純チタンの密度は4.506 g/cm³（4,506 kg/m³ / 0.163 lb/in³）で、アルミニウム（2.70 g/cm³）とカーボンスチール（7.85 g/cm³）の中間に位置します。チタンはステンレス鋼と比べて体積あたり約43%軽く、アルミニウムと比べて約67%重くなっています。世界のチタン消費量の50%以上を占めるグレード5（Ti-6Al-4V）は、アルミニウムの含有により密度がわずかに低い4.43 g/cm³です。材料選定において重要な指標となるのが比強度（引張強さを密度で除した値）であり、グレード5チタン（214 MPa·cm³/g）はステンレス鋼（65）やほとんどのアルミニウム合金を上回ります。本ガイドでは、主要グレードの正確な密度値、鋼およびアルミニウムとの直接比較、比強度一覧表、ならびに調達・設計チーム向けの重量計算式を解説します。.
あらゆる単位で見るチタンの密度
多くの材料データベースはg/cm³を基本単位としています。北米の製造現場のエンジニアにはlb/in³が必要であり、トン単位で発注する調達担当者にはkg/m³が求められます。以下に、工業用純（CP）チタン——グレード1〜3——の値を主要な単位に換算して示します。
| 単位 | 価値 |
|---|---|
| g/cm³（グラム毎立方センチメートル） | 4.506 |
| kg/m³（キログラム毎立方メートル） | 4,506 |
| lb/in³（ポンド毎立方インチ） | 0.163 |
| lb/ft³（ポンド毎立方フィート） | 281.3 |
上記の数値は、ASM InternationalのCPチタン物性データテーブルに基づいています。グレード4は酸素含有量がやや高く、密度は4.54 g/cm³とわずかに高くなります——質量が増加しますが、体積への影響はほとんどありません。.
現場での簡易確認として：チタンの密度は水の約4.5倍です。同じサイズのアルミニウム製ロッドと比べ、チタン製の無垢ロッドは明らかに重く感じるはずです。そうでない場合は、材料に問題がある可能性があります。.
チタンの密度はグレードによって異なる
業界では「チタンの密度」として一つの数値が引用されることが多いですが、実際にはグレードによって無視できない差があります。合金元素の添加により最終的な密度が変化します——アルミニウムのような軽い元素は密度を下げ、クロムやモリブデンのような重い元素は密度を上げます。.
| グレード | グレード | 密度 (g/cm³) | 備考 |
|---|---|---|---|
| グレード1 | CP Ti（純チタン） | 4.51 | 最も軟質で成形性が高い |
| グレード2 | CP Ti（純チタン） | 4.51 | 世界で最も広く使用されているCPグレード |
| グレード3 | CP Ti（純チタン） | 4.51 | G2より高強度、密度は同等 |
| グレード4 | CP Ti（純チタン） | 4.54 | CP グレード中最高強度 |
| 9年生 | Ti-3Al-2.5V | 4.48 | “「ハーフ6-4」、自転車フレーム・チューブ用 |
| 5年生 | Ti-6Al-4V | 4.43 | 汎用合金、世界のTi使用量の約50%を占める |
| ベータC | Ti-3Al-8V-6Cr-4Zr-4Mo | 4.81 | 高強度、ばね用途向け |
出典：AZoM / ASM International 物性データテーブル
グレード5の密度が4.43 g/cm³まで低下するのは、密度2.70 g/cm³のアルミニウムを6%添加することで全体の密度が希釈されるためです。一方、ベータ合金はクロム・モリブデン・バナジウムがいずれもチタンより密度が高いため、密度は高くなります。重量が重要な用途でチタンを指定する際に「4.51」という数値を提示された場合は、どのグレードかを必ず確認してください。Beta CをGradeベース5と置き換えると、同一体積で部品重量が約8%増加します。.
チタンと鋼の密度比較：43%の差
鋼は1世紀以上にわたって構造用金属の標準材料として使用されてきました。チタンへの代替を検討する際、まず比較すべき相手はここです。.
| 素材 | 密度 (g/cm³) | 密度（kg/m³） |
|---|---|---|
| チタン グレード2（CP） | 4.51 | 4,510 |
| チタン グレード5（Ti-6Al-4V） | 4.43 | 4,430 |
| カーボンスチール AISI 1020 | 7.85 | 7,850 |
| ステンレス鋼304 | 7.93 | 7,930 |
| ステンレス鋼 316 | 8.00 | 8,000 |
CPチタン（グレード2）は、 43%は304ステンレスより体積あたりの重量が軽い. です。グレード5はさらにわずかに軽くなります。304ステンレス製で10 kgのコンポーネントは、同一形状のCPチタン製では約5.7 kgとなり、同じ体積で4.3 kg軽量化できます。.
その差は積み重なると大きくなる。5,000本のファスナーの量産では、組立構造体から数百キログラムの重量が削減される。航空宇宙分野では燃料消費が機体重量に直接連動するため、こうした体系的な軽量化は艦隊の運用寿命全体にわたって測定可能な経済的価値をもたらす。.
