티타늄 합금의 종류는 무엇입니까? 티타늄 합금의 종류에 대한 자세한 설명
광활한 금속 소재의 세계에서 티타늄 합금은 독특한 매력으로 돋보입니다. 몸체가 가벼울 뿐만 아니라 고강도, 내식성, 고온 저항성 등 여러 가지 장점을 갖고 있어 현대 산업 분야에서 없어서는 안 될 중요한 소재가 되었습니다. 그렇다면 티타늄 합금의 종류는 무엇입니까? 오늘은 티타늄 합금의 세계로 들어가 다양한 매력을 살펴보겠습니다.
1. 고온 티타늄 합금 Ti-6Al-4V
세계 최초로 개발에 성공한 고온 티타늄 합금은 Ti-6Al-4V이며 사용 온도는 300-350도입니다. 이후 사용 온도가 400도인 IMI550 및 BT{5}}와 사용 온도가 450~500도인 IMI679, IMI685, Ti-6246, Ti{10}}와 같은 합금이 개발되었습니다. 또 다른. 현재 항공기 엔진에 성공적으로 사용된 새로운 고온 티타늄 합금에는 영국의 IMI829 및 IMI834 합금이 포함됩니다. 미국의 Ti-1100 합금; 러시아 등의 BT18Y 및 BT36 합금. 최근 몇 년 동안 외국에서는 급속 응고 / 분말 야금 기술과 섬유 또는 입자 강화 복합 재료를 사용하여 티타늄 합금을 고온 티타늄 합금의 개발 방향으로 개발하여 사용하고 있습니다. 티타늄 합금의 온도는 650도 이상으로 높아질 수 있습니다. 미국 맥도넬 더글러스(McDonnell Douglas)는 급속응고/분말야금 기술을 이용해 고순도, 고밀도 티타늄 합금 개발에 성공했다. 760도에서의 강도는 현재 상온에서 사용되는 티타늄 합금의 강도와 동일합니다.
2. 티타늄 알루미늄 화합물을 기반으로 한 티타늄 합금
일반 티타늄 합금과 비교하여 나트륨 Ti3Al( 2) 및 TiAl( ) 금속간 화합물을 기반으로 하는 티타늄 알루미늄 화합물의 장점은 우수한 고온 성능(사용 온도는 각각 816도 및 982도), 강한 내산화성, 우수한 크리프 저항성 및 경량(밀도는 니켈 기반 고온 합금의 1/2에 불과함). 이러한 장점으로 인해 미래의 항공기 엔진 및 항공기 구조 부품을 위한 경쟁력 있는 소재가 되었습니다. 현재 Ti3Al 기반 티타늄 합금인 Ti-21Nb-14Al과 Ti-24Al-14Nb-#v-0.5Mo의 두 가지 합금이 생산되기 시작했습니다. 미국에서 대량 생산. 최근 몇 년 동안 개발된 다른 Ti3Al 기반 티타늄 합금으로는 Ti-24Al-11Nb, Ti25Al-17Nb-1Mo 및 Ti-25Al{{27}이 있습니다. }Nb-3V-1월. TiAl( )계 티타늄 합금의 조성 범위는 TAl-(1-10)M(at.%)이며, 여기서 M은 v, Cr, Mn, Nb, Mn, Mo 및 W 중 하나 이상의 원소입니다. 최근에는 Ti-65Al-10Ni 합금과 같은 TiAl{33}}계 티타늄 합금이 주목을 받기 시작했습니다.
3. 고강도, 고인성 티타늄 합금
-형 티타늄 합금은 1990년대 중반 미국의 Crucible에서 처음 개발되었다.B120VCA 합금(Ti-13v-11Cr-3Al) -형 티타늄 합금은 열간 및 냉간 가공 특성이 양호하고, 단조가 용이하며, 압연 및 용접이 가능하고, 고용체 시효 처리를 통해 높은 기계적 특성, 우수한 내환경성 및 강도와 파괴인성의 양호한 조합을 얻을 수 있다.대표적인 신규 고강도 고인성 -형 티타늄 합금은 다음과 같다.항공기 구조 부품에 일반적으로 사용되는 30CrMnSiA 고강도 구조용 강과 동일한 성능을 갖고 단조 성능이 우수한 Ti1023(Ti-10v-2Fe-#al); 산업용 순수 티타늄보다 냉간 가공 성능이 더 좋고, 시효 후 실온 인장 강도가 1000MPa 이상에 도달할 수 있는 Ti153(Ti-15V-3Cr-3Al-3Sn); 미국 티타늄 금속 회사의 Timet 사업부에서 개발한 새로운 유형의 내산화성, 초고강도 티타늄 합금인 21S(Ti-15Mo-3Al-2.7Nb-0.2Si)는 양호한 내산화성, 뛰어난 열간 및 냉간 가공 성능을 가지고 있으며, 0.064mm 두께의 호일로 만들 수 있습니다. 일본철강주식회사(NKK)가 성공적으로 개발한 SP-700(Ti-4.5Al-3V-2Mo-2Fe) 티타늄 합금은 고강도, 최대 2000%의 초소성 신장률, 초소성 성형 온도가 Ti-6Al-4V보다 140도 낮아 초소성 성형-확산 접합(SPF/DB) 기술을 사용하여 다양한 항공우주 부품을 제조하는 데 Ti-6Al-4V 합금을 대체할 수 있습니다. 러시아가 개발한 BT-22(TI-5v-5Mo-1Cr-5Al)은 인장 강도가 1105MPA 이상입니다.
