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작성일 : 15-04-13 15:06
티타늄과 티타늄합금의 복합메트릭스
 글쓴이 : 운영자
조회 : 10,715  

###아래 내용은 ASM International에서 발행한 책 "Material
Selections for Corrosion Control"의 일부분 한글 번역입니다.
오류에 대해서는 책임지지 않습니다.기술적으로 불확실한 부분이
있으면 타 기술서적을 참고하신후 판단하시기 바랍니다.###

 

티타늄과 티타늄합금의 복합메트릭스
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고강도의 메탈합금은 메탈 메트릭스내에 세라믹섬유의 침투로
더욱 개선되어졌다(MMC). 이것은 특히 내열성을 개선하고
무개에 비해 고강도의 메탈특성을 더욱개선하였다.티타늄
알루미나이드가 낮은 연성에 비교해 높은 강도가 인장특성을
제공하는 섬유강화제와 더불어 사용될 수 있기 때문에
MMC메트릭스로 사용되어진다.

참조 22(Reference 22)에 의하면 실리콘 카바이트 섬유
강화된 티타늄 알루민나이드의 대략적인 스페시픽 강도는
인코넬718의 대략 2배, 밀도를 위한 변경후에는 섭시
540도(1000F)에서 Ti-6Al-4V의 2배이상, 그리고
섭씨760도(1400F)에서 비강화 티타늄 알루민나이드의
2배이상이다. 분말섬유공정(Ref 23)는 Ti3Al(실제
화학성분 Ti-24Al-11Nb,원자퍼센트)를 토대로 급속
공용화의 장점을 얻기 위하여 섬유 강화 금속 복합물을
제조하는데 사용되어진다. 분말대신 분쇄된 급속 고용화된
리본이 공정의 유연성을 개선하는데 사용되어 왔고
메트릭의 미세구조를 콘트롤하는데 사용되어 왔다.

티타늄알루민나이드에 니비움금속을 첨가함으로서 연성을
개선하였다. 이 복합소재의 내열성은 대략 섭씨760-930도
(1400F-1700F)로서 항공 부품용도로 매력적인 구조 소재가
될 수 있었다.

니폰스틸에서는 인장연성이 450%높은 초탄성을 나타내는
감마티타늄알루민나이드(TiAl)를 개발하였다. GE는 Ti3Al의
규칙적인 육각구조와 대조적으로 규칙오소롬빅(Odered
Ortho-rhombic)과 규칙적베타페이스(Ordered Beta Phase)의
이중페이스미세구조로를 가진, 하이알루미늄과 니비움함량
(Ti 25%, Al25%, Nb)을 가진 티타늄알민나이드를 개발하였다.

2페이스 합금 Ti-22Al-27Nb는 높은 내열성과 상온 연성과,
터프니스를 결합한 이상적인 소재이다(Ref.24).
Ti-22Al-27Nb합금은 상온에서 섭씨650도(1200F) 범위에서
Ti-25Al-10Nb-3V-1Mo을 능가하는 무게 대비 강도에서 2가지
장점을 갖고 있다. 절단강도가 평균 28Mpa m1/2(25ksi in1/2).
이 수치는 14MPa m1/2(13ksi in1/2)와 19MPa m1/2(17ksi in1/2)인
Ti-25Al-10Nb-3V-1Mo합금과 Ti-24Al-17Nb-1Mo합금보다 훨씬 높다(Ref 25).

다이나믹 융합기술은 메트릭스와 보강제사이에 매우 엷은
반응죤을 가진 MMCs를 생산할 수 있다. 이것은 특성을
떨어뜨릴 수 있는 깨짐조장제품의 형성을 줄여준다.
레프런스 26에서 보고 되고 있는 것은 Ti-6Al-4V(Ti-6-4),
Ti-11.5Mo-6Zr-4.5Sn(Beta III), Ti-15V-3Cr-3Sn-3Al(Ti-15-3),
티타니움 알루민나이드 Ti-3Al+Nb의 빠른 고용화 리본과,
그리고 섬유와 메트릭스사이 계속적인 차감반응으로 3번째
합금을 위한 섭씨730도(1350F)와 알루민나이드를 위한
섭씨815도(1500F)의 상대적으로 낮은 온도의 보르식 B4C와
SCS-6 주위의 금속유리(Ti50Be40Zr10)를 사용하는 MMC의
성공적 생산을 보고하고 있다.


 
   
 


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