티타늄 대 스테인레스강: 올바른 재료 선택

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처음에는 이러한 금속이 왜 그렇게 자주 함께 어울리는지 명확하지 않을 수 있습니다. 스테인레스 스틸은 합금이 많이 사용되는 반면 티타늄은 거의 원소 형태로 사용되는 경우가 많습니다. 동일한 치수의 두 부품을 비교하면 스테인레스 스틸이 티타늄보다 거의 50% 더 큽니다. 그런 다음 비용 차이가 있습니다. 동일한 판금 부품이 티타늄과 스테인레스의 경우 5배 더 비쌀 수 있습니다.

이러한 차이점은 제쳐두고, 둘 사이의 적용 중복은 매우 일반적입니다. 의료 및 치과 분야에서는 더 높은 생체 적합성과 강도-대-밀도 특성으로 인해 티타늄이 티타늄을 대체하기 시작한 1980년대까지 스테인리스강이 지배적이었습니다. 둘 다 제트 엔진부터 조종석, 랜딩 기어에 이르기까지 항공 산업에서 사용됩니다. 제조 및 기계 가공 시 응용 분야에 적합한 두 재료의 합금을 선택할 수 있습니다. 용접, 기계 가공 또는 온도 저항과 같은. 스테인리스와 티타늄 모두 충격에 강하고-내구성이 뛰어나며 내부식성이 뛰어납니다-. 이제 각 자료를 개별적으로 살펴보고 해당 정보를 사용하여 어떤 자료를 사용해야 할지 더 잘 생각해 보겠습니다.

연강과 마찬가지로 스테인리스강도 철과 탄소로 시작됩니다. 독특한 특성은 주로 크롬과 니켈이 첨가되어 있으며, 망간, 규소, 질소, 인, 황이 다양한 등급에 첨가되어 있기 때문입니다.

매우 다양한 합금 원소가 추가된다는 것은 스테인리스강이 5가지 제품군에 걸쳐 광범위한 등급을 갖는다는 것을 의미합니다.

스테인레스강의 종류

각 스테인레스 제품군은 고유한 결정 구조와 그에 따른 재료 특성으로 정의됩니다.

페라이트계 스테인리스는 12~18%의 크롬을 함유하고 있으며 이름에서 알 수 있듯이 자성을 띠고 있습니다.

페라이트계 등급은 일부 동종 제품에 비해 니켈 함량이 낮기 때문에 생산 비용이 가장 저렴합니다.

페라이트 등급 409 및 430은 내식성이 요구되지만 전면 및 중앙이 아닌 배기 시스템 및 부품에 자주 사용됩니다.

마르텐사이트 스테인리스강은 해당 원소를 최대 1.2%까지 포함하는 비교적 "고탄소"입니다.

합금 410은 내식성이 우수하고 열처리가 가능한 일반적인 예입니다.

탄소 함량이 높기 때문에 마르텐사이트 스테인리스는 칼날, 가위, 의료 도구에 사용됩니다.

오스테나이트계 스테인리스는 300 시리즈 스테인리스로 더 잘 알려져 있으며 크롬 18%와 니켈 8%를 함유하고 있어 내부식성이 매우 뛰어납니다.

300 시리즈 스테인리스는 전 세계 총 생산량의 70% 이상을 차지합니다.

304등급은 경제적이고 용접이 가능하며 내부식성이 매우 뛰어나기 때문에 스테인리스강 시장 점유율의 50%를 차지하고 있습니다.-

304는 음식 서비스, 외부 설비, 마모가 심한 부분,{1}}튜빙, 탱크 등에 사용됩니다.

더 높은 내식성을 위해 316등급을 사용할 수 있습니다.

여기 SendCutSend에서는 304 스테인리스와 316 스테인리스를 다양한 두께로 제공함으로써 이에 기여하고 싶습니다.

듀플렉스 스테인리스는 반 페라이트와 반 오스테나이트로 구성된 균일한 미세 구조를 갖고 있어 극한 강도와 인장 강도 등 우수한 기계적 특성을 제공합니다.

최대 28%의 크롬과 "슈퍼" 듀플렉스 등급의 몰리브덴이 함유되어 듀플렉스 스테인레스에 거의 타의 추종을 불허하는 내식성을 제공합니다.

석출 경화 스테인리스는 최고의 고강도, 고경도가 응용 분야에 중요하지만 견고한 내식성이 여전히 필요한 경우에 사용됩니다.

