品質保証要件をすでにクリアしているため、一般的な産業用途には過剰な性能を備えていることがよくあります。 同様の理由から、スクラップとなる材料の割合が高いため、航空宇宙企業が要求する詳細なトレーサビリティを維持するためには、それらを慎重に選別する必要があります。
本記事では、チタン合金の名称およびグレードの範囲を規定する国際規格について解説します。「チタン」シリーズの他のガイドでは、これらの規格が何を定義しているかについて取り上げています。『チタン規格』では、個々の規格体系について詳しく解説しており、本記事と密接に関連するトピックであるため、併せて読むことをお勧めします。 『チタングレード』では、商業用純チタンとその合金をファミリー別に分類しており、『チタンの特性』では、各グレードを区別する強度、低密度、耐食性について解説しています。これらを併せて読むことで、規格の枠組みと、その基盤となる仕様、グレード、特性との関連性を理解することができます。
世界中で約50種類の主要なチタングレードが指定・使用されているものの、市販市場で容易に入手できるのはそのうち約24種類に過ぎない。ASTMだけでも、約40種類の主要グレードを認定している。
航空宇宙企業はそれぞれ独自の仕様や承認された製造工程に従って業務を行っているため、材料は多くの場合、小規模な専用ロットで生産されます。ある企業で承認された製造工程が、別の企業では却下されることもあり、その結果、特定のロットの用途が限定されてしまうことがあります。
過剰生産された製品は保管することは可能ですが、その製品が製造された仕様を受け入れる企業でのみ使用できます。すでに航空宇宙産業の厳格な品質保証を通過しているため、一般的な産業用途では必要以上に仕様が厳しすぎる（オーバークオリファイド）ことが多く、その結果、必要以上にコストがかかってしまうのです。
航空宇宙産業の生産過程では、チタンの多くがスクラップとなってしまいます。このスクラップは、航空宇宙企業が求める詳細な材料のトレーサビリティを維持できるよう、慎重に分離・追跡する必要があります。
ASTMのチタン規格では、グレード1から4は商業用純チタン（非合金）に分類されます。これらは強度や純度にばらつきがあり、主に耐食性を基準に選定されます。