티타늄 합금의 특성

티타늄은 새로운 유형의 금속, 티타늄 특성 및 탄소, 질소, 수소, 산소 및 기타 불순물의 함량, 가장 순수한 요오드화 티타늄 불순물 함량이 0.1%를 넘지 않지만 강도가 낮습니다. 높은 가소성. 99.5% 공업용 순수 티타늄 특성은 다음과 같습니다: 밀도 ρ=4.5g/cm3, 녹는점 1800°C, 열전도 계수 λ=15.24W / (mK), 인장 강도 σb=539MPa. 신장률 δ=25%, 단면 수축률 ψ=25%, 탄성 계수 E=1.078×105MPa, 경도 HB195.

(1)높은 비강도

티타늄 합금 밀도는 일반적으로 4.5g/cm3 정도이며 강철의 60%에 불과하며 순수 티타늄 강도는 일반 강철의 강도에 가깝고 일부 고강도 티타늄 합금은 많은 합금 구조 강철 강도보다 더 높습니다. 따라서 티타늄 합금의 비강도(강도/밀도)는 다른 금속 구조 재료보다 훨씬 더 큽니다(표 7-1 참조). 고강도, 우수한 강성, 경량 부품 및 부품을 생산할 수 있습니다. 현재 항공기 엔진 부품, 뼈대, 외피, 패스너, 랜딩 기어 등에 티타늄 합금을 사용하고 있습니다.

(2) 높은 열 강도

알루미늄 합금보다 중간 온도에서 수백도 더 높은 온도를 사용하면 여전히 필요한 강도를 유지할 수 있으며 이 두 가지 유형의 티타늄 합금 범위에서 450-500도의 장기 작업 온도에 있을 수 있습니다. 150도에서 500도까지는 여전히 높은 비강도를 가지며, 150도에서는 알루미늄 합금의 강도가 명백히 감소합니다. 티타늄 합금의 작동 온도는 500도에 도달할 수 있고, 알루미늄 합금은 200도 미만입니다.

(3) 좋은 내식성

습한 대기 및 해수 매체에서 티타늄 합금이 작동하며 내식성은 스테인레스 스틸보다 훨씬 우수합니다. 구멍, 산 부식, 응력 부식 저항은 특히 강합니다. 알칼리, 염화물, 염소유기물, 질산, 황산 등 내식성이 우수합니다. 그러나 티타늄은 산소를 감소시키고 크롬 염 매체 내식성이 좋지 않습니다.

(4) 우수한 저온 성능

저온 및 초저온의 티타늄 합금은 여전히 ​​기계적 특성을 유지할 수 있습니다. 우수한 저온 성능, 갭 요소는 TA7과 같은 매우 낮은 티타늄 합금으로 -253 정도의 가소성을 유지할 수도 있습니다. 따라서 티타늄 합금은 중요한 저온 구조 재료이기도 합니다.

(5) 화학적 활성이 크다.

티타늄의 화학적 활성 및 대기 O, N, H, CO, CO2, 수증기, 암모니아 및 기타 강한 화학 반응. 0.2%보다 큰 탄소 함량은 티타늄 합금에서 단단한 TiC를 형성합니다. 더 높은 온도와 N 역할은 또한 TiN 단단한 표면층을 형성합니다. 600도 이상에서는 티타늄이 산소를 흡수하여 높은 경도의 경화층을 형성합니다. 수소 함량이 증가하지만 취성층도 형성됩니다. 가스를 흡수하여 단단하고 부서지기 쉬운 표면층 깊이는 최대 0.1~0.15mm, 경화 정도는 20%~30%입니다. 티타늄은 화학적 친화력도 크고 마찰면과의 접착력이 생기기 쉽습니다.

(6) 작은 열전도율, 작은 탄성 계수

티타늄의 열전도율 λ= 15.24W/(mK)는 니켈의 약 1/4, 철의 1/5, 알루미늄의 1/14이며, 각종 티타늄 합금의 열전도율은 그보다 약 50% 정도 낮습니다. 티타늄의. 티타늄 합금의 탄성 계수는 ​​강철의 약 1/2이므로 강성이 낮고 변형되기 쉽고 가느다란 봉이나 벽이 얇은 부품을 만드는 데 적합하지 않으며 절단 시 가공 표면의 반동이 매우 큽니다. 스테인리스강에 비해 약 2~3배 정도 크기 때문에 커터 표면 이후 공구의 마찰과 접착, 결합 마모가 심해집니다.

티타늄 합금은 강도가 높고 밀도가 낮으며 기계적 성질이 좋고 인성 및 내식성이 매우 좋습니다. 또한 티타늄 합금은 가공 성능이 좋지 않고 절단 및 기계 가공이 어렵고 열처리 시 수소, 산소, 질소 및 탄소와 같은 불순물을 흡수하기가 매우 쉽습니다. 내마모성도 나쁘고, 생산 공정이 복잡하다. 티타늄의 산업화된 생산은 1948년에 시작되었습니다. 항공 산업 발전의 요구에 따라 티타늄 산업은 연평균 약 8%의 발전 속도로 성장했습니다. 현재 세계 티타늄 합금 가공 재료의 연간 생산량은 40{3}}톤 이상에 달하며 티타늄 합금 등급은 거의 30종에 달합니다. 가장 널리 사용되는 티타늄 합금은 Ti-6Al-4V(TC4), Ti-5Al-2.5Sn(TA7) 및 산업용 순수 티타늄(TA1, TA2 및 타3).

티타늄 합금은 주로 항공기 엔진 압축기 부품 제작에 사용되며 로켓, 미사일, 고속 항공기 구조용 부품 순으로 사용됩니다. 중기에는 티타늄 및 그 합금이 일반 산업계에 적용되어 항공기용 전극 제작에 사용되었습니다. 전기 분해 산업, 발전소용 응축기, 석유 정제 및 해수 담수화용 히터, 환경 오염 제어 장치 등에 사용됩니다. 티타늄 및 그 합금은 일종의 저항성 재료가 되었습니다. 티타늄과 그 합금은 부식 방지 구조 재료가 되었습니다. 또한 수소저장재료와 형상기억합금을 생산하는 데에도 사용됩니다.