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금속재료상용 티타늄 합금의 종류와 특징

조회수 2024


일반적으로 건설용 볼트, 너트, 와셔, 기계부품, 자동차부품, 석유화학 부품, 항공기 부품등 많은 화스너 제품은
기본적으로 사용되는 탄소강(CABON STEEL)외에 그 원자재의 특징 및 사용 용도에 따라 수많은 특수합금강이 사용되고 있습니다
그 수는 하루가 다르게 늘어나고 있으며 보다 열, 부식, 인장력, 내마모성, 가공성등이 우수하게 발전하고 있습니다

이러한 특수합금강 중 가장 널리 사용되고 있는 것은 티타늄(TITANIUM), 하스텔로이(HASTELLOY), 인코넬(INCONEL),
모넬(MONEL), 인바(INVAR), 지르코늄(ZIRCONIUM), 인콜로이(INCOLOY) 입니다

이러한 특수합금강 중 가장 보편적으로 사용되고 있는 제품은 티타늄 TITANIUM GR2와 하스텔로이 C-276(ASTM B574 N10276)
입니다

특히 티타늄(TITANIUM)은 우수한 내식성과 고강도 그리고 가벼운 경금속이라는 이점으로 인해
항공 분야(제트엔진 부품, 항공기 기체 부품, 우주기기 부품), 자동차 분야(크랭크 샤프트, 콘넥팅 로드, 밸브, 서스펜션 스프링),
화력, 원자력 발전 분야(터빈 브레이드, 복수기), 화학, 석유화학 분야(열교환기, 배관, 전극, 밸브),
해양개발 분야(해수 담수화 장치, 해수 온도차 발전), 저온기기 분야(자기부상 열차, MHD발전, 초전도 발전기),
원자력 폐기물(수송용기), 정밀기기 분야(컴퓨터 부품, 시계, 카메라), 스포츠용품, 악세사리 분야(자전거, 안경테,테니스 라켓,
골프 샤프트)등 광범위한 용도로 사용되고 있습니다







▶티타늄(TITANIUM)이란
티타늄(TITANIUM)은 은백색의 금속으로 티탄(TITAN)으로도 불리우며 원소기호는 Ti, 원자번호는 22, 비중 4.51,
용융점 1,800도로 순수한 것은 연성과 진성이 있고 강화하지 않은 상태에서는 연성은 강도상 철보다 약하나
단련에 의해 철에 비해 3배정도의 강도를 가지게 됩니다
또한 열전도울, 열팽창율이 작고 공기중에서 안정적이나 산소속에서 강열하면 산화티탄이 됩니다
산에는 철보다 잘 녹지 않으며 바닷물 속에서는 백금 다음으로 내식성이 강합니다

▶티타늄(TITANIUM)의 특징

1)내식성
티타늄은 정상적인 조건하에서는 응력부식, 피로부식, 전기부식을 받지 않습니다
티타늄의 부식 저항은 스테인레스강이나 동합금과 비교해서 여러 사용조건상 우수하며,
해수에는 백금에 필적할 만한 내식성을 갖추고 있습니다

2)고강도
순수 티타늄의 강도는 30 ~ 75kgf/㎟ 이며 합금 티타늄의 경우에는 60 ~ 160kgf/㎟ 으로
500℃까지는 여타의 금속재료 중 최고의 강도를 갖습니다

3)경금속
티타늄의 비중은 4.51로 동(銅)이나 니켈의 약 50%에 해당하고 스테인레스의 약 60% 정도로
대단히 가볍기 때문에 구조물의 중량을 경량화 시킬 수 있습니다.

