티타늄판 Ti-6Al4V Plate, 고강도 저비중 내식성 판재

티타늄판 Ti-6Al4V Plate, 고강도 저비중 내식성 티타늄 합금판
STEELMAX Metal Story

티타늄판 또는 타이타늄 판으로 불리는 원소의 특징은 비중이 4.51 g/㎤으로
철강재 7.85 g/㎤ 보다 가볍고, 알루미늄 2.7 g/㎤ 보다는 무거운 금속입니다.

철강재보다 가벼운 금속에 알루미늄 6%, 공구강에 많이 쓰이는 바나듐 원소 4% 수준을
합금한, 티타늄을 Base-Metal로 하는 Ti-6Al4V 재질이 되면 기계적 성질이 확~ 변합니다.

ASTM A36 전형적인 탄소강 강재 항복강도 250 MPa minimum
ASTM Type 304 스테인리스의 대표 재질 항복강도 205 MPa minimum

Ti-6Al4V 금속의 항복강도 825 MPa minimum을 비중을 감안한
항복강도 또는 인장강도와 비교하면, 얼마나 저비중 고강도 재료인지 알 수 있습니다.

티타늄판재인 경우 ASTM F1472 — 의료 외과용 임플란트 재질 규정 또는
ASTM B265 — 티타늄 판, 시트, 스트립, AMS 4911 — 항공 재료 표준을 따릅니다.

순티타늄 (pure titanium) 과 함께 많이 사용되는 고강도 저비중, 내식 재료인 Ti-6Al4V
티타늄판 재료의 특성상 우주 항공기용 재료이거나 생체 적합성으로 의료용으로 사용됩니다.

※ 티타늄 (Ti : Titanium)
순 티타늄 (pure titanium)은 비중 4.51 ㎤ 강도는 높지만 비중이 낮고
열용량이 작아, 가열되기도 쉽고, 냉각도 빠르며, 비자성 성질입니다.
탄성계수는 110 Gpa 수준으로 SUS304 185 Gpa 와 비교하면 훨씬 낮습니다.
강한 페라이트 형성 원소로 탄소량의 4~6배 합금으로 탄화물을 만들어
입계 (粒界 : grain boundary)에 크롬 탄화물에 의한 입계부식 억제 원소이고, 산소, 질소
등의 원소와 친화력이 강해, 강한 탈질 (脫窒), 탈산 (脫酸), 탈황제(脫黃劑)로 사용됩니다.
합금 원소로 사용하면, 탄소와의 친화력이, 크롬보다 높아 탄화물 (TiC) 형성에 의한
탄소 안정화, 입계부식 방지, 결정립 미세화, 석출경화 효과가, 현저한 원소입니다.

※ Vanadium (V) – increases shock resistance, strength, and hardness.
Retards grain growth even after exposure to high temperatures.

바나듐 원소는 경도와 강도, 충격 저항성을 높이고,
고온에서 결정립의 성장을 지연 시키는 원소입니다.
또한 내마모성과 탄성 한계를 높이고 조직을 미세화 시키며, 비중 6.16 g/㎤
판재의 경우 항복강도 450 MPa, 냉간 압연시 (84%) 770 MPa 수준입니다.
고속도 공구강, 스프링강, 열간 금형용 합금 공구강에 Ni, Cr, Mo 원소와
같이 합금 돼 쓰이는 경우가 많습니다.

ASTM F1472, Ti-6Al-4V, Plate 4.8≤t≤101.6
Tensile strength (MPa)		895 min
Yield strength (MPa)		825 min
Elongation (%)		10 min
Reduction of area (%), long.		20 min
Chemical composition (%)	Carbon (C)	0.05 max
	Nitrogen (N)	0.08 max
	Hydrogen (H)	0.015 max
	Iron (Fe)	0.30 max
	Oxygen (O)	0.20 max
	Aluminum (Al)	5.5~6.75
	Vanadium (V)	3.5~4.5
	Yttrium (Y)	0.005 max
	Titanium (Ti)	balance