개요 Ti22Al25Nb 분말
Ti22Al25Nb는 알파-2 티타늄 알루미나이드 합금 분말로 22% 알루미늄, 25% 니오븀 및 균형 티타늄을 함유하고 있습니다. 매력적인 특성의 조합을 보여줍니다:
- 낮은 밀도 - 니켈 초합금의 거의 절반 수준인 3.7g/cm3
- 뛰어난 고온 강도 및 크리프 저항성
- 우수한 내산화성 및 내식성
- 최대 750°C의 서비스 온도 지원
이러한 특성으로 인해 Ti22Al25Nb는 적층 제조 또는 분말 야금을 통해 항공우주, 자동차 및 기타 응용 분야를 위한 경량 고성능 부품을 제조하는 데 적합합니다.
Ti22Al25Nb 분말의 종류
Ti22Al25Nb 합금 분말은 생산 방법과 형태에 따라 다음과 같은 주요 유형으로 분류할 수 있습니다:
| 유형 | 설명 | 파티클 모양 | 크기 범위 | 생산 방법 |
|---|---|---|---|---|
| 원자화된 가스 | 불규칙한 구상 분말 | 대부분 구형 | 15-75 μm | 가스 분무 |
| 플라즈마 원자화 | 고구형 분말 | 고도로 구형 | 10-45 μm | 플라즈마 분무 |
| 혼합 | 원자화된 기체와 불규칙한 입자의 혼합물 | 혼합 형태 | 15-125 μm | 기계식 블렌딩 |
| 합금 | 균질한 조성을 가진 사전 합금 분말 | 구형 또는 불규칙형 | 15-105 μm | 사전 합금 용융물의 가스/플라즈마 분무화 |
플라즈마 분무 및 사전 합금 분말은 더 균질한 특성을 제공하지만 비용이 더 비쌉니다. 혼합 및 가스 분무 분말은 더 저렴한 옵션을 제공합니다.
Ti22Al25Nb 분말의 특성 및 특성
Ti22Al25Nb는 물리적, 기계적, 열적 특성의 탁월한 조합을 보여줍니다:
| 속성 | 설명 |
|---|---|
| 밀도 | 3.7g/cm3 |
| 융점 | 1540°C |
| 전기 저항 | 182 μΩ-cm |
| 영의 계수 | 151 GPa |
| 푸아송 비율 | 0.34 |
| 인장 강도 | 500-900 MPa |
| 압축 강도 | 1000-1600 MPa |
| 경도 | 350-450 HV |
| 골절 인성 | 25-35 MPa-m^1/2 |
| 열 전도성 | 24 W/m-K |
| 열팽창 계수 | 11 x 10^-6 K^-1 |
| 산화 저항 | 최대 750°C까지 탁월한 성능 |
이러한 특성으로 인해 여러 부문의 부식성 환경에서 고응력 고온 애플리케이션에 적합합니다.
Ti22Al25Nb 합금 분말의 응용 분야
Ti22Al25Nb 분말은 다음 응용 분야의 부품을 제작하는 데 사용할 수 있습니다:
항공우주: 터빈 블레이드, 디스크, 케이싱, 열 차폐, 엔진 부품
자동차: 터보차저 휠, 밸브, 콘로드, 스프링, 배기 부품
산업용 가스 터빈: 연소기 라이너, 노즐, 로터, 케이스
화학 산업: 부식성 환경용 밸브, 펌프, 열교환기
바이오메디컬: 정형외과 및 치과용 임플란트, 수술 기구
스포츠 & 레저: 골프 클럽 헤드, 자전거 부품, 모터사이클 부품
전자 제품: 리드 프레임, 커넥터, 열 관리용 패키징
에너지: 고온 강도가 요구되는 원자력, 지열, 태양열 장비
저밀도 및 고온 특성은 무게를 줄이고 효율성을 개선하는 데 있어 기존 니켈 및 강철 합금에 비해 상당한 이점을 제공합니다.
