티타늄 합금은 경량, 고강도, 내식성, 탁월한 저온 성능, 높은 화학 반응성을 비롯한 여러 가지 장점을 제공합니다. 또한 내피로성, 균열 저항성, 높은 열 강도, 생체 적합성, 우수한 열 전도성 및 비자성 특성이 우수합니다. 티타늄 합금의 다양한 조합은 다양한 응용 요구 사항을 충족할 수 있어 항공우주, 자동차, 의료, 화학 및 기타 산업에서 널리 사용됩니다.
티타늄 합금의 성능 이점:
탁월한 힘
티타늄 합금의 밀도는 약 4.5g/cm3으로 강철의 60%에 불과합니다. 순수 티타늄은 일반 강철과 비슷한 강도를 갖고 있는 반면, 특정 고강도 티타늄 합금은 많은 합금 구조용 강판의 강도를 능가합니다. 결과적으로 티타늄 합금은 높은 비강도(강도/밀도 비율)를 나타내므로 단위 강도, 강성 및 내구성이 높은 경량 부품에 이상적입니다. 이러한 합금은 엔진 부품, 뼈대, 스킨, 패스너 및 랜딩 기어에 적용됩니다.
우수한 내열성
티타늄 합금은 알루미늄 합금보다 높은 온도를 견딜 수 있어 높은 온도에서도 강도를 유지합니다. 일부 티타늄 합금은 450-500도 범위의 온도에서 장기간 작동할 수 있으며 150도 -500도 온도 범위 내에서 높은 비강도를 나타냅니다. 대조적으로, 알루미늄 합금은 150도에서 비강도가 크게 감소합니다. 최대 작동 온도가 500도인 티타늄 합금은 한계가 200도 미만인 알루미늄 합금보다 성능이 뛰어납니다.
우수한 내식성
습한 대기나 해수 환경에서 작동할 때 티타늄 합금은 스테인리스강에 비해 우수한 내식성을 나타냅니다. 이 제품은 공식 부식, 산 부식 및 응력 부식에 대한 뛰어난 저항성을 보여줍니다. 티타늄 합금은 또한 알칼리, 염화물, 염소화 유기 물질, 질산 및 황산에 대한 탁월한 내성을 나타냅니다. 그러나 환원제, 산소 및 크롬 염 매체에 대한 저항성은 제한적입니다.
인상적인 저온 성능
티타늄 합금은 극저온 및 초저온에서도 기계적 특성을 유지합니다. TA7과 같은 특정 티타늄 합금은 우수한 저온 성능을 나타내며 -253 정도에서 일정 수준의 가소성을 유지합니다. 따라서 티타늄 합금은 저온 환경에 적용되는 중요한 구조 재료입니다.
높은 화학 반응성
티타늄은 상당한 화학적 활성을 갖고 있어 산소, 질소, 수소, 일산화탄소, 이산화탄소, 수증기 및 암모니아 가스와 같은 원소와 쉽게 화학 반응을 겪습니다. 예를 들어, 탄소 함량이 {{0}}.2%를 초과하는 티타늄 합금은 경질 티타늄 카바이드(TiC)를 형성합니다. 더 높은 온도에서 티타늄은 질소와 반응하여 질화 티타늄(TiN)의 단단한 표면층을 형성합니다. 티타늄은 600도 이상의 온도에서 산소를 흡수하여 경도가 높은 경화층을 형성합니다. 수소 함량이 증가하면 취성층이 형성됩니다. 흡수된 가스는 깊이 0.1-0.15mm의 단단하고 부서지기 쉬운 표면층을 생성하여 접촉 표면의 마찰, 접착 및 마모를 증가시킬 수 있습니다.
낮은 열전도율 및 탄성률
티타늄 합금은 니켈, 철, 알루미늄에 비해 열전도율이 낮습니다. 티타늄 합금 제품의 열전도율은 니켈의 약 1/4, 철의 1/5, 알루미늄의 1/14입니다. 또한, 다양한 티타늄 합금의 열전도율은 순수 티타늄보다 약 50% 낮습니다. 티타늄 합금의 탄성 계수는 강철의 약 절반이므로 강성이 낮습니다. 결과적으로, 티타늄 합금은 변형되기 쉽고 가느다란 막대나 벽이 얇은 부품을 생산하는 데 적합하지 않습니다. 절삭 공정 중에 티타늄 합금은 스테인리스강에 비해 표면 반동량이 더 높아 공구 표면의 마찰, 접착력 및 마모가 증가합니다.
