티타늄은 주기율표에서 원자 번호가 22 인 원소입니다. 네 번째 기간의 하위 그룹 요소, 즉 IVB 플래그입니다. 티타늄 이외에,이 원소 그룹에는 지르코늄과 하프늄도 포함됩니다. 그것의 일반적인 특징은 높은 융점을 가지고 있으며 실온에서 표면에 있다는 것입니다. 안정한 산화막이 형성된다....
티타늄은 주기율표에서 원자 번호가 22 인 원소입니다. 네 번째 기간의 하위 그룹 요소, 즉 IVB 플래그입니다. 티타늄 이외에,이 원소 그룹에는 지르코늄과 하프늄도 포함됩니다. 그것의 일반적인 특징은 높은 융점을 가지고 있으며 실온에서 표면에 있다는 것입니다. 안정한 산화막이 형성된다.
1. 티타늄의 10 가지 특성
(1) 저밀도, 고강도 및 높은 비강도
티타늄의 밀도는 강철의 57 % 인 4.51g / cm3입니다. 티타늄은 알루미늄보다 두 배 이상 무겁지 않고 알루미늄보다 세 배 더 강합니다. 티타늄 합금의 비강도 (강도 / 밀도의 비율)는 일반적인 산업 합금에서 가장 큽니다 (표 2-1 참조). 티타늄 합금의 비강도는 스테인레스 스틸의 3.5 배입니다. 알루미늄 합금의 1.3 배; 마그네슘 합금의 1.7 배, 따라서 항공 우주 산업에 없어서는 안될 구조 재료입니다.
표 2-1 티타늄과 다른 금속 사이의 밀도와 비강도의 비교
(2) 우수한 내식성
티타늄의 부동태 화는 산화막의 존재에 달려 있으며, 산화 매체에서의 내식성은 환원 매체에서의 내식성보다 훨씬 우수합니다. 높은 부식 속도는 매체를 줄이는 데 발생합니다. 티타늄은 해수, 습식 염소, 아염소산염 및 차아염소산염 용액, 질산, 크롬산, 금속 염화물, 황화물 및 유기산과 같은 일부 부식성 매질에서 부식되지 않습니다. 그러나 티타늄과 반응하여 수소 (예 : 염산 및 황산)를 생성하는 매체에서 티타늄은 일반적으로 더 큰 부식 속도를 가지고 있습니다. 그러나, 소량의 산화제가 산에 첨가되면, 티타늄 표면에 부동태 피막이 형성될 것이다. 따라서 티타늄은 유리 염소를 함유 한 염산에서도 강한 황산 - 질산 또는 염산 - 질산 혼합물의 부식에 강합니다. 티타늄의 보호 산화막은 소량의 물이나 수증기에서도 금속이 물을 만날 때 종종 형성됩니다. 티타늄이 물이없는 강한 산화 환경에 노출되면 빠르게 산화되어 격렬하게 반응하며 종종 자발적으로 점화됩니다. 이러한 현상은 과도한 질소 산화물과 건조 염소를 포함하는 발연 질산과 티타늄의 반응에서 발생했습니다. 따라서 그러한 반응을 예방하려면 일정량의 물이 있어야합니다.
(3) 좋은 내열성
일반적으로 알루미늄은 150 ° C에서 원래의 특성을 잃고 스테인레스 스틸은 310 ° C에서 원래 특성을 잃고 티타늄 합금은 여전히 약 500 ° C에서 우수한 기계적 특성을 유지합니다. 항공기의 속도가 소리 속도의 2.7 배에 도달하면 항공기 구조물의 표면 온도가 230 °C에 도달하고 알루미늄 합금 및 마그네슘 합금을 더 이상 사용할 수 없으며 티타늄 합금이 요구 사항을 충족시킬 수 있습니다. 티타늄은 내열성이 우수하며 항공 엔진 압축기의 디스크와 블레이드 및 항공기 후방 동체의 피부에 사용됩니다.
(4) 좋은 저온 성과
일부 티타늄 합금 (예 : Ti-5AI-2.5SnELI)의 강도는 온도 감소에 따라 증가하지만 소성은 많이 감소하지 않으며 저온에서 여전히 우수한 연성과 인성을 가지며 이는 초저온에서 사용하기에 적합합니다. 건조 액체 수소 및 액체 산소 로켓 엔진 또는 유인 우주선의 초저온 컨테이너 및 저장 탱크로 사용할 수 있습니다.
(5) 비자기
티타늄은 비 자성이며, 잠수함 선체에 사용되며 광산의 폭발을 일으키지 않습니다.
(6) 작은 열전도율
티타늄과 다른 금속 사이의 열전도도 비교는 표 2-2에 나타내었다.
표 2-2 티타늄과 다른 금속 사이의 열전도도 비교
티타늄의 열전도율은 작으며 강철의 1/5, 알루미늄의 1/13, 구리의 1/25에 불과합니다. 열전도율이 낮은 것은 티타늄의 단점이지만 티타늄의이 기능은 특정 응용 분야에서 악용 될 수 있습니다.
(7) 낮은 탄성률
티타늄과 다른 금속의 탄성률 비교는 표 2-3에 나타내었다.
표 2-3 티타늄과 다른 금속 사이의 탄성률 비교
티타늄의 탄성 계수는 강철의 탄성 계수의 55 %에 불과합니다. 구조 재료로서 사용될 때, 낮은 탄성률이 단점이다.
(8) 인장강도와 항복강도는 매우 가깝다
Ti-6AI-4V 티타늄 합금의 인장강도는 960MPa이고 항복강도는 892MPa이며, 이 둘의 차이는 58MPa에 불과하며, 표 2-4를 참조한다.
표 2-4 티타늄과 다른 금속 사이의 인장 강도 및 항복 강도 비교
(9) 티타늄은 고온에서 쉽게 산화됩니다.
티타늄은 수소 및 산소와 강한 결합력을 가지고 있으므로 산화 및 수소 흡수를 방지하는 데주의를 기울여야합니다. 티타늄 용접은 오염을 방지하기 위해 아르곤 보호 하에서 수행되어야합니다. 티타늄 튜브 및 시트는 진공 하에서 열처리되어야하며 티타늄 단조물의 열처리 중에 미세 산화 분위기를 제어해야합니다.
(10) 낮은 댐핑 방지 성능
종은 티타늄 및 기타 금속 재료 (구리, 강철)로 만들어져 모양과 크기가 정확히 동일합니다. 같은 힘으로 각 종을 치면 티타늄으로 만든 벨이 오랫동안 진동한다는 것을 알게 될 것입니다.즉, 벨에 주어진 에너지는 타격에 의해 쉽게 소산되지 않으므로 티타늄의 댐핑 성능이 낮다고 말합니다.