ただし、より重要な点は強度にある。. ��テンレス鋼の極限引張強さ（UTS）は約515 MPaです。グレード5チタンは、焼きなまし状態で950 MPaに達します。. 肉厚を薄くしても同等の荷重に耐えられる設計が可能なため、強度主導の設計における実際の重量優位性は、密度差そのものを上回る。航空宇宙エンジニアは、鋼製部品をチタンに再設計した際、断面積の縮小による追加効果も含め、トータルで50～65%の重量削減を実現するケースが多い。.
チタン vs アルミニウムの密度：単体では重くても、部品では軽くなることも
アルミニウムは自動車、民生用電子機器、自転車製造における標準的な「軽量金属」である。密度のあらゆる指標においてチタンはアルミニウムより重い。しかし、ここで直感に反する事実がある。.
| 素材 | 密度 (g/cm³) | UTS 代表値（MPa） | 比強度（MPa·cm³/g） |
|---|---|---|---|
| アルミニウム 6061-T6 | 2.70 | 310 | 115 |
| アルミニウム 7075-T6 | 2.81 | 572 | 204 |
| チタン グレード2（CP） | 4.51 | 340 | 75 |
| チタン グレード5（Ti-6Al-4V） | 4.43 | 950 | 214 |
| ステンレス鋼304 | 7.93 | 515 | 65 |
UTS出典：AMS 4928（Grade 5 焼鈍）、ASTM A276（304 SS）、ASTM B209（6061-T6、7075-T6）
チタンはアルミニウムと比べ体積あたり約67%密度が高く、同形状のバーではアルミニウムの1.67倍の重量となる。.
しかし、比強度に注目すると話が変わる。. グレード5チタン（214 MPa·cm³/g）は7075-T6アルミニウム（204）をわずかに上回り、 6061-T6（115）の2倍以上の値を示す。引張強さと疲労寿命が設計を左右するアプリケーション——ランディングギアフィッティング、外科用インプラント、高負荷自転車部品など——では、チタン部品をより小さな断面で設計することが可能となる。密度は高いものの、最終的なチタン部品の重量はアルミニウム製の同等品と同程度になる場合がある。.
グレード2 CPチタンは事情が異なります。比強度は75と、6061アルミニウムを下回る水準です。CPチタンは耐食性および生体適合性を目的として採用されるものであり、構造効率を重視した用途には適しません。重量制約の厳しい構造部材にCPチタンを調達しているのであれば、グレードの選択を見直す必要があります。そのような用途にはグレード5が適切です。.
Ti対Alの選定を左右するもう一つの要素は耐熱性です。7075-T6アルミニウムはおよそ150°C以上で強度が低下し始めます。グレード5チタンは315°C前後まで機械的特性を維持します。エンジンベイ近傍、排気系、または再突入ビークルのような高温環境にさらされる構造体では、比強度の優位性にかかわらず、アルミニウムは熱要件を満たせません。.
The Number That Actually Drives Material Selection: Specific Strength
密度は、ある体積の金属がどれだけ重いかを示す指標です。比強度は、単位質量あたりにその金属が担える構造荷重を示します。工学設計において材料を横断的に比較する際に用いるべき指標は、比強度です。.
Specific Strength = UTS (MPa) ÷ Density (g/cm³)
グレード5チタンと304ステンレスの比強度比較：950 ÷ 4.43 = 214 対 515 ÷ 7.93 = 65. グレード5は、単位質量あたりの構造性能において3倍以上を発揮します。この比率こそが、航空宇宙産業が数十年をかけて重要なファスナーや構造部材を鋼からチタンへ移行した理由です――チタンが絶対的な意味で軽量だからではなく、同じ構造要件を満たす場合に、チタンを用いた解決策が大幅な軽量化をもたらすためです。.
アルミニウムとチタンの比較は、より接近しています。7075-T6の比強度204は、グレード5の214にほぼ匹敵します。そのため航空宇宙分野でのこれらの選択は、密度の優劣ではなく使用温度の問題となります。150°C以下でコストが重視される用途では7075が有利であり、150°Cを超える環境や疲労寿命が重要な用途ではグレード5が選ばれます。.
参考として、炭素繊維強化ポリマー（CFRP）の比強度は約375であり、グレード5チタンの約1.75倍に相当します。それでも航空宇宙分野においてチタンがCFRPと共存し続ける理由は、補修性・等方性・被削性にあります。チタンは溶接・機械加工・現場での補修が可能ですが、CFRPはそれができません。.
B2B調達における重量計算
グレードが決まれば、部品重量の算出は容易です。基本式は次のとおりです。
重量 = 体積 × 密度
矩形プレートの場合（メートル単位）：
Weight (kg) = [L (mm) × W (mm) × T (mm) × density (g/cm³)] ÷ 1,000,000
計算例 — グレード5プレート、500 mm × 300 mm × 6 mm：
500 × 300 × 6 × 4.43 ÷ 1,000,000 = 3.99 kg
:
500 × 300 × 6 × 7.93 ÷ 1,000,000 = 7.14 kg
同形状でグレード5チタンを使用した場合、 41%軽量化. が実現します。500個の量産ロットでは、最終組立品から約1,575 kgの重量削減となり、輸送コストの低減に直結するほか、航空宇宙・自動車部品においては製品ライフタイム全体の燃費向上にも寄与します。.