Ti22Al25Nb 분말의 사양
Ti22Al25Nb 분말은 다음 사양을 준수해야 합니다:
| 매개변수 | 사양 | 테스트 방법 |
|---|---|---|
| 입자 크기 | 15-150 μm | 레이저 회절, 체 분석 |
| 파티클 모양 | 구형, 각형 또는 혼합형 | SEM 이미징 |
| 겉보기 밀도 | > 2.5g/cm3 초과 | ASTM B212 |
| 탭 밀도 | > 3.5g/cm3 | ASTM B527 |
| 유량 | > 25초/50g | ASTM B213 |
| 구성 | Al 20-23 wt%, Nb 23-27 wt%, Ti 밸런스 | ICP-OES |
| 산소 함량 | < 2000 ppm | 불활성 가스 융합 |
| 질소 함량 | < 500 ppm | 불활성 가스 융합 |
| 탄소 함량 | < 1000 ppm | 연소 분석 |
| 수소 함량 | < 100 ppm | 불활성 가스 융합 |
이 요구 사항은 적층 제조, 금속 사출 성형, 프레스 및 소결 가공을 위한 높은 분말 품질을 보장합니다.
Ti22Al25Nb 부품의 설계 고려 사항
Ti22Al25Nb 분말을 사용할 때는 몇 가지 설계 요소를 최적화해야 합니다:
- 충분한 강도를 보장하기 위해 최소 벽 두께는 1-2mm여야 합니다.
- 응력 집중을 피하기 위해 넉넉한 필렛과 접선 전환을 사용해야 합니다.
- 가루가 쉽게 제거되도록 2° 이상의 통풍각을 권장합니다.
- 소결 표면은 가공 제품보다 마감이 낮으므로 후처리가 필요할 수 있습니다.
- 치수 허용 오차는 ±0.2%까지 가능하지만 ±0.5-1%가 더 일반적입니다.
- 단조 합금에 가까운 기계적 특성을 달성하려면 95% 이상의 소결 밀도가 필요합니다.
- 열처리를 통해 침전 경화를 통해 강도를 더욱 향상시킬 수 있습니다.
- 중요한 피처는 열간 등방성 프레스 또는 가공을 통한 후처리가 필요할 수 있습니다.
설계 시 이러한 측면을 신중하게 고려하면 분말 야금 기술을 사용하여 고성능 Ti22Al25Nb 부품을 성공적이고 경제적으로 제조할 수 있습니다.
Ti22Al25Nb 분말 표준
Ti22Al25Nb 분말은 다음 표준을 준수해야 합니다:
| 표준 | 설명 |
|---|---|
| ASTM B981 | MIM용 분말 형태의 티타늄 합금에 대한 표준 사양 |
| EN 10204 | 화학 분석 및 테스트 보고서 요구 사항 |
| ISO 9001 | 품질 관리 시스템 요구 사항 |
| ISO 13485 | 의료 기기 품질 관리 |
| AMS 4967 | 티타늄 합금 분말의 성분 제한 |
화학, 품질 시스템 및 테스트 표준에 대한 인증은 고객에게 분말이 대상 응용 분야의 사양을 충족한다는 것을 보증합니다. 의료 및 항공우주 분야에는 추가 요구 사항이 있습니다.
Ti22Al25Nb 분말 공급 업체
Ti22Al25Nb 분말의 주요 글로벌 공급업체는 다음과 같습니다:
| 공급업체 | 입자 크기 | 생산 방법 | 주요 기능 |
|---|---|---|---|
| AP&C | 15-45 μm | 플라즈마 분무 | 고구형, 사전 합금화 |
| TLS 테크닉 | 10-75 μm | 가스 분무 | 비용 효율적인 불규칙 분말 |
| 샌드빅 오스프리 | 45-150 μm | 가스 분무 | 혼합 및 사전 합금 옵션 |
| 프렉스에어 | 15-105 μm | 가스 분무 | 대량 주문 수용 능력 |
| 목수 첨가제 | 15-75 μm | 가스 분무 | 최적화된 입자 크기 분포 |
공급업체를 선택할 때는 리드 타임, 최소 주문 수량, 위치 등의 요소도 고려해야 합니다. 애플리케이션 요구 사항을 충족하기 위해 파우더를 추가로 맞춤화해야 할 수도 있습니다.
