티타늄 합금은 저밀도, 높은 비강도, 우수한 내식성, 높은 내열성 및 우수한 공정 성능의 장점을 가지고 있어 항공 우주 공학에 이상적인 구조 재료입니다. 다양한 분야에서 널리 사용되고 있습니다.
티타늄은 새로운 유형의 금속이며 그 특성은 탄소, 질소, 수소, 산소 및 기타 불순물의 불순물 함량과 관련이 있습니다. 가장 순수한 요오드화 티타늄 불순물 함량은 0.1%를 초과하지 않지만 강도는 낮고 가소성은 높습니다. 99.5% 산업용 순수 티타늄의 성능은 밀도 ρ= 4.5g/cm3, 녹는점 1725도, 경도 HB195입니다.
1. 고강도
티타늄 합금의 밀도는 일반적으로 약 4.51g/cm3로 강철의 60%에 불과합니다. 순수 티타늄의 강도는 일반 강철에 가까우며 일부 고강도 티타늄 합금은 많은 합금강의 강도를 초과합니다. 따라서 티타늄 합금의 비강도(강도/밀도)는 다른 금속 구조 재료보다 훨씬 높으며 단위 강도가 높고 강성이 우수하며 가벼운 부품을 생산할 수 있습니다. 현재 티타늄 합금은 항공기의 엔진 부품, 뼈대, 스킨, 패스너 및 랜딩 기어에 사용됩니다.
2. 높은 열강도
사용 온도는 알루미늄 합금보다 몇도 더 높으며 중간 온도에서 필요한 강도를 유지할 수 있으며 450 ~ 500도 범위의 온도에서 장시간 작업할 수 있습니다. 티타늄 합금은 여전히 150도에서 500도 범위에서 높은 비강도를 갖는 반면, 알루미늄 합금은 150도에서 비강도가 크게 감소합니다. 티타늄 합금의 작동 온도는 500도에 도달할 수 있으며 알루미늄 합금의 작동 온도는 200도 미만입니다.
3. 좋은 내식성
티타늄 합금은 습한 대기와 해수 매질에서 작동하며 내식성이 스테인리스 스틸보다 훨씬 우수합니다. 공식, 산성 부식 및 응력 부식에 대한 강한 내성; 알칼리, 염화물, 염소, 질산, 황산 등의 유기물에 대한 내식성이 우수하지만, 티타늄은 환원산소 및 크롬염 매체에 대한 내식성이 약하다.
4. 우수한 저온 성능
티타늄 합금은 저온 및 초저온에서도 기계적 특성을 유지할 수 있습니다. 우수한 저온 성능과 매우 낮은 간극 요소를 가진 티타늄 합금은 -253도에서 어느 정도의 가소성을 유지할 수 있습니다. 따라서 티타늄 합금은 중요한 저온 구조 재료이기도 합니다.
5. 높은 화학적 활성
티타늄은 화학 활성이 높고 대기 중의 O, N, H, CO, CO2, 수증기, 암모니아 등과 강한 화학 반응을 일으킵니다. 탄소 함량이 0.2%보다 크면 티타늄 합금에서 경질 TiC가 형성됩니다. 온도가 높으면 N과의 상호 작용으로 TiN 경질 표면층도 형성됩니다. 600도 이상의 온도에서 티타늄은 산소를 흡수하여 경도가 높은 경화층을 형성합니다. 수소 함량이 증가하면 부서지기 쉬운 층이 형성될 수도 있습니다. 가스흡수에 의해 생성된 단단하고 취성인 표면층의 깊이는 0.1-0.15mm에 달할 수 있으며, 경화 정도는 20-30퍼센트 입니다. 티타늄은 또한 화학적 친화력이 높고 마찰 표면에 부착되기 쉽습니다.
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