既存のチタン合金材料は、強度が高く、冷間圧延（コイル状）加工が容易で、被削性も良好である。本発明のチタン合金材料は、高価な合金元素を必要としないため、コストを削減できる。本発明のチタン合金材料は、以下の要件を満たす：Al当量（Al + 10O（酸素））：3.5～7.2%（質量％）；Al：1.0％超4.5％未満；O：0.60％未満；また、鉄当量（Fe + 0.5Cr + 0.5Ni + 0.67Co + 0.67Mn）が0.8%超2.0%未満であり、Cu（0.4～3.0%）およびSn（0.4～10%）からなる群から選択される1種以上の元素を含み、残りはTiおよび不可避不純物である。
チタン合金は、比強度が高く耐食性に優れているため、航空宇宙機器部品、化学プラント部品、自動車部品などの分野で広く使用されています。代表的なチタン合金はTi-6Al-4Vです。このTi-6Al-4V合金は、ASTM Gr.5で0.2%降伏強度が828MPa以上と標準化されており、優れた強度特性を示します。しかし、添加元素として多量のAlを含んでいるため、冷間圧延性が低くなります。そのため、コイル圧延による薄板の製造は困難であり、一般的にはパッチ圧延と呼ばれる方法で薄板に加工されます。パッチ圧延では、熱間圧延されたチタンシートの層を重ね合わせ、軟鋼のキャップで覆い、規定以上の温度で保持しながら圧延します。冷間圧延と比較すると、この方法は非常に複雑で高価です。さらに、熱間圧延に適した温度範囲は限られているため、多くの加工上の制約が生じる。
一方、コイル圧延が可能な汎用チタン合金としては、例えばTi-3Al-2.5V合金（ASTM Gr.9）などが挙げられます。しかしながら、この合金の0.2%降伏強度は約500MPaであり、前述のTi-6Al-4V合金の降伏強度よりもかなり低い。さらに、日本特許出願公開第02-57136号には、優れた冷間加工性を有する耐熱チタン合金シートが開示されている。この合金シートは、主に冷間加工性を向上させるために開発されたものであり、α相安定化元素またはβ相安定化元素の濃度が低い。したがって、固溶強化による強度増加は小さく、高強度を必要とする用途には適していません。
Ti-6Al-4V合金と同等の強度を持ち、コイル状に圧延可能なチタン合金としては、Ti-4.5Al-2Mo-1.6V-0.5Fe-0.3Si-0.05C（ASTM Gr.35）があり、これは実際に冷間圧延コイルとして量産されています。KSTi-9では、Ti-6Al-4V合金と同様に、MoとVがβ相強化元素として用いられています。また、高強度チタン合金として、Ti-4Al-2.5V-1.5Fe-0.25O（ATI425（米国登録商標））があります。このチタン合金では、Vが主要なβ相安定化元素（β相強化元素）として用いられています。
さらに、日本特許出願公開第01-111835号には、冷間加工性を向上させるために開発された合金が開示されている。そこに示されているチタン合金は、β相の保持により高い加工性を示すため、β相安定化元素を高濃度で含有する必要がある。
上述のように、航空宇宙機器部品等に使用されるチタン合金は、高強度と優れた冷間圧延性（コイル状に圧延できる能力）が求められる。冷間圧延性が著しく低い場合、冷間圧延中にチタン合金板の端部から亀裂が発生し、これらの亀裂が進展して破断に至る。冷間圧延（コイル圧延）が可能であっても、冷間圧延性が著しく低い場合は、冷間圧延と焼鈍を繰り返す必要があり、コストが増加する。さらに、チタン合金の被削性が低い場合、冷間圧延が可能であっても、現在の製品レベルでの加工（曲げ加工など）が困難な場合がある。目標は、高価な合金元素（Mo、V、Nbなど）に頼ることなく、コストを抑えつつ、既存材料よりも高い強度、優れたコイル圧延性（冷間圧延性）、および被削性（伸び、延性）を備えたチタン合金を実現することです。
このチタン合金材料は、以下の条件を満たします。Al当量（Al+10O（酸素））：3.5～7.2%（質量％）、Al：1.0%超4.5%未満、O：0.60%未満、Fe当量（Fe+0.5Cr+0.5Ni+0.67Co+0.67Mn）：0.8%超2.0%未満、Cu：0.4～3.0%およびSn：0.4～10%からなる群から選択される1つ以上の元素を含み、残部は…チタンおよび不可避不純物の含有量を低減することで、既存のTi-3Al-2.5V合金よりも高強度でコイル圧延が可能なチタン合金を実現しました。この合金は、コイル圧延に適した良好な冷間圧延特性と良好な被削性（一定の伸び）も有しています。本発明のチタン合金は、Ti-6Al-4V合金と同等の強度レベルを達成できるため、航空宇宙機器、化学プラント、自動車などの高強度部品を高生産性かつ低コストで製造することが可能です。
さらに、本発明のチタン合金は、前述のTi-3Al-2.5V合金よりも高強度でコイル圧延が可能であり、Ti-6Al-4V合金と同等の強度レベルを達成しています。
