2등급 티타늄 는 티타늄 업계의 유명한 “일꾼'입니다. 열교환기를 설계하는 엔지니어든 해양 프로젝트에 필요한 자재를 조달하는 조달 관리자이든 티타늄의 뉘앙스를 이해하는 것은 매우 중요합니다.
이 종합 가이드는 기술 사양(ASTM 표준)부터 실제 제작 팁까지 모든 것을 다루며, 2등급이 애플리케이션에 적합한 선택인지 결정하는 데 도움을 줍니다.
2등급 티타늄이란 무엇인가요?
2등급 티타늄 (UNS R50400)이 가장 널리 사용됩니다. 상업적으로 순수한(CP) 티타늄 등급. 비합금 알파상 티타늄으로 적당한 강도와 우수한 연성의 탁월한 균형을 제공합니다.
업계 전문가들은 종종 2등급을 “골디락스” 등급 는 다른 등급 사이의 중간 지점에 위치하기 때문에 CP 제품군 중 가장 높은 등급입니다:
- 1등급보다 더 강력합니다: 1등급은 부드러우며 주로 딥 드로잉 용도로 사용됩니다.
- 3, 4학년보다 더 잘 형성됩니다: 3등급과 4등급은 강도는 더 높지만, 더 부서지기 쉽고 성형이 어렵습니다.
- 2등급은 “그냥 좋음”입니다: 최소 수율 강도는 다음과 같습니다. 275MPa(40ksi) 균열 없이 냉간 성형할 수 있는 충분한 연성을 유지합니다.
기술 사양 및 데이터
엔지니어와 품질 관리 전문가에게는 정밀도가 핵심입니다. 2등급은 일반적으로 다음과 같은 주요 국제 표준에 따라 적용됩니다. ASTM B265 (시트/플레이트), ASTM B338 (튜브) 및 ASTM B348 (막대).
화학 성분(최대 %)
소량의 산소와 철분은 “간질 강화제” 역할을 하여 2등급의 독특한 특성을 부여합니다.
| 요소 | 기호 | 콘텐츠(최대 %) |
|---|---|---|
| 티타늄 | Ti | 잔액 |
| 산소 | O | 0.25 |
| Iron | Fe | 0.30 |
| 탄소 | C | 0.08 |
| 질소 | N | 0.03 |
| 수소 | H | 0.015 |
기계적 특성 (실온에서)
우수한 성형성을 나타내는 높은 연신율(20%)에 주목하세요. 합금 티타늄의 주요 이점.
| 속성 | Metric | Imperial |
|---|---|---|
| 인장 강도(최소) | 345 MPa | 50 ksi |
| 항복 강도(0.2% 오프셋) | 275 MPa | 40 ksi |
| 신장 | 20% | 20% |
| 경도(대략) | ~145-200 HV | ~160-200 HB |
물리적 속성
| 속성 | 가치 | 참고 |
|---|---|---|
| 밀도 | 4.51g/cm³ | 강철보다 가벼운 ~45% |
| 녹는점 | 1660°C(3020°F) | 뛰어난 내열성 |
| 자기 투과성 | 없음 | 비자기 |
| 결정 구조 | 알파(HCP) | 실온에서 안정적 |
왜 2등급을 선택해야 하나요? 주요 혜택
원시 데이터도 인상적이지만, 프로젝트에서 중요한 것은 실질적인 이점을 이해하는 것입니다. 2등급 자료가 필요한 이유는 다음과 같습니다. 산업 애플리케이션.
우수한 내식성
이것이 엔지니어들이 2등급을 지정하는 주된 이유입니다. 티타늄은 산소에 노출되면 즉시 안정적이고 연속적이며 단단히 밀착된 상태를 형성합니다. 산화막. 이 필름은 열악한 환경에서 금속을 보호하는 패시브 장벽을 만듭니다:
- 해수 및 해양 대기: 최대 315°C(600°F)의 틈새 부식 및 구멍에 거의 영향을 받지 않습니다.
- 습식 염소: 종이 표백 및 염소-알칼리 플랜트에서 널리 사용됩니다.
- 산: 질산 및 크롬산과 같은 많은 산화성 산과 산업용 화학 물질에 대한 내성이 있습니다.
콜드 포밍의 “왕”
와 달리 티타늄 5등급, 상온에서 구부리기 어렵고 열이 필요한 경우가 많은 2등급은 우수한 연성.
- 다음과 같습니다. 콜드포밍 표준 프레스 브레이크, 하이드로프레스 및 벤딩 장비를 사용합니다.
- 깊은 드로잉과 용기 헤드, 열교환기 판과 같은 복잡한 모양을 균열 없이 만들 수 있습니다.