丸棒材の場合：
重量（kg）= π × (D/2 mm)² × L（mm）× 密度（g/cm³）÷ 1,000,000
ヤード・ポンド法（lb/in³）の場合は、密度値をグレード5なら0.160、CP グレード2なら0.163に置き換え、寸法をインチで入力します。÷ 1,000,000 の補正は不要で、結果はそのままポンド単位になります。.
チタンの密度優位性が活きる場面・活きない場面
チタンの軽量優位性は本物ですが、常に意思決定の決め手になるわけではありません。.
チタンの密度優位性が決定的になるケース：
- 重量対強度比が主要な設計制約となる場合：航空宇宙構造部品、高性能自動車部品、医療用インプラント
- 使用温度が150°Cを超え、高強度アルミニウム合金が使用不可となる場合
- 耐食性が必要で、ステンレス鋼の重量増加が許容できない場合
- 高サイクル負荷における疲労寿命が設計上の制約要因となる場合
チタンの密度優位性が副次的、あるいは無関係になるケース：
- コストが支配的な場合：チタンはステンレス鋼のkg単価の5〜10倍であり、静的な地上設置構造物では軽量化のコスト効果はほとんど得られない
- 被削性が重要な場合：チタンは熱伝導率が低く加工硬化しやすいため、鋼やアルミニウムと比べて加工速度が著しく遅く、コストも高くなる
- 生産量が多く公差が緩い場合：高量産・中程度の性能部品では、アルミニウムの方が安価で加工も速い
- 部品に重量制約がない場合：固定された産業設備の構造サポートは、ユニットあたり4kgを節約しても実質的なメリットがない
B2B製造においてチタン代替を評価する際、最初の問いは「チタンの密度はどれくらいか」ではなく、その軽量化が測定可能な価値を生み出すかどうかです。医療用インプラントで患者の負担を軽減する場合や、衛星ブラケットでより重いペイロードを可能にする場合、1グラムの差も重要です。一方、地上設置のポンプハウジングであれば、密度の優位性はほぼ学術的な意味しか持ちません。.
よくあるご質問
チタンの密度はどれくらいですか？
純チタン（工業用純チタン）の密度は4.506 g/cm³、すなわち4,506 kg/m³、または0.163 lb/in³です。最も広く使用される合金であるグレード5（Ti-6Al-4V）は4.43 g/cm³です。ベータCなどのベータ合金は4.81 g/cm³に達することもあります。.
チタンはスチールより軽いですか？
はい。チタンは体積比でステンレス鋼304よりも約43%軽いです。チタンの10 cm³ブロックの重さは約45 gですが、同じ304ステンレス鋼のブロックは約79 gになります。.
チタンはアルミニウムより重いですか？
はい——体積あたりで約67%重いです。ただし、グレード5チタンの比強度（214 MPa·cm³/g）は高強度7075-T6アルミニウム（204）と同程度であり、同じ構造荷重向けに設計されたチタン部品は、アルミニウム製の同等品と最終的に同程度の重量になることが多いです。.
グレード5チタンが純チタンより密度が低いのはなぜですか？
グレード5（Ti-6Al-4V）には6%のアルミニウムが含まれており、アルミニウムの密度はわずか2.70 g/cm³——チタンの4.506を大きく下回ります。この軽い元素を合金に加えることで、全体の密度がCP グレード2の4.51から4.43 g/cm³へと低下します。.
チタンの密度はkg/m³でいくつですか？
CP チタン（グレード1〜3）は4,506 kg/m³。グレード5は4,430 kg/m³、グレード4は4,540 kg/m³です。.
チタンは最も軽い構造用金属ですか？
いいえ。アルミニウム（約2.70 g/cm³）やマグネシウム（約1.74 g/cm³）の方が軽量です。チタンの優位性は、これらの軽金属と比較した際の優れた比強度と高温特性にあり、絶対的な軽さではありません。.
概要
チタンの密度は4.506 g/cm³であり、ステンレス鋼より約43%軽く、アルミニウムより約67%重い素材です。グレードの選定も重要で、最も広く使用されている構造用合金の中ではグレード5（4.43 g/cm³）が最も軽く、Beta Cの4.81 g/cm³は相対的に重い部類に入ります。ただし、材料選定において密度の数値だけが判断基準になることはほとんどありません。構造用途でチタンのコストプレミアムが正当化される根拠は比強度にあり、グレード5チタンの214 MPa·cm³/gは、ステンレス鋼（65）やほとんどのアルミニウム合金を上回ります。B2Bの調達や部品設計における軽量化効果の試算は明快です。体積に密度を掛けてグレード間で比較し、その質量削減効果がチタンのプライスプレミアムに見合う価値を生み出すかどうかを評価してください。.
