고온 티타늄 합금 및 다양한 유형의 티타늄 합금: 분류 및 속성

고온 티타늄 합금

성공적으로 개발 된 세계 최초의 고온 티타늄 합금은Ti-6Al-4V, 300-350 °C 의 서비스 온도. 그 후 IMI550 및 BT3-1 같이 서비스 온도가 최대 400 ° C 인 합금이 개발 된 후 IMI679, IMI685, Ti-6246 및 Ti-6242 같은 합금이 개발되었습니다. 450-500 ° C에서 작동 할 수 있습니다. 최근 영국의 IMI829, IMI834, 미국의 Ti-1100, 러시아의 BT18Y 및 BT36 과 같은 새로운 고온 티타늄 합금이 항공기 엔진에 성공적으로 적용되었습니다. 최근 몇 년 동안 국제 연구는 빠른 응고/분말 야금 기술과 섬유 또는 입자 강화 복합 재료를 사용하여 고온 티타늄 합금 개발에 중점을 두었습니다. 티타늄 합금의 작동 온도를 650 ° C 이상으로 높이는 것을 목표로합니다. 미국의 McDonnell Douglas는 760 ° C에서 강도를 유지하는 빠른 응고/분말 야금 기술을 사용하여 고순도의 고밀도 티타늄 합금을 성공적으로 개발했습니다. 실온에서 현재 티타늄 합금과 비슷합니다.

티타늄-알루미늄 화합물을 기반으로 하는 티타늄 합금

기존의 티타늄 합금과 비교하여 Ti3Al (α2) 및 TiAl (γ) 과 같은 티타늄-알루미늄 화합물을 기반으로 한 티타늄 합금 우수한 고온 성능 (각각 816 ° C 및 982 ° C의 서비스 온도), 강한 산화 저항, 좋은 크리프 저항, 그리고 낮은 무게 (밀도는 니켈 기반 초합금의 절반에 불과합니다). 이러한 장점은 미래의 항공 우주 엔진 및 항공기 구조 구성 요소에 대한 경쟁력있는 재료로 만듭니다. 현재, 2 개의 Ti3Al-based 티타늄 합금, Ti-21Nb-14Al 및 Ti-24Al-14Nb-# v-0.5Mo 미국에서 대량으로 생산되고 있다. 최근에 개발된 다른 Ti3Al-based 티타늄 합금으로는 Ti-24Al-11Nb, Ti-25Al-17Nb-1Mo 및 Ti-25Al-10Nb-3V-1Mo 있다. TiAl (γ) 계 티타늄 합금에 대한 초점은 TAl-(1-10)M (at.%) 에서, M은 V, Cr, Mn, Nb, Mn, Mo 및 W로부터의 적어도 하나의 원소를 나타낸다. 최근 Ti-65Al-10Ni 같은 TiAl3-based 티타늄 합금이 주목을 받기 시작했습니다.

고강도, 고강도 β 형 티타늄 합금

가장 초기의 β 형 티타늄 합금은 mid-1950s 미국의 Crucible Company에서 개발 한 B120VCA (Ti-13V-11Cr-3Al) 입니다. Β 형 티타늄 합금은 고온 및 냉간 가공성이 우수하고 위조, 롤 및 용접이 용이하며 용액 노화 처리를 통해 높은 기계적 특성과 우수한 환경 저항을 달성 할 수 있습니다. 강도와 파괴 인성의 우수한 조합. 대표적인 새로운 고강도, 고인성 β 형 티타늄 합금은 다음과 같습니다.

Ti1023 (Ti-10V-2Fe-# Al): 항공기 구조 부품의 일반적으로 사용되는 고강도 구조 강철 30 CrMnSiA와 비교할 수 있으며 우수한 단조 특성이 있습니다.

Ti153 (Ti-15V-3Cr-3Al-3Sn): 노화 후 실온 인장 강도가 1000 MPa를 초과하는 상업적으로 순수한 티타늄보다 냉간 가공성이 우수합니다.

Β21S (Ti-15Mo-3Al-2.7Nb-0.2Si): 미국 티타늄 금속 회사의 Timet 부서에서 개발 한이 새로운 초고강도 티타늄 합금은 우수한 내산화성, 뛰어난 고온 및 냉간 가공성을 갖추고 있습니다. 0.064mm 정도로 얇은 포일로 만들 수 있습니다.