비용
연강에 비해 스테인리스는 가격이 비싸 보이지만 내부식성 마감 처리-로 인한 비용 절감 효과가 그 차이보다 더 큰 경우가 많습니다. 규모의 경제로 인해 스테인리스 부품을 납품하는 데 드는 실제 비용은 동일한 부품을 저가의 원시 합금으로 만든 것보다 더 저렴할 수 있습니다.- 탄소 섬유나 티타늄과 비교할 때 스테인리스의 비용 절감 효과는 매우 분명합니다.

가공성
Type 303 스테인리스는 "자유 가공" 합금으로 간주됩니다. 즉, 절삭 공구 가장자리에 흠집이나 얼룩이 생기지 않고 대신 쉽게 제거되는 칩이 생성됩니다. 304 및 316과 같은 가장 일반적인 합금도 공구를 날카롭게 유지하고 윤활 처리를 잘 하면 좋은 결과를 얻을 수 있습니다.

용접성
모든 아크 용접 공정(TIG, MIG, MMA 또는 SA)은 스테인리스강에 적합하며 ER308L 및 ER 309와 같은 필러 로드는 모든-스테인리스 조립품에 공통적으로 사용됩니다. E70S2 또는 312 필러 로드를 사용하면 연강과 스테인리스강 사이에 탁월한 용접 강도를 얻을 수 있습니다.

내열성
탄소 섬유, 티타늄과 같은 더 비싼 재료와 달리 스테인리스는 최대 작동 온도가 매우 높습니다. 304는 최대 870도까지 사용할 수 있는 반면 310과 같은 특수 합금은 1,895도 이상의 온도에 견딜 수 있습니다.

탄소(모든 강철을 생산하는 데 사용되는 철 제련)를 사용하여 수천 년 동안 환원된 많은 일반 금속과 달리 티타늄은 1940년대부터 상업적으로 사용 가능했습니다. 현재는 다양한 등급이 상대적으로 이용 가능하지만 티타늄을 생산하는 데 사용되는 높은 융점 및 화학적 환원 공정은 시간과 화학적 집약적이므로 비용이 높습니다.

스테인레스강은 합금할 때만 고유한 특성을 얻는 반면, 티타늄은 "상업적으로 순수한" 형태로 사용될 수 있고 종종 사용되는 원소입니다. 그러나 티타늄은 일반적으로 합금화되며 상업적으로 순수한 명칭에도 여러 등급이 있습니다. 즉, 다른 모든 유용한 금속과 마찬가지로 티타늄의 특성도 특정 용도에 맞게 맞춤화될 수 있습니다.

티타늄 등급

티타늄은 일반적으로 상업적으로 순수한(CP) 등급 또는 합금 지정으로 분류되며, 일반적으로 기계적 특성은 등급 번호에 따라 증가합니다.

CP 등급 1-2
이는 가장 적은 양의 산소와 미량 철로 생산되어 부드럽고 연성이 있습니다. 이는 1등급이 파이프 및 튜빙 또는 용접 응용 분야에 자주 사용된다는 것을 의미합니다. 우리가 0.04인치 시트로 공급하는 Grade 2는 더 높은 인장 강도와 항복 강도를 가지면서도 더 많이 가공된 등급에 비해 가격이 저렴합니다.

CP 등급 3-4
이 등급은 1 및 2보다 훨씬 더 강력하며 4가 가장 강한 CP 등급이지만 이로 인해 연성이 일부 희생됩니다. 3등급과 4등급 모두 용접이 가능하고 내구성이 매우 뛰어나 수술 장비, 고가치 열교환기, 화학 처리 및 항공우주 분야에 자주 사용됩니다.

Ti 6Al-4V(5급)
가장 일반적인 티타늄 합금으로, 모든 티타늄 등급에 대한 전 세계 총 수요의 약 절반을 차지합니다. CP 등급에서 발견되는 철 외에도 등급 5에는 알루미늄 약 6%와 바나듐 약 4%가 포함되어 있어 온도 저항이 증가하고 최종 인장 강도가 거의 3배인 150ksi로 증가합니다. 기본적으로 거의 모든 측정 기준에서 금속 언덕의 왕이기 때문에 우리는 Ti 6Al-4V, 5등급 티타늄을 5가지 두께로 제공합니다. 항공기 응용 분야, 엔진 및 경주용 자동차 부품, 해양 응용 분야 또는 최고의 성능과 무게 감소가 중요한 모든 곳에서 사용하세요.

