개요 ASTM B348
엔지니어링 및 산업 응용 분야의 고성능 소재와 관련하여 ASTM B348은 티타늄 및 티타늄 합금 바, 빌릿의 사양을 규정하는 표준으로 두드러집니다. 항공우주, 의료 기기 또는 화학 처리용 부품을 설계하는 경우 ASTM B348의 복잡한 내용을 이해하는 것이 중요합니다. 이 문서에서는 ASTM B348과 관련된 구성, 특성, 용도 및 특정 금속 분말 모델에 대해 자세히 살펴보고 모든 세부 사항을 안내합니다.
ASTM B348 이해
ASTM B348은 ASTM International에서 개발한 표준 규격으로, 티타늄 및 티타늄 합금 바 및 빌릿에 대한 요구사항에 중점을 두고 있습니다. 이러한 소재는 고강도, 저밀도, 우수한 내식성 및 생체 적합성으로 잘 알려져 있어 다양한 산업 분야에서 필수적으로 사용됩니다. 이 사양은 기계적 특성, 화학적 조성 및 제조 공정에 대한 다양한 요구 사항을 가진 특정 용도에 맞게 각각 맞춤화된 여러 등급의 티타늄을 다룹니다.
ASTM B348 티타늄 및 티타늄 합금의 구성
ASTM B348에 따른 티타늄 및 티타늄 합금의 구성은 성능 특성을 결정하는 데 중요한 역할을 합니다. 아래 표에는 ASTM B348이 적용되는 다양한 등급에서 발견되는 일반적인 원소가 요약되어 있습니다.
| 등급 | 구성 | 설명 |
|---|---|---|
| 1등급 | Ti(최소 99.5%), Fe(최대 0.2%), C(최대 0.1%), N(최대 0.03%), O(최대 0.18%) | 연성 및 내식성이 뛰어난 비합금 티타늄으로 알려져 있습니다. |
| 2등급 | Ti(최소 99.2%), Fe(최대 0.3%), C(최대 0.1%), N(최대 0.03%), O(최대 0.25%) | 1등급보다 약간 더 강하며 해양 및 산업 분야에서 널리 사용됩니다. |
| 3학년 | Ti(최소 99.1%), Fe(최대 0.3%), C(최대 0.1%), N(최대 0.05%), O(최대 0.35%) | 1, 2등급보다 강도가 높고 성형성이 적당합니다. |
| 4학년 | Ti(최소 99%), Fe(최대 0.5%), C(최대 0.1%), N(최대 0.05%), O(최대 0.4%) | 상업적으로 사용되는 순수 티타늄 등급 중 가장 강하며 스트레스가 많은 환경에 탁월합니다. |
| 5등급(Ti-6Al-4V) | Ti(90%), Al(6%), V(4%) | 가장 일반적으로 사용되는 티타늄 합금은 강도, 무게, 내식성의 균형이 뛰어난 것으로 알려져 있습니다. |
| 7학년 | Ti(최소 99.2%), Pd(0.12%-0.25%), Fe(최대 0.3%), C(최대 0.1%), N(최대 0.03%), O(최대 0.25%) | 2등급과 유사하지만 팔라듐이 추가되어 내식성이 향상되었으며, 특히 산을 환원시키는 데 효과적입니다. |
| 9학년 | Ti(90%), Al(3%), V(2.5%) | 내식성과 중간 강도가 뛰어나 항공우주 분야에서 자주 사용되는 것으로 알려져 있습니다. |
| 12학년 | Ti(98.5%), Mo(0.3%), Ni(0.8%) | 산화 및 환원 환경 모두에서 우수한 내식성과 우수한 강도를 결합합니다. |
| 23등급(Ti-6Al-4V ELI) | Ti(90%), Al(6%), V(4%) | 5등급의 낮은 간질형 변형으로, 향상된 골절 인성과 피로 저항성을 제공합니다. |
주요 인사이트:
- 미합성 등급(1~4): 이 등급은 주로 내식성과 연성으로 유명합니다. 1~4등급은 강도가 다양하며 4등급이 가장 강합니다.
- 합금 등급(5, 7, 9, 12, 23): 합금 등급은 알루미늄, 바나듐, 팔라듐, 몰리브덴, 니켈과 같은 원소를 도입하여 강도, 내식성, 온도 안정성 등의 특정 특성을 개선합니다.