Ti22Al25Nb 분말의 가격 추정치
Ti22Al25Nb 분말은 니오븀 함량이 높고 생산량이 적기 때문에 Ti-6Al-4V와 같은 티타늄 등급보다 더 비쌉니다:
| 파우더 등급 | 입자 크기 | 가격 범위 |
|---|---|---|
| 불규칙 | 15-75 μm | $200-300/kg |
| 구형 | 15-45 μm | $250-450/kg |
| 합금 | 15-75 μm | $300-500/kg |
| 구상화된 플라즈마 | 15-45 μm | $400-600/kg |
- 100kg을 초과하는 대량 주문의 경우 가격이 크게 하락합니다.
- 입자 크기 분포를 맞춤화하기 위한 특수 스크리닝 또는 블렌딩은 프리미엄을 요구합니다.
- 프리미엄 구형 및 사전 합금 분말은 가격이 더 높습니다.
- 표시된 가격은 원자재 및 에너지 비용으로 인해 시간이 지남에 따라 변동될 수 있습니다.
Ti22Al25Nb 분말 장비 설치 및 유지보수
분말 취급 시스템을 설치하고 Ti22Al25Nb 분말을 처리할 때는 특별한 관행을 따라야 합니다:
| 활동 | 절차 |
|---|---|
| 스토리지 | 밀폐된 용기는 18~25°C의 건조한 환경(<50% RH)에 보관하세요. 선입선출 재고 관리. |
| 처리 | 장갑, 마스크, 고글 등 적절한 개인보호구를 착용합니다. 파우더를 흘리지 않도록 조심스럽게 붓습니다. 모든 장비를 접지합니다. |
| 설치 | 모든 장비를 검증하고 검증합니다. 계량, 혼합, 공급 및 체질 작업을 점검합니다. |
| 처리 | 제공된 모든 매개변수 지침을 철저히 준수합니다. 파우더 상태를 자주 확인합니다. |
| 유지 관리 | 예방적 유지보수 일정을 수립합니다. 씰, 제어 장치, 필터를 주기적으로 점검합니다. 이상 징후를 즉시 해결합니다. |
| 안전 | 화재 진압 및 폭발 방지 시스템이 작동하는지 확인합니다. 필요한 경우 방폭벽을 설치합니다. |
티타늄 분말을 안전하게 취급하고 공정 중단을 방지하려면 적절한 설치, 작동 및 유지 관리가 필수적입니다.
Ti22Al25Nb 분말 공급업체 선택하기
Ti22Al25Nb 분말 공급업체를 선택할 때 고려해야 할 주요 요소는 다음과 같습니다:
- 기술 전문성 합금, 가스 분무, 품질 관리를 포함한 티타늄 분말 생산에 사용됩니다.
- 다양한 파우더 유형 및 크기 - 구형, 사전 합금, 혼합, 다양한 입자 크기 분포
- 품질 인증 - 엄격한 품질 관리를 나타내는 ISO 9001, ISO 13485, AS9100 등
- 일괄 테스트 기능 - 화학 분석, 입자 크기 분석, 현미경, 밀도, 유속
- 사용자 지정 기능 - 특수 입자 특성 또는 엄격한 허용 오차를 제공할 수 있는 능력
- 가격 책정 - 대량 및 소량 구매 모두에 대한 경쟁력 있는 가격 책정
- 리드 타임 - 빠르게 진행되는 연구 및 프로토타입 제작에 필수적인 짧은 리드 타임
- 인벤토리 - 리드 타임을 피하기 위해 표준 분말의 재고가 일부 남아 있습니다.
- 고객 서비스 - 신속한 기술 지원 및 열린 커뮤니케이션
- 유통 네트워크 - 지리적 근접성으로 배송 시간 및 비용 절감
광범위한 제품 포트폴리오와 재고를 보유한 기존 티타늄 분말 생산업체가 요구 사항을 가장 잘 충족하는 경향이 있습니다.
Ti22Al25Nb 분말의 장단점
장점
- 매우 높은 중량 대비 강도 비율
- 우수한 고온 기계적 특성
- 우수한 내식성 및 내산화성
- 경량 엔지니어링 부품 사용 가능
- 무거운 강철 또는 니켈 부품을 대체할 수 있는 부품
- 다른 티타늄 합금에 비해 비용 효율적입니다.