높은 중량 대비 강도 비율
2등급은 항공우주용 합금만큼 강하지는 않지만 항복 강도는 일반 스테인리스강과 비슷하지만 무게는 더 가볍습니다. 45% 미만. 따라서 해양 배관과 같이 무게 절감이 중요하지만 5등급의 극한의 강도(및 비용)가 필요하지 않은 애플리케이션에 적합합니다.
비교 분석: 2등급과 기타 자료 비교
이 섹션에서는 가장 일반적인 구매 딜레마를 해결하는 데 도움이 됩니다: “2등급을 사야 하나요, 5등급을 사야 하나요?”
2등급(CP) 대 5등급(Ti-6Al-4V)
5등급(Ti-6Al-4V)은 “항공우주 표준”이지만, 종종 다음과 같이 사용됩니다. 과도하게 설계된 산업용 지상 애플리케이션의 경우 불필요한 비용으로 이어집니다.
| 기능 | 2등급(상업적으로 순수한) | 5등급(Ti-6Al-4V 합금) |
|---|---|---|
| 기본 속성 | 부식 및 성형성 | 높은 강도 |
| 수율 강도 | ~275MPa(보통) | ~828MPa(매우 높음) |
| 성형성 | 우수(냉간 구부림 가능) | 불량(스프링백이 높고 구부리기 어려움) |
| 용접성 | 우수 | 좋음(하지만 더 많은 주의가 필요함) |
| 비용 | Lower | 더 높음 |
결정 팁:
- 다음과 같은 경우 2등급을 선택합니다: 다음이 필요한 경우 재료를 광범위하게 용접하거나 튜브나 탱크와 같은 모양으로 구부리거나 화학 환경에서 최대의 내식성이 필요한 경우.
- 다음과 같은 경우 5등급을 선택합니다: 레이싱용 자동차 부품, 항공우주용 패스너 등 극한의 구조적 강도와 함께 무게를 줄이는 것이 중요하며, 냉간 굽힘을 많이 할 필요가 없습니다.
2등급 티타늄 대 316 스테인리스 스틸
많은 프로젝트가 스테인리스 스틸에서 티타늄으로 를 사용해야 합니다. 다음은 세 가지 주요 원인입니다:
- 무게: 티타늄 2등급은 대략 45% 라이터 316 스테인리스보다 스틸로 제작되어 무게를 크게 줄였습니다.
- 염화물: 316 스테인리스 스틸은 염화물 환경(바닷물 등)에서 구멍이 생기고 응력 부식으로 균열이 발생하기 쉽습니다. 2등급 티타늄 는 면역 이 문제에 대해 설명합니다.
- 수명 주기 비용: 티타늄은 초기에는 더 비싸지만 부식성 환경에서 유지보수가 필요 없는 수명으로 인해 10~20년의 수명 주기에 걸쳐 더 저렴해지는 경우가 많습니다.
제작 가이드: 2등급으로 작업하기
티타늄으로 작업하려면 강철과는 다른 사고방식이 필요합니다. 숙련된 기계공과 제작자의 인사이트를 바탕으로 2등급을 성공적으로 다루는 방법을 소개합니다.
가공: “쫀득함” 요소
2등급은 5등급보다 부드럽기 때문에 아이러니하게도 준비가 되어 있지 않으면 가공하기가 더 까다로워질 수 있습니다. 다음과 같은 경향이 있습니다. “gummy”, 칩은 길고 끈적끈적하여 도구를 막을 수 있습니다. 이를 관리하려면
- 열 관리: 티타늄은 열 전도성이 좋지 않습니다. 사용 고압 냉각수 를 사용하여 끈적한 칩을 제거하고 열 축적을 줄입니다.
- 머뭇거리지 마세요: 도구가 한 곳에 머물러 있지 않도록 하세요. 이렇게 하면 즉각적인 작업 강화 를 사용하면 자르기가 거의 불가능합니다.
- 툴링: 날카로운 포지티브 레이크 카바이드 공구를 사용하고 작업 경화층 아래를 절단할 수 있을 만큼 이송 속도를 높게 유지합니다.
용접 가이드라인
2등급에는 다음이 포함됩니다. 뛰어난 용접성, 는 다른 고강도 합금과 달리 강도가 높지 않습니다. 다음과 같습니다. TIG를 사용하여 용접 (GTAW), MIG 또는 플라즈마 아크입니다. 하지만 한 가지 규칙은 절대적입니다: 청결 및 차폐.
녹은 티타늄은 공기 중의 산소와 질소를 즉시 흡수하여 용접부를 유리처럼 깨지기 쉽게 만듭니다. 반드시 사용해야 합니다. 고순도 아르곤 를 사용하여 용접 풀, 냉각 영역 및 용접 뒷면(백 퍼징)을 보호합니다.
색상 테스트:
- 실버 또는 스트로우: 좋은 차폐. 괜찮습니다.
- 파란색 또는 보라색: 산화가 발생했습니다. 용접부가 손상되었을 수 있습니다.