ASTM B348 티타늄 및 티타늄 합금의 특성
티타늄과 그 합금은 까다로운 응용 분야에서 매우 귀중한 고유한 특성을 나타냅니다. 아래는 ASTM B348 재료의 주요 특성을 강조하는 자세한 표입니다.
| 속성 | 설명 | 중요성 |
|---|---|---|
| 밀도 | 약 4.51g/cm³ | 티타늄은 밀도가 낮아 무게 대비 강도가 높기 때문에 항공우주 및 자동차 부품에 이상적입니다. |
| 융점 | 1668°C(3034°F) | 녹는점이 높아 고온에서 안정성이 보장되므로 고온 애플리케이션에 매우 중요합니다. |
| 내식성 | 특히 염화물이 함유된 환경에서 탁월함 | 보호 산화물 층이 형성되어 부식을 방지하여 열악한 환경에서도 부품의 수명을 연장합니다. |
| 생체 적합성 | 무독성 및 높은 생체 적합성 | 티타늄은 신체 조직과 부정적인 반응을 일으키지 않으므로 의료용 임플란트 및 기기에 필수적입니다. |
| 열 전도성 | 다른 금속에 비해 상대적으로 낮음 | 단열이 유리하지만 방열 설계를 고려해야 하는 애플리케이션에 도움이 됩니다. |
| 전기 전도성 | 낮음 | 일반적으로 전기 애플리케이션에는 사용되지 않지만, 비자기적 특성은 특정 상황에서 유리합니다. |
| 탄성 계수 | 100-120 GPa | 특히 동적 하중을 받는 구성 요소에 대한 설계 유연성을 제공합니다. |
| 힘 | 등급에 따라 다름; 5등급(Ti-6Al-4V)은 최대 1100MPa까지 도달할 수 있습니다. | 무게 대비 강도가 높은 티타늄 합금은 고성능 애플리케이션에 적합합니다. |
| 피로 저항 | 특히 합금 등급에서 우수 | 항공우주 및 자동차 산업과 같이 주기적으로 부하가 걸리는 부품에 필수적입니다. |
주요 인사이트:
- 높은 중량 대비 강도 비율: 티타늄은 강도와 가벼움의 조합이 탁월하여 항공우주 및 스포츠 장비에 없어서는 안 될 소재입니다.
- 내식성 및 내피로성: 이러한 특성으로 인해 티타늄은 해양 및 화학 처리 산업을 비롯한 열악한 환경에 이상적입니다.
응용 프로그램 ASTM B348 재료
ASTM B348 티타늄 및 티타늄 합금은 뛰어난 특성으로 인해 다양한 산업 분야에서 활용되고 있습니다. 다음 표에는 몇 가지 주요 응용 분야가 요약되어 있습니다.
| 산업 | 애플리케이션 | 재료 등급 |
|---|---|---|
| 항공우주 | 항공기 프레임, 엔진 부품, 패스너 | 5, 9, 23학년 |
| 의료 | 임플란트, 수술 기구, 치과용 임플란트 | 1, 4, 5, 23학년 |
| 자동차 | 성능 배기, 서스펜션 부품, 밸브 | 5학년, 9학년 |
| 화학 처리 | 열교환기, 반응 용기, 배관 시스템 | 2, 7, 12학년 |
| 해양 | 프로펠러 샤프트, 선체, 해양용 패스너 | 2, 7, 9학년 |
| 스포츠 용품 | 자전거 프레임, 골프 클럽, 테니스 라켓 | 5학년, 9학년 |
| 에너지 | 발전소 부품, 핵폐기물 저장소 | 2, 5, 7학년 |
| 아키텍처 | 구조 구성 요소, 장식 요소 | 2, 5, 9학년 |
| 석유 및 가스 | 다운홀 장비, 해양 시추 부품 | 5, 9, 12학년 |
주요 인사이트:
- 항공우주 및 의료 분야의 지배력: 항공우주 및 의료 분야는 강도, 무게, 생체 적합성이 최적의 균형을 이루는 티타늄 합금, 특히 5등급과 23등급의 최대 소비처입니다.
- 산업 전반에 걸친 다목적성: 자동차에서 스포츠 용품에 이르기까지 ASTM B348 소재의 다용도성 덕분에 광범위한 응용 분야의 특정 요구 사항을 충족할 수 있습니다.
