티타늄 및 티타늄 합금에 대한 포괄적 인 연구 보고서 : 기본 특성, 연구 진행 및 미래 도전 과제

1 티타늄 및 티타늄 합금의 기본 물리적 및 화학적 특성
전략적 광금 금속으로서 티타늄은 우수한 특정 강도 (강도/밀도 비율) 및 모든 - 환경 부식 저항을 갖는 높은 - 엔드 산업 분야에서 상환 할 수없는 위치를 차지합니다. 티타늄의 밀도는 단지 4.51 g/cm³ (강철의 약 57%)이지만 강도는 높은 - 강철의 강도와 같습니다. 티타늄의 결정 구조는 육각형 닫기 - 포장 (HCP, Phase) 882도 미만이고 신체 - 중심 입방 (BCC, Phase)은 882도입니다. 이 위상 변화 특성은 합금 설계에 풍부한 가능성을 제공합니다.

 

1.1 기계적 및 환경 적 적응성 높고 저온 성능 : 티타늄 합금은 여전히 ​​45 - 6AL-4V와 같은 450 - 600도에서 여전히 좋은 강도를 유지하며, 이는 400도에서 500 MPA 이상의 항복 강도를 유지합니다. 저온 성능이 훨씬 뛰어납니다. -253도 액체 수소 온도에서 TA7 합금의 신장은 12%보다 크기 때문에 항공 우주 극저온 연료 용기에 선호되는 재료가됩니다. 부식 저항성 메커니즘 : 티타늄 표면에 밀집된 티오 패스베이션 필름 (두께 5-20 nm)이 즉시 형성되어 해수, 염소-알칼리 및 산성 매체가 0.001 mm/a보다 낮습니다. 구덩이 및 응력 부식 크래킹 (SCC)에 대한 저항은 스테인레스 스틸보다 훨씬 우수하며 "해양 금속"이라고합니다. 생체 적합성 : 시뮬레이션 체액에서 순수한 티타늄의 자체 조절 전류 밀도는 2.24 × 10 ℃ A/cm²만큼 낮으며 금속 이온 방출의 부족으로 인공 조인트 및 치과 임플란트의 핵심 재료가됩니다.

 

1.2 고유 한 처리 문제 열 전도도 결함 : 열전도율은 17 w/m · K (알루미늄의 1/14)에 불과하며 절단 구역의 온도는 1000도 이상 높아 공구 마모를 가속화합니다. 높은 화학 활동 : 고온에서 O, N 및 H와 반응하여 50 - 200 μm 경화 층을 생성하여 처리를위한 비활성 대기 보호가 필요합니다. 낮은 탄성 계수 : 약 110 gpa (강철의 1/2)로 심각한 가공 스프링 백 및 얇은 벽 부품의 형성 정확도를 제어하는 ​​데 어려움이 생깁니다.