Ti-6Al-4V(Gr5, TC4)

1. 탁월한 비강도 :
밀도가 4.43g/cm3에 불과해 어닐링 상태에서 895MPa 이상의 인장 강도(STA 상태에서 1100MPa 이상)를 나타내어 상당한 경량화 효과를 제공하며 항공우주 및 경주용 핵심 소재로 사용됩니다.
2. 우수한 내식성 :
3. 내식성은 해수, 염화물 및 대부분의 산성 및 알칼리성 매체에서 스테인리스강의 내식성을 훨씬 능가하므로 코팅 보호가 필요 없으며 해양 및 화학 환경에 적합합니다.
3. 좋은 생체 적합성:
무독성, 무-알레르기성, 우수한 골유착 특성을 지닌 이 소재는 ASTM F136 표준을 준수하는 글로벌 이식형 의료기기에 선호되는 소재 중 하나입니다.
4. 적당한 온도에서 탁월한 성능:
400도 이하에서 장기간 안정적으로 작동할 수 있으며 구조적 및 특성 안정성을 유지하면서 -500도 이상의 단기 노출을 견딜 수 있습니다.
5. 우수한 피로 성능 :
500~700MPa의 높은-사이클 피로 한계와 피로 균열 전파에 대한 강력한 저항성은 동적 하중 조건에 이상적입니다.
6. 성숙한 표준 시스템:
성숙한 글로벌 공급망의 지원을 받아 ASTM B348, ASTM F136(의료), ISO 5832-3, AMS 4928 및 GB/T 2965를 포함한 여러 국제 표준을 준수합니다.

Ti-6Al-4V의 열처리는 주로 강도와 연성의 일치를 조정하는 데 사용되며 일반적인 사양은 다음과 같습니다.
1. 어닐링(최적의 연성 및 치수 안정성을 위해 가장 일반적으로 사용되는 조건):
일반 어닐링:
700~800도까지 가열하고 1~2시간 동안 방치한 다음 공기로 식힙니다. 그 결과 전반적인 특성이 우수한 등축 + 미세 구조가 생성됩니다.
이중 어닐링:
850-950 정도의 첫 번째 단계, 공기 냉각; 700-750 도의 두 번째 단계, 공기 냉각. 피로 성능과 파괴 인성을 향상시키는 데 사용됩니다.
2. 용액 처리 및 노화(STA, 최대 강도 달성을 위한):
용액 처리:
925~955도까지 가열하고 0.5~1시간 동안 유지한 다음 물 담금질 또는 오일 담금질(준안정상을 얻기 위해).
노화 처리:
480~595도까지 가열하고 4~8시간 동안 유지한 다음 공기로 식힙니다. 미세한 상이 석출되어 강도가 크게 증가합니다(인장 강도 1100 MPa 이상).
참고: 표면 산화 및 오염('취화층')을 방지하려면 진공 또는 불활성 가스 보호 하에서 열처리를 수행해야 합니다. 담금질 속도는 상을 유지하기에 충분히 빨라야 하지만 얇은 부분은 공기 냉각을 사용할 수 있습니다.

장기간-연속 작동 온도(주로 강도 및 내산화성을 기준으로 함):
400도 이하를 권장합니다. 이 온도에서는 미세 구조가 안정적으로 유지되고 크리프 속도를 제어할 수 있으며 성능 저하가 허용됩니다.
단기-노출 온도:
최대 500-550도까지 도달할 수 있지만(예: 항공기 엔진의 단기 과열) 강도와 내산화성은 크게 감소합니다.
압력을 견디는 구조 부품의 최대 설계 온도-:
일반적으로 350-400도로 간주되며 크리프 및 장기 강도 계산은 특정 응력 수준을 기준으로 수행되어야 합니다.
저온-온도 특성:
Ti{3}}6Al-4V는 저온(-196도까지)에서 향상된 강도와 허용 가능한 연성을 나타내지만 TA7과 같은 합금에 가까운 만큼 좋지는 않습니다. 이는 일반적으로 극저온 엔지니어링 응용 분야에 대한 첫 번째 선택이 아닙니다.

