티타늄 합금

티타늄 합금은 세 가지 다른 범주로 분류됩니다. 이들은 상 구성에 따라 구별됩니다.

합금화되지 않은 등급 또는 알파 합금
상업적으로 순수하거나 합금되지 않은 티타늄은 티타늄 함량이 99% 이상인 것이 특징입니다. 주요 합금 원소는 산소로 강도를 결정합니다. 산소 함량이 높을수록 강도와 경도도 증가합니다. 알파 합금은 일반적으로 -상으로만 구성됩니다. 그러나 불순물로 인해 소량의 -상이 가능합니다.

비합금 티타늄 재종은 아주 좋은 내식성, 높은 연성 및 성형성 등 뛰어난 기계적 성질을 보입니다.

그러나 강도는 다른 티타늄 합금 등급에 비해 상대적으로 낮습니다. 또한 알파 합금은 강도를 높이기 위해 열처리할 수 없습니다.

비합금 등급의 예로는 ASTM 등급 1, 2, 3 및 4가 있습니다.

알파 알로이스 근처
-상으로만 구성된 알파 합금과 대조적으로, 거의 알파 합금은 소량의 연성 -상을 포함합니다. -상을 안정화하기 위해 알루미늄과 같은 합금이 추가됩니다. 또한, 몰리브덴이나 바나듐과 같은 합금이 -상 안정화제로 사용됩니다. 이들의 함량은 약 1-2%입니다.

알파 합금은 높은 인성, 우수한 크립 저항성 및 용접성과 같은 우수한 기계적 특성을 보입니다. 그러나 기계적 강도는 적당하며 알루미늄 함량에 따라 증가합니다.

알파 합금의 예로는 Ti-6Al-2Sn-4Zr-2Mo 및 Ti-5.5Al-3.5Sn-3Zr-1Nb가 있습니다.

알파 베타 합금
알파-베타 합금은 주로 Ti-(4-6)Al과 4%~5%의 -안정화 원소를 합친 것으로 구성됩니다. 여기에는 텅스텐, 몰리브덴, 바나듐 및 알루미늄과 같은 원소가 포함됩니다. 따라서 알파-베타 합금은 및 상의 혼합물로 구성됩니다.

알파-베타 합금은 열처리가 가능합니다. 이는 특히 침전 경화가 적용될 때 강도가 상당히 증가하게 됩니다. 그러나 열처리는 연성이 감소하게 됩니다.

전반적으로 알파-베타 합금은 높은 인장 강도와 피로 강도를 보입니다. 또한, 좋은 열간 성형성과 허용 가능한 크립 저항성이 특징입니다.

알파-베타 합금의 예로는 Ti-6Al-4V(5등급)가 있으며, 이는 티타늄 합금 전체 생산량의 절반을 차지합니다.

베타 티타니 엄 합금
베타 티타늄 합금은 -상이 풍부합니다. 이는 몰리브덴 및 바나듐과 같은 충분한 -상 안정제를 첨가하여 보장됩니다. 이런 식으로, 담금질 후에도 -상을 유지할 수 있습니다.

알파-베타 합금처럼 베타 합금도 열처리 및 용액처리가 가능합니다. 따라서 높은 강도와 ​​뛰어난 성형성을 가질 수 있습니다.

그러나 피로강도와 연성이 낮습니다.

베타 티타늄 합금의 예로는 Ti-10V-2Fe{2}}Al, Ti{3}}V-11Cr-3Al 및 Ti{{6가 있습니다. }}.

다양한 티타늄 합금의 재료 특성 차이는 구성에서 발생합니다. 티타늄 기반에 추가된 원소는 결과 합금에 상당한 영향을 미칠 수 있습니다. 예를 들어, 바나듐과 알루미늄을 합금 원소로 사용하면 강력하고 견고한 합금인 Ti-6Al-4V가 생성됩니다. 티타늄 합금의 특성을 수정하는 데 자주 사용되는 다른 합금 첨가물로는 몰리브덴, 철, 망간 및 크롬이 있습니다.

티타늄 합금의 물리적 특성