| 티타늄 열처리 |
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티타늄 열처리 1. 목적 순수 티타늄 및 티타늄 합금(생체 임플란트, 방산 등 사용)의 경우, 열간, 냉간 가공 및 3D 금속 프린팅 후 내부의 왜곡(Distortion)제거 및 내응력 향상을 위해 응력제거(Stress Relieving) 및 소둔(Annealing)을 하게 된다. 아울러 응력제거(Stress Relieving)와 더불어 가공조직을 회복하고, 재결정 시키 위해서 소둔을 한다. 소둔에 의해 조직의 안정화, 제품치수의 안정화, 절삭성의 향상, 기계적 성질의 향상의 효과를 얻을수 있다. 2. 종류 티타늄 합금의 경우 조직의 안정화, 내충격성 향상, 고강도화, 고인성화, 피로특성의 개선 등의 목적으로 여러종류의 소둔(Annealing), 용체화시효(STA, Solution Treatment & Aging), 이중 용체화시효(STATA)등의 열처리를 한다. 열처리성은 Beta상이 많은 만큼 좋아진다. Beta 티타늄 합금의 경우 용체화 후 저온측 및 고온측 2단계 시효를 하게되면 1600 MPa정도의 인장강도를 얻을수있다. 티타늄 특성상 반응성이 상당히 커서 모든 열처리시 진공분위기나 불활성가스 분위기 에서 진행된다. 티타늄의 대표적 열처리 조건 a) 순수 티타늄 응력제거 : 480 - 595'C, 15-240 min 소 둔 : 650 - 815'C, 15-120 min b) 합금 티타늄 ( Alpha - Beta 합금 ) 대표적 합금 Ti-3Al-2.5V 의 경우 응력제거 : 370 - 595'C , 15-240 min , 소둔 : 650 - 790'C, 30 - 120 min 대표적 합금 Ti-6Al-4V(ASTM Gr5) & Ti-6Al-4V ELI(ASTM Gr23) 의 경우 응력제거 : 480 - 650'C , 60-240 min, 소둔 : 705 - 870'C, 15 - 60 min(공랭 or 서냉) 용 체 화 : 900 - 970'C , 2-90 min, 시효 : 480 - 690'C, 2 - 8 hr c) 합금 티타늄 (Beta 합금) 대표적합금 Ti-15V-3Cr-3Sn-3Al의 경우 응력제거 : 790 - 895'C , 30-60 min, 소둔 : 760 - 815'C, 3 - 30 min 용 체 화 : 760 - 815'C , 2-30 min, 시효 : 480 - 675'C, 2-24 hr 3. 티타늄 특성 주기율표 4족에 속하는 금속 원소로 은회색을 띠고, 가볍고 강도가 크며, 내식성이 있는 금속으로 티타늄은 자전거 부품에서 우주선의 부품까지 다양하게 쓰인다. 티타늄은 널리 분포하며, 지각의 0.44%를 구성하고 있다. 티탄 금속은 실제로 모든 암석·모래·점토와 그 밖의 토양에서 결합된 형태로 발견된다. 동식물·천연수·심해(深海)·운석·별에서도 존재한다. 순수한 티타늄은 연성이 좋고 철 무게의 반이며, 알루미늄보다는 2배정도 무겁고 연마하면 광택이 매우 좋다. 열전도도와 전기전도도가 매우 낮고 상자성을 띈다. 티탄은 여러 환경에서 표면에 불용성(부동태) 산화막이 생기기 때문에 내식성이 뛰어나며 해수에 3년이상 담가두어도 부식되지 않는다. 또한 강도가 크고 밀도가 작으며 내식성이 뛰어난 금속이므로 항공기·우주선·미사일·선박의 부품으로 쓰이고 신체조직 및 뼈와 반응하지 않기 때문에 인공 장기, 덴탈 임플란트로도 쓰인다. 현재 실생활 및 산업전반에 걸쳐 사용되고 있으며 앞으로도 가장 각광받는 신소재이다.  *출처 : 티아이텍(http://www.titech.co.kr/sub/titaniun/intro.asp) |