A

선택 권장 사항: 가장 높은 강도-대-중량 비율, 적당한 온도 저항, 우수한 전체 성능이 필요한 경우 Ti-6Al-4V(5등급)를 선택하세요.
최고의 내식성, 성형성 및 비용 제어를 우선시하고 강도 요구 사항이 더 낮은 경우 순수 티타늄(2등급)이 더 경제적인 선택입니다.

Ti-6Al-4V는 용접 특성이 우수하지만 티타늄 합금 용접 공정 사양을 엄격하게 준수해야 합니다.

1. 권장 용접 방법: TIG(텅스텐 불활성 가스 용접), MIG(금속 불활성 가스 용접), 플라즈마 용접, 전자빔 용접, 레이저 용접, 마찰 용접.
2. 용접 전 준비-: 용접 부위를 엄격하게 청소하여 오일, 스케일, 습기를 제거해야 합니다. 기계적 세척 또는 화학적 세척(산세척)을 권장합니다.
3. 보호 가스: 고온 산화 및 수소, 산소 및 질소에 의한 오염을 방지하기 위해 용접 및 후면 보호에 고{1}}순도 아르곤 가스(99.99% 이상)를 사용해야 합니다. 중요한 응용 분야의 경우 아르곤 가스 트레일링 실드를 사용할 수 있습니다.
4. 용접 후 열처리: 잔류 응력을 제거하고 용접 연성을 복원하려면 후-용접 응력-완화 어닐링(약 500-650도, 공랭-냉각)을 권장합니다. 용접 후 열처리는 두꺼운 부분이나 고도로 구속된 구조의 경우 특히 중요합니다.
5. 필러 금속: 용접 구성과 성능 일치를 보장하려면 동일한 재료(예: AWS A5.16 ERTi-5)의 Ti-6Al-4V 필러 와이어를 사용하는 것이 좋습니다.
6. 주요 제어 포인트: 과도한 열 입력으로 인해 용접 미세 구조가 거칠어지고 연성이 감소되는 것을 방지하려면 열 입력(선형 에너지)을 엄격하게 제어해야 합니다.

대체 시나리오에 적용 가능(범용 티타늄 합금인 Ti{2}}6Al-4V는 대부분의 응용 분야에서 벤치마크 선택임):
강도, 내식성, 가공성 및 비용의 균형이 필요할 때 Ti{2}}6Al-4V가 가장 선호되는 선택이며 대부분의 산업용 순수 티타늄 및 저합금 티타늄 소재를 대체할 수 있습니다.
극단적이지 않은-고-온도 조건(400도 이하)에서는 TA7과 같은 거의- 합금을 대체할 수 있지만 용접 성능과 저온 특성은 TA7보다 열등합니다.-
극도로 높지 않은-강도 요구 사항(1200 MPa 이하)의 경우 더 높은-강도 -티타늄 합금(예: Ti-10V-2Fe-3Al)을 더 저렴한 비용과 더 나은 작업성으로 대체할 수 있습니다.

대체가 적합하지 않은 시나리오(다른 브랜드를 선택해야 함):
For long-term service at extreme high temperatures (>450도): 고온-티타늄 합금(예: Ti-6242S, IMI 834)을 선택해야 합니다.
매우 낮은 온도의 경우(< -100°C) with very high plasticity requirements: TA7 is preferable.
매우 낮은 탄성 계수가 필요한 생의학 응용 분야의 경우 베타 티타늄 합금(예: Ti-12Mo-6Zr-2Fe, TMZF)을 고려할 수 있습니다.
For ultra-high strength requirements (>1300 MPa): 베타 또는 준안정 베타 티타늄 합금(예: Ti-15V-3Cr-3Al-3Sn)이 필요합니다.

재료 선택 권장 사항: 특정 재료 선택을 위한 자세한 작동 조건(온도 범위, 부하 유형, 매체 환경, 용접 요구 사항, 서비스 수명)을 제공하십시오. 우리는 귀하가 Ti-6Al-4V와 기타 티타늄 합금 등급 중에서 최적의 선택을 할 수 있도록 기술 및 경제적인 비교 분석을 지원해 드릴 수 있습니다.