SP-700 (Ti-4.5Al-3V-2Mo-2Fe): 일본에서 NKK에 의해 개발 된이 합금은 최고 2000% 의 고강도 및 초 플라스틱 신장을 가지며 초 플라스틱 형성 온도가 Ti-6Al-4V 140 ° C보다 낮으며, 다양한 항공 우주 부품에 대한 슈퍼 플라스틱 성형 확산 결합 (SPF/DB) 기술의 Ti-6Al-4V 대체 할 수 있습니다.

BT-22 (Ti-5V-5Mo-1Cr-5Al): 인장 강도가 1105 MPa를 초과하는 러시아에서 개발되었습니다.

화염 방지 티타늄 합금

기존의 티타늄 합금은 특정 조건 하에서 연소되는 경향이 있으며, 이는 그 적용을 상당히 제한합니다. 이 문제를 해결하기 위해 여러 국가에서 내화성 티타늄 합금에 대한 연구를 수행하고 특정 혁신을 달성했습니다. 합금 C는 Ti-50V-35Cr-15Cr (질량 분율) 라고도하며 중국에서 개발 된 내화성 티타늄 합금으로 지속적인 연소에 민감하지 않으며 F119 엔진에 사용됩니다. BTT-1 및 BTT-3 Ti-Cu-Al 기반의 러시아에서 개발 된 내화성 티타늄 합금으로 고온 변형 가공 성능이 우수하여 복잡한 부품 제조에 적합합니다.

의료 티타늄 합금

티타늄은 무독성이며 가볍고 강하며 생체 적합성이 뛰어나므로 임플란트와 같은 의료 응용 분야에 이상적인 소재입니다. 현재 의료 분야에서 널리 사용되는 합금은 여전히 Ti-6Al-4V ELI이지만 미량의 바나듐과 알루미늄 이온을 방출하여 세포 호환성을 줄이고 잠재적으로 인체에 해를 끼칠 수 있습니다. 이 문제는 의료계에서 오랫동안 관심사였습니다. 미국은 mid-1980s 정형 외과 수술을 위해 알루미늄이없는 바나듐이없는 생체 적합성 티타늄 합금을 개발하기 시작했습니다. 일본, 영국 및 기타 국가들도 광범위한 연구를 수행하고 새로운 발전을 이루었습니다. 예를 들어, 일본은 Ti-15Zr-4Nb-4Ta-0.2Pd, Ti-15Zr-4Nb-4Ta-0.2Pd-0.20 ~ 0.05N, Ti-15Sn-4Nb-2Ta-0.2Pd, Ti-15Sn-4Nb-2Ta-0.2Pd-0.20 등 우수한 생체 적합성을 갖춘 일련의 α β 티타늄 합금을 개발했습니다. 그리고 Ti-6Al-4V ELI에 비해 내식성. Α β 티타늄 합금에 비해 β 티타늄 합금은 강도가 높고 노치 성능이 우수하며 인성이 높아 임플란트에 더 적합합니다. 미국에서는 TMZFTM (Ti-12Mo-^ Zr-2Fe), Ti-13Nb-13Zr, Timetal 21SRx (Ti-15Mo-2.5Nb-0.2Si), Tiadyne 1610 (Ti-16Nb-9.5Hf) 및 Ti-15Mo 5 가지 β 티타늄 합금이 의료 용도로 권장되었습니다. 가까운 장래에 이러한 고강도, 저 탄성 계수, 우수한 성형 성 및 내식성 β 티타늄 합금은 의료 분야에서 널리 사용되는 Ti-6Al-4V ELI 합금을 대체 할 가능성이 높습니다.

2007 년에 설립 된 Baoji Yesheng 티타늄 산업 유한 회사는 티타늄 및 티타늄 합금, 니켈, 지르코늄의 생산, 가공 및 판매를 통합하는 첨단 기술 회사입니다. 및 기타 비철 요소. 그것은 중국의 "티타늄 밸리"-Baoji에 위치하고 있습니다. 플레이트, 바, 와이어, 튜브, 표준 구성 요소, 단조, 장비 및 티타늄 및 티타늄 합금이 주요 제품입니다. 니켈, 지르코늄 및 합금도 중요합니다. 상담을 환영합니다.