ASTM B348의 사양, 크기, 등급 및 표준
ASTM B348에 따라 티타늄 및 티타늄 합금을 선택할 때는 사용 가능한 사양, 크기, 등급 및 표준을 이해하는 것이 중요합니다. 이 표는 빠른 참조를 제공합니다.
| 사양 | 설명 |
|---|---|
| 막대 지름 | 일반적으로 0.25인치에서 6인치까지 다양하며, 특정 애플리케이션에 맞게 맞춤 설정할 수 있습니다. |
| 빌렛 크기 | 합금 및 애플리케이션 요구 사항에 따라 다양한 크기로 제공되며 일반적으로 직경이 최대 14인치입니다. |
| 성적 | ASTM B348에서 지정한 1, 2, 3, 4, 5, 7, 9, 12, 23 등급을 포함합니다. |
| 표준 | ASTM B348은 화학적 및 기계적 특성을 다루며, ASTM F67(의료 기기용) 또는 ASTM F136(수술용 임플란트용)과 같은 추가 사양이 적용될 수 있습니다. |
주요 인사이트:
- 사용자 지정 옵션: 사용 가능한 다양한 크기와 등급을 통해 특정 애플리케이션 요구 사항을 충족하는 맞춤형 솔루션을 제공할 수 있습니다.
- 표준 준수: ASTM B348 준수는 중요한 애플리케이션에서 요구되는 엄격한 품질 및 성능 표준을 충족하는 소재를 보장합니다.
ASTM B348용 특정 금속 분말 모델
분말 야금과 관련하여 몇 가지 특정 금속 분말 모델은 ASTM B348 티타늄 및 티타늄 합금과 관련이 있습니다. 이러한 분말은 적층 제조(3D 프린팅) 및 기타 첨단 제조 공정에 필수적입니다. 다음은 주목할 만한 10가지 모델입니다:
- Ti-6Al-4V 5등급 분말: 고강도, 경량, 우수한 내식성으로 널리 알려진 가장 인기 있는 티타늄 합금 분말로, 항공우주 및 의료 분야에서 널리 사용됩니다.
- Ti-6Al-4V ELI(23등급) 분말: 5등급의 변형인 이 파우더는 향상된 골절 인성을 제공하며 높은 응력을 받는 의료용 임플란트 및 부품에 선호됩니다.
- CP 티타늄 1등급 파우더: 순수 티타늄 분말로 연성이 매우 뛰어나고 내식성이 우수하여 화학 처리 및 해양 분야에 이상적입니다.
- CP 티타늄 2등급 파우더: 열교환기, 해양 환경 및 건축 구조물에 일반적으로 사용되는 강도와 내식성의 균형이 잘 잡혀 있습니다.
- Ti-3Al-2.5V 9등급 파우더: 중간 강도와 우수한 성형성으로 잘 알려진 이 파우더는 항공우주용 튜브와 스포츠 용품에 자주 사용됩니다.
- Ti-0.3Mo-0.8Ni(12등급) 분말: 이 분말은 강도가 우수하고 내식성이 뛰어나며 특히 환원산에 대한 내식성이 뛰어나 화학 공정에 적합합니다.
- Ti-6Al-7Nb 분말: Ti-6Al-4V와 유사하지만 바나듐 대신 니오븀을 사용하여 생체 적합성을 제공하며 임플란트와 같은 의료 기기에 사용됩니다.
- Ti-15Mo 파우더: 강도가 높고 내식성이 우수한 베타 티타늄 합금 분말로, 항공우주 및 의료 분야에서 자주 사용됩니다.
- Ti-6Al-2Sn-4Zr-6Mo 분말: 이 파우더는 항공우주 분야의 고온 응용 분야를 위해 설계되어 내크리프성이 뛰어납니다.
- Ti-5Al-2.5Sn 분말: 우수한 용접성과 중간 강도로 잘 알려진 이 분말은 적당한 온도에서 우수한 성능을 요구하는 항공우주 부품에 자주 사용됩니다.
주요 인사이트:
- 고급 제조: 이러한 분말은 특히 무게 감소와 재료 성능이 중요한 산업에서 복잡한 부품을 고정밀로 생산하는 데 필수적입니다.
- 다양한 애플리케이션: 의료용 임플란트부터 항공우주 부품에 이르기까지 다양한 파우더를 사용할 수 있으므로 제조업체는 각 사용 사례에 맞는 최적의 재료를 선택할 수 있습니다.