▶주요 티타늄(TITANIUM) 등급별 특징

1)티타늄(TITANIUM) GR 1
티타늄(TITANIUM) GR 1은 강도가 낮고 연성이 가장 높은 가장 유연한 순수 티타늄입니다
이 티타늄(TITANIUM) 합금은 용접이 가능한 냉간 성형성 합금이며 충격에 강한 합금입니다
티타늄(TITANIUM) GR 1은 열악한 순환조건을 잘 견디며 염화물에 있거나 없는 강한 산화환경에 대한
저항력이 매우 높습니다

2)티타늄(TITANIUM) GR 2
티타늄(TITANIUM) GR 2는 뛰어난 강도, 낮은 중량비, 우수한 내부식성으로 인해 수술 및 의한 뿐 아니라
우주항공, 자동차, 화학공장, 발전소, 석유가스분야, 스포츠분야등 주요산업에서 높은 수준의 신뢰할 수 있는
성능이 요구되는 광범위한 분야에서 다양한 용도로 사용되고 있습니다
티타늄(TITANIUM)은 다양한 분야에서 보다 무겁고 편의성이 낮거나, 비용 효율성이 낮은 재료에 대한
대체 재료로 사용되고 있으며 경제적이며 내구성이 보다 높은 시스템을 설계, 제작할 수 있게 함으로써
많은 분야별 상황에서 성능과 사용수명기대를 크게 향상 시켰습니다

3)티타늄(TITANIUM) GR 3
상업적 순수 티타늄(TITANIUM) GR 3는 GR 1과 GR 2보다 더 강하며 반면 성형성은 낮습니다
이 재료는 다양한 환경에서 뛰어난 내부식성을 갖습니다
GR 3는 우주항공 응용분야 뿐만 아니라 원만한 강도와 내부식성이 요구되는 산업응용분야, 화학, 의학,
해양분야에서 유용하게 사용되고 있습니다

4)티타늄(TITANIUM) GR 4
순수 티타늄(TITANIUM) GR 4는 모든 상업적 순수 티타늄(TITANIUM) 중 가장 강도가 높습니다
이 재료는 다양한 환경에서 뛰어난 내부식성을 갖고 있습니다
티타늄(TITANIUM) GR 4는 대부분 우주항공 산업에 사용되고 있지만 높은 강도가 요구되는 산업응용분야,
의료기구, 해양분야에서도 사용되어 지고 있습니다

5)티타늄(TITANIUM) GR 5
티타늄(TITANIUM) GR 5(Ti64)는 열처리가 가능하여 높은 강도를 갖고 있으며 가장 광범위하게 사용되는
티타늄(TITANIUM) 합금입니다
또한 내부식성이 뛰어나 다양한 용도로 사용되어지고 있습니다
티타늄(TITANIUM) GR 5가 가장 널리 사용되고 있는 분야는 항공산업이며 우주항공산업 뿐 아니라
의학, 화학처리장비, 자동차, 해양 분야에서도 유용하게 사용되어지고 있습니다

6)티타늄(TITANIUM) GR23(ELI)
티타늄(TITANIUM) GR 23은 Ti-6AI-4V 또는 간단히 Ti6-4 ELI라고도 합니다
ELI는 "Extra Low Interstitials(극저삽입)"의 약자 입니다
티타늄(TITANIUM) GR 23은 산소, 질소, 철이 덜 함유된 것을 제외하면 티타늄(TITANIUM) GR 5와 흡사합니다
이러한 특징으로 인해 티타늄(TITANIUM) GR 5 보다는 연성이 높고 파괴저항이 더 뛰어납니다
티타늄(TITANIUM) GR 23은 화학처리 의료기구, 우주항공산업등에서 널리 사용되고 있습니다

이러한 티타늄(TITANIUM)은 티타늄 볼트, 너트, 와셔등의 화스너 제품, 티타늄 파이프 피팅(PIPE FITTINGS)
배관제품, 각종 가공품등들 생산하기 위해 각각 사용 용도에 맞게 여러종류의 원자재 형태로 가공됩니다











[출처]티타늄(TITANIUM) 제품의 종류와 특징 : 네이버 블로그 (naver.com) 

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