티타늄 합금과 티타늄 스틸의 비교

재료 구성 및 미세 구조

티타늄 합금은 주로 티타늄 (Ti) 및 알루미늄 (Al), 바나듐 (V), 철 (Fe), 니켈 (Ni) 등과 같은 다른 합금 원소로 구성된다. 합금 원소의 첨가는 티타늄 합금의 기계적 성질 및 내식성을 크게 향상시킬 수 있습니다. 티타늄 합금의 미세 구조는 일반적으로 α 상 (육각형 근접 포장 구조) 및 β 상 (신체 중심 입방 구조) 을 포함합니다. 이러한 단계의 비율과 분포는 재료의 특성에 상당한 영향을 미칩니다.

표준화 된 학술 용어가 아니라 상업적 용어 인 티타늄강은 일반적으로 정사이즈 스테인레스 스틸에 비해 우수한 내식성 및 내산성 내성으로 알려진 316L 스테인레스 스틸과 같은 합금을 의미합니다. 표준 등급은 022Cr17Ni12Mo2 이며 주로 Cr, Ni, Mo로 구성되며 숫자는 대략적인 백분율을 나타냅니다. 티타늄강은 티타늄을 포함하지 않으며, 주요 성분은 철로 남아 있습니다.

특정 성능 매개 변수

티타늄 합금

밀도: 일반적으로 약 4.5g/cm³, 많은 합금 중에서 가장 낮은 밀도 중 하나입니다.

수율 강도: 1200 MPa를 초과하는 고강도 티타늄 합금으로 1000 MPa 이상에 도달 할 수 있습니다.

신장: 일반적으로 10% 이상, 일부 합금은 20%.

피로 강도: 순환 적재 조건에 적합한 우수한 피로 강도.

열 전도도: 비교적 낮은, 대략 16.2 W/(m · K) 이지만, 낮은 열 팽창 계수로, 열 안정성에 유리하다.

티타늄 스틸

밀도: 티타늄과 강철의 비율에 따라 티타늄과 강철 사이의 중간체.

수율 강도: 티타늄 스틸의 수율 강도는 일반적으로 순수한 티타늄보다 높으며 800-1000 MPa에 이릅니다.

신장: 티타늄 강철의 확장은 일반적으로 순수한 티타늄보다 낮지 만 많은 강보다 높습니다.

내식성: 순수한 티타늄만큼 좋지는 않지만 티타늄 스틸은 여전히 일반 강철보다 내식성이 우수합니다.

재료 특성 비교

티타늄 합금

기계적 성질: 티타늄 합금은 모든 금속 중에서 가장 높은 강도 대 밀도 비율로 높은 강도와 우수한 연성을 가지므로 항공 우주 산업에서 매우 바람직합니다.

내식성: 티타늄 합금은 해수, 염화물 및 유기산을 포함한 대부분의 부식성 환경에 우수한 내성을 나타냅니다.

생체 적합성: 인간 조직에 대한 비 독성과 알레르기 반응을 일으킬 가능성이 낮기 때문에 생물 의학 분야에서 널리 사용됩니다.

고온 저항: 일부 티타늄 합금은 고온 환경에 적합한 고온에서 강도와 내식성을 유지합니다.

티타늄 스틸

비용 효과: 순수한 티타늄 합금에 비해 티타늄 강철은 비용 효율적이므로 비용에 민감한 응용 분야에서 더 매력적입니다.

가공 불가능: 티타늄 강은 비교적 가공이 쉽고 기존의 금속 가공 기술을 사용하여 성형 및 가공 할 수 있습니다.

내열성: 티타늄 강철의 내열성은 순수한 티타늄 합금보다 낮지 만 일반적인 작동 온도 범위 내에서 요구 사항을 충족합니다.

특정 응용 분야의 성능

항공 우주 산업

티타늄 합금: 경량, 고강도 및 내식성으로 인해 우주선의 엔진 부품, 기체 구조 및 구조 부품에 항공 우주 산업에서 널리 사용됩니다. 예를 들어, 티타늄 합금은 보잉 787 드림 라이너의 사용량의 15% 차지합니다.

티타늄 스틸: 티타늄강은 주로 순수 티타늄 합금에 비해 성능이 상대적으로 낮기 때문에 항공 우주 산업에서 더 적은 응용 분야를 가지고 있습니다. 그러나, 특정 비용에 민감한 부품에서, 티타늄 스틸은 대체 재료로서 고려될 수 있다.

생물 의학 분야

티타늄 합금: 티타늄 합금은 생물 의학 분야, 특히 인공 관절, 치과 임플란트 및 수술 기구에서 광범위하게 사용됩니다. 티타늄 합금의 생체 적합성과 우수한 기계적 특성으로 인해 이러한 용도에 이상적입니다.

티타늄 스틸: 티타늄 스틸은 생체 적합성이 순수 티타늄 합금만큼 좋지 않기 때문에 주로 생물 의학 분야에서 응용 프로그램이 적습니다.

화학 및 해양 ENineering

티타늄 합금: 티타늄 합금은 주로 원자로, 저장 탱크 및 해양 플랫폼의 구조 부품과 같은 부식 방지 장비 및 구조물을 제조하기 위해 화학 및 해양 엔지니어링에 사용됩니다.

티타늄 스틸: 이러한 분야에서 티타늄 스틸의 적용이 증가하고 있으며, 특히 비용에 민감한 상황에서 성능과 비용의 균형을 제공합니다.

티타늄 합금과 티타늄 강은 모두 고유 한 장점과 적용 영역을 가진 고성능 재료입니다. 티타늄 합금은 경량, 고강도 및 우수한 내식성으로 인해 고급 응용 분야에서 중요한 위치를 차지합니다. 티타늄 스틸은 비용 효율성과 우수한 기계 가공성으로 인해 광범위한 산업 스펙트럼에서 응용 프로그램을 찾습니다. 실제 엔지니어링에서 재료의 선택은 성능 요구 사항, 비용 고려 사항 및 가공 기술을 기반으로해야합니다.