- 고품질 파우더 공급업체 기반 구축
단점
- 강철, 알루미늄 또는 니켈 합금 분말보다 높은 비용
- 티타늄의 반응성으로 인해 가공이 까다로운 소재
- 취성 거동으로 인한 냉간 성형 및 가공 제한
- 높은 수준의 프로세스 제어 및 운영자 기술 필요
- 최종 부품 속성을 얻기 위해 후처리가 필요한 경우가 많습니다.
- 일반 합금에 비해 제한된 공급업체 수
저밀도 및 온도 성능의 이점이 높은 비용보다 더 큰 애플리케이션의 경우, Ti22Al25Nb 분말이 매력적인 선택입니다. 하지만 가공에는 엄격한 제어가 필요합니다.
Ti22Al25Nb, TA15 및 Ti6Al4V 분말 비교
Ti22Al25Nb는 특성 면에서 TA15와 Ti6Al4V 사이에 위치합니다:
| 합금 | 밀도 | 힘 | 연성 | 산화 저항 | 사용 온도 | 비용 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Ti22Al25Nb | 낮음 | 높음 | Medium | 양호 | 높음 | 높음 |
| TA15 | 매우 낮음 | Medium | 낮음 | 우수 | 매우 높음 | 매우 높음 |
| Ti6Al4V | Medium | Medium | 높음 | 보통 | Medium | 낮음 |
- Ti22Al25Nb는 강도, 온도 성능, 내산화성 및 비용 면에서 최고의 조합을 제공합니다.
- TA15는 극한의 온도 환경에서 사용되지만 더 부서지기 쉽습니다.
- Ti6Al4V는 높은 연성을 제공하지만 사용 온도는 낮습니다.
따라서 Ti22Al25Nb는 가장 중요한 항공우주 회전 부품, 터빈 블레이드 및 기타 고성능 애플리케이션에 최적의 균형을 제공합니다.
자주 묻는 질문
니켈 초합금에 비해 Ti22Al25Nb의 주요 장점은 무엇입니까?
Ti22Al25Nb는 최대 750°C의 경쟁력 있는 고온 기계적 특성과 함께 40-50%의 낮은 밀도를 제공합니다. 따라서 무게를 크게 줄일 수 있습니다.
Ti22Al25Nb를 사용한 적층 제조에 권장되는 입자 크기 범위는 어느 정도인가요?
우수한 파우더 베드 패킹 및 확산을 위해서는 일반적으로 15~75μm의 입자 크기 범위가 권장되며, 대부분 45~75μm 사이가 적합합니다. 10μm 미만의 미세한 입자는 문제를 일으킬 수 있습니다.
Ti22Al25Nb를 사용한 적층 제조 후 열간 등방성 프레스가 필요합니까?
항상 필요한 것은 아니지만, HIP는 밀도를 극대화하고 미세 구조를 개선하며 기계적 특성을 개선하는 데 도움이 될 수 있습니다. HIP는 중요한 항공우주 부품에 권장됩니다.
Ti22Al25Nb에서 가장 균일한 특성을 제공하는 분말 유형은 무엇입니까?
사전 합금 가스 또는 플라즈마 분무 분말은 합금 원소의 가장 균일한 분포와 안정적인 특성을 제공합니다.
Ti22Al25Nb 분말은 어떻게 보관해야 하나요?
Ti22Al25Nb 분말은 반응성이 매우 높기 때문에 습도가 50% RH 이하인 불활성 아르곤 분위기에서 밀폐된 용기에 보관해야 합니다. 온도는 18-25°C 사이여야 합니다.
Ti22Al25Nb 분말을 취급할 때 어떤 안전 예방 조치가 필요합니까?
반응성 티타늄 분말을 취급할 때는 불활성 가스로 밀폐된 시스템, 호흡보호구를 포함한 적절한 개인보호장비, 모든 장비의 전기적 접지, 적절한 직원 교육 및 화재 진압 시스템이 필수적입니다.