4. 난연성 티타늄 합금
기존의 티타늄 합금은 특정 조건에서 알칸을 연소하는 경향이 있어 적용이 크게 제한됩니다. 이러한 상황에 대응하여 여러 국가에서 난연성 티타늄 합금에 대한 연구를 시작하여 획기적인 성과를 거두었습니다. Qiang State에서 개발한 합금 C(T라고도 함)의 공칭 조성은 50Ti-35v-15Cr(질량 분율)입니다. 연속 연소에 영향을 받지 않는 난연성 티타늄 합금으로 F119 엔진에 사용되었습니다. BTT-1 및 BTT-3는 러시아가 개발한 난연성 티타늄 합금입니다. 둘 다 열 변형 공정 성능이 매우 우수한 Ti-Cu-Al 합금이며 복잡한 부품을 만드는 데 사용할 수 있습니다.
5. 의료용 티타늄 합금
티타늄은 무독성이고 가볍고 강도가 높으며 생체 적합성이 뛰어납니다. 이상적인 의료용 금속재료로 인체의 임플란트로 사용이 가능합니다. 현재 Ti{1}}Al-4v는 의료 분야에서 여전히 널리 사용되고 있습니다. ELI 합금. 그러나 후자는 매우 적은 양의 바나듐 및 알루미늄 이온을 침전시켜 세포 적응성을 감소시키고 인체에 해를 끼칠 수 있습니다. 이 문제는 오랫동안 의료계에서 광범위한 관심을 끌었습니다. 이미 -1980년대 중반에 미국에서는 정형외과용으로 알루미늄과 바나듐이 없는 생체 적합성 티타늄 합금을 개발하기 시작했습니다. 일본, 영국 및 기타 국가들도 이 분야에 대해 많은 연구를 했으며 새로운 진전을 이루었습니다. 예를 들어, 일본은 Ti-15Zr-4Nb_4ta{{10}}.2Pd, Ti를 포함하여 생체 적합성이 뛰어난 일련의 + 티타늄 합금을 개발했습니다. -15Zr-4Nb-aTa-0.2Pd-0.20~0.05N, Ti-15Sn-4Nb-2 Ta-0.2Pd 및 Ti-15Sn-4nb-2Ta-0.2Pd-0.20. 이러한 합금의 부식 강도, 피로 강도 및 내식성은 Ti{33}}Al-4v ELI보다 우수합니다. + 티타늄 합금에 비해 티타늄 합금은 강도가 더 높고 절삭 성능과 인성이 우수하며 인체 이식에 더 적합합니다. 미국에서는 의료 분야에 5가지 티타늄 합금, 즉 TMZFTM(TI-12Mo-^Zr-2Fe), Ti-13Nb-13Zr이 권장됩니다. , Timetal 21SRx(TI-15Mo-2.5Nb-0.2Si), Tiadyne 1610(Ti-16Nb-9.5Hf) 및 Ti{{51 }}모. 가까운 장래에 고강도, 낮은 탄성 계수, 우수한 성형성 및 내식성을 갖춘 이러한 유형의 티타늄 합금이 현재 널리 사용되는 Ti{52}}Al-4V 합금을 대체할 것으로 예상됩니다. 의료 분야. ELI 합금.
과학 기술의 지속적인 발전과 산업의 지속적인 발전으로 티타늄 합금의 응용 전망은 점점 더 넓어질 것입니다. 한편으로는 티타늄 합금에 대한 연구가 계속해서 심화될 것이며, 다양한 분야의 요구를 충족시키기 위해 더 많은 새로운 티타늄 합금이 개발될 것입니다. 한편, 티타늄 합금의 제조 기술은 지속적으로 개선되고, 생산 효율성을 향상시키며, 비용을 절감하고, 티타늄 합금의 대중화 및 적용을 촉진할 것입니다.