- 흰색 또는 벗겨짐: 취성으로 인한 완전한 실패. 제거해야 합니다.
일반적인 애플리케이션
2등급 티타늄은 다재다능한 특성으로 인해 여러 산업 분야에서 표준으로 선택되고 있습니다:
- 화학 처리: 습식 염소 또는 질산을 취급하는 열교환기, 응축기, 반응 용기 및 배관 시스템.
- 해양 산업: 선박 선체, 프로펠러 샤프트, 담수화 플랜트 및 해양 시추 장비 부품은 바닷물 부식에 대한 내성이 뛰어나기 때문입니다.
- 발전: 해수 냉각을 사용하는 발전소의 콘덴서 튜브.
- 의료 및 소비자: 생체 적합성 때문에 수술 기구, 안경테, 장신구 등에도 사용할 수 있습니다.
구매 가이드: 표준 및 양식
B2B 산업용 2등급 티타늄을 주문할 때는 “2등급”만으로는 충분하지 않습니다. 품질을 보장하기 위해 양식과 해당 ASTM/ASME 표준을 지정해야 합니다.
공통 표준
- 시트, 플레이트 및 스트립: ASTM B265 / ASME SB265
- 심리스 및 용접 파이프: ASTM B338 / ASME SB338
- 원형 봉재 및 빌렛: ASTM B348 / ASME SB348
- 파이프 피팅: ASTM B363
공급업체에 무엇을 물어봐야 하나요?
항상 MTC(밀 테스트 인증서), 특히 EN 10204 3.1 인증서를 확인합니다. 인증서를 확인합니다:
- 화학 성분: Fe < 0.30% 및 O < 0.25%.
- 기계적 테스트: 수율과 인장 강도는 최소값을 충족합니다.
- 출처: 스펀지를 녹여 재료를 굴린 곳입니다.
자주 묻는 질문(FAQ)
가장 자주 묻는 질문에 대한 답변은 다음과 같습니다. 엔지니어와 바이어가 2등급 티타늄에 대해 묻는 질문.
성능 및 속성
Q: 2등급 티타늄의 최대 작동 온도는 얼마인가요?
A: 2등급 티타늄은 연속 사용 시 구조적 무결성과 내식성을 대략 다음과 같이 유지합니다. 425°C(800°F). 이 온도 이상에서는 빠르게 산화되기 시작하여 강도가 떨어질 수 있습니다.
Q: 2등급 티타늄은 생체 적합성이 있나요?
A: 예. 2등급은 무독성이며 부식에 강합니다. 를 체액에서 제거하여 생체 적합성. 23등급은 뼈 임플란트의 표준이지만, 2등급은 수술용 기구와 피어싱 장신구에 널리 사용됩니다.
Q: 2등급 티타늄도 양극 산화 처리할 수 있나요?
A: 예. 2등급은 염료를 사용하지 않고도 다양한 색상(파란색, 보라색, 금색 등)을 쉽게 아노다이징 처리하여 다양한 스펙트럼을 생성할 수 있습니다. 이는 일반적으로 색상 코딩 또는 미관을 위해 수행됩니다.
비교 및 비용
질문: 1등급과 2등급 티타늄의 차이점은 무엇인가요?
A: 주요 차이점은 다음과 같습니다. 강도 대 성형성. 1등급은 가장 부드럽고 연성이 뛰어나며 딥 드로잉에 가장 적합합니다. 2등급은 산소/철분 함량이 약간 높아서 더 강하면서도 성형성이 우수합니다.
질문: 2등급 티타늄이 5등급보다 저렴하나요?
A: 예. 2등급은 일반적으로 20%에서 30%로 저렴해짐 5등급(Ti-6Al-4V)보다 원자재 비용 측면에서 저렴하고 가공 및 기계 가공 비용도 저렴합니다.
제작
Q: 2등급 티타늄을 레이저로 절단할 수 있나요?
A: 예, 하지만 질소 또는 아르곤 보조 가스가 필요합니다. 산소 사용 금지 보조 가스로서 티타늄 절단, 는 격렬한 발열 반응(연소)을 일으키기 때문입니다.
Q: 2등급 용접부가 파란색으로 변하는 이유는 무엇인가요?
A: 파란색 변색은 다음을 나타냅니다. 산소 오염. 뜨거운 금속이 냉각되기 전에 공기에 노출되었습니다. 이로 인해 용접부가 부서지기 쉬우며 일반적으로 수리가 필요합니다.
Q: 2등급 티타늄은 자성이 있나요?
A: 아니요, 2등급 티타늄은 자성이 없습니다.
결론
2등급 티타늄은 성능과 경제성이 완벽하게 결합된 제품입니다. 티타늄은 내식성 의 프리미엄 금속과 성형성 복잡한 제작에 필요한 티타늄 합금보다 훨씬 저렴한 비용으로 제작할 수 있습니다.
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