내식성
공기 중 산소에 노출되면 산화되어 장벽을 형성하는 다른 내부식성{0}}재료와 마찬가지로 티타늄 표면은 즉시 산화되기 시작하여 산화티타늄을 형성하여 얇은 보호막을 형성하여 재료의 나머지 부분을 추가 부식으로부터 보호합니다. 일부 다른 산화물 층과 달리 이산화티타늄 층은 시간이 지남에 따라 계속 두꺼워져 몇 년이 지나면 최대 25nm에 도달하여 백금과 거의 동일한 내식성을 제공합니다.

강도-대-밀도 비율
티타늄은 가능한 최고의 의미에서 가볍습니다. 금속 원소 중 강도-대-중량 비율이 가장 높습니다. 합금되지 않은 상태에서도(기억하세요, 이는 5등급의 궁극적인 힘의 ⅓입니다)아직무게는 40%로 일부 강철만큼 강합니다.

생체적합성
티타늄은 정말 냉담한 존재입니다. 정상적인 온도에서는 티타늄을 어떤 것과도 반응시키는 것이 거의 불가능합니다. 이것을 낮은 밀도와 결합하면 오늘날 의료 산업에서 관절, 뼈 복구 및 기타 민감한 신체 접촉 응용 분야에 사용되는 가장 널리 사용되는 저자극성 금속의 레시피를 얻을 수 있습니다.

티타늄과 스테인리스강은 기계공에게 동일한 과제에 직면해 있습니다. 두 갈래의 일반적인 합금은 커터 가장자리에서 칩이 깨끗하게 부서지기보다는 쉽게 발생합니다. 두 가지 모두 열전도율이 낮기 때문에 국부적인 가공 경화가 발생하기 쉽고 조기 공구 마모가 촉진됩니다. 티타늄은 경도에 비해 대부분의 가공 재료보다 유연성이 더 뛰어나다는 문제가 있으므로 최대한 견고하게 고정하는 데 주의를 기울여야 합니다.

그러나 이러한 문제가 해결되면 티타늄과 스테인리스는 가공 시 탁월한 결과를 제공합니다. 티타늄의 경우 가능하면 고압 절삭유와 함께 온도 상승을 줄이기 위해 공구가 더 낮은 속도와 더 높은 이송에서 일정한 동작을 유지하는지 확인하십시오.

스테인레스의 경우 합금 원소 중 하나로 황을 포함하는 등급 303을 선택하면 합금의 자유 가공 특성이 향상됩니다.

항상 그렇듯이, 판금 부품이 귀하의 응용 분야에 필요한 경우 당사의 전문가 팀은 레이저(및 워터젯, CNC, 디버링 기계, 벤더 등)의 성능과 속도를 조정하여 각각의 고유한 재료에 대해 최고의 결과를 제공합니다.

가장 일반적인 유형의 스테인레스 스틸은 무엇입니까?

유형 304는 스테인리스 세계에서 가장 널리 사용되는 등급입니다. 아마도 304의 이미 뛰어난 내식성을 향상시킨 316 유형이 뒤따를 것입니다. 게다가, 둘 다 쉽게 용접되고, 잘 구부러질 만큼 연성이 있으며, 내구성이 매우 뛰어나고 상대적으로 저렴합니다. 여기 SendCutSend에서는 304와 316뿐만 아니라 모든 응용 분야에 적합한 기타 다양한 재료를 제공합니다.

어느 것이 더 낫습니까?

304를 사용하는지, 316을 사용하는지 여부는 실제로 애플리케이션에 따라 다릅니다. 최고 수준의 내식성과 위생 또는 식품{3}}안전 호환성이 필요한 경우 316등급을 선택하세요.

Ti가 SS보다 오래 지속되나요?

이것은 실제로 애플리케이션에 관한-질문입니다. 시작하기 가장 좋은 곳은 위의 표입니다. 더 자세히 알아보려면 304에 대한 기사나 Titanium에 대한 유익한 정보를 확인하세요. 일반적으로 둘 다 해당 특정 응용 분야에 필요한 나머지 부품보다 오래 지속됩니다.

우리는 특정 용도에 가장 적합한 재료를 선택하는 것이 프로젝트 성공에 중요하다는 것을 깊이 이해하고 있습니다. 전문적인 재료 선택 조언과 특정 요구 사항에 맞는 맞춤형 솔루션이 필요한 경우 언제든지 당사 기술 팀에 문의하세요. 우리는 포괄적인 원스톱 지원을-제공하기 위해 왔습니다.

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