ASTM B348 재료의 공급업체 및 가격 세부 정보
ASTM B348 소재를 소싱하려면 주요 공급업체와 가격을 비롯한 시장 환경을 이해해야 합니다. 다음은 이러한 측면을 탐색하는 데 도움이 되는 가이드입니다.
| 공급업체 | 위치 | 사용 가능한 성적 | 가격(대략) |
|---|---|---|---|
| ATI 금속 | 미국 | 1, 2, 5, 7, 9, 23학년 | 등급 및 주문 수량에 따라 kg당 $30 - $100 |
| Timet(티타늄 금속 회사) | 미국, 유럽 | 1, 2, 3, 5, 9, 23학년 | kg당 $35 - $120, 5등급은 상위 등급입니다. |
| VSMPO-AVISMA | 러시아 | 1, 2, 3, 4, 5, 9학년 | kg당 $25 - $110, 대량 주문 시 경쟁력 있는 가격 책정 |
| 토호 티타늄 | 일본 | 1, 2, 5, 9학년 | 시장 상황에 따라 kg당 $40 - $130 |
| 바오지 티타늄 산업 Co. Ltd. | 중국 | 1, 2, 3, 5, 7, 9, 23학년 | kg당 $20 - $100, 대량 주문 시 더 저렴한 가격 제공 |
| 서양 초전도 기술 | 중국 | 1, 2, 5, 9학년 | $25 - $110 kg당, 원자재 비용의 영향을 받는 가격 |
| 고베제강(코벨코) | 일본 | 1, 2, 3, 5, 9학년 | 합금 및 수요에 따라 kg당 $35 - $115 |
| 항저우 킹 티타늄 유한 회사 | 중국 | 1, 2, 5, 12학년 | $20 - $95 kg당, 일반 등급의 경우 더 저렴한 가격 |
| 오레곤 티타늄 | 미국 | 5, 9, 23학년 | 고성능 합금에 특화된 kg당 $50 - $150 |
| Tronox Limited | 미국 | 1, 2, 5학년 | $30 - $100 kg당, 맞춤형 주문 유연성 제공 |
주요 인사이트:
- 가격 변동성: ASTM B348 소재의 가격은 등급, 주문 수량 및 시장 상황에 따라 크게 달라질 수 있습니다. 알루미늄 및 바나듐과 같은 합금 원소가 포함된 등급은 일반적으로 가격이 더 높습니다.
- 공급업체 다양성: 전 세계의 여러 공급업체에서 ASTM B348 소재를 제공하므로 구매자는 리드 타임, 품질, 가격 등의 요소를 고려하여 선택할 수 있습니다.
의 장단점 비교 ASTM B348 재료
프로젝트에 사용할 자료를 선택할 때는 장단점을 잘 따져보는 것이 중요합니다. 다음은 정보에 입각한 결정을 내리는 데 도움이 되는 비교 분석입니다.
| 측면 | 장점 | 단점 |
|---|---|---|
| 중량 대비 강도 비율 | 항공우주 및 자동차 애플리케이션에 이상적인 저밀도의 고강도 제품입니다. | 강철이나 알루미늄과 같은 다른 금속에 비해 비용이 높습니다. |
| 내식성 | 해양 및 화학 처리 등 광범위한 부식성 환경에 대한 내성이 뛰어납니다. | 갈변에 취약하며 특정 애플리케이션에서는 특수 코팅이 필요합니다. |
| 생체 적합성 | 무독성이며 생체 적합성이 있어 의료용 임플란트 및 장치에 적합합니다. | 특정 등급에서는 성형성이 제한되어 정밀한 제조 기술이 필요합니다. |
| 열 안정성 | 녹는점이 높아 고온에서도 안정성을 보장합니다. | 열전도율이 낮아 열 방출이 필요한 애플리케이션에서 단점이 될 수 있습니다. |
| 가용성 및 소싱 | 다양한 등급을 선택할 수 있는 여러 공급업체를 통해 폭넓게 제공됩니다. | 시장 수요와 원자재 비용에 따라 가격 변동이 있습니다. |
| 제조 및 가공성 | 특정 등급, 특히 분말 형태의 경우 쉽게 가공 및 용접할 수 있습니다. | 전문 장비와 프로세스가 필요하므로 생산 비용이 증가할 수 있습니다. |
주요 인사이트:
- 비용과 성능의 균형 맞추기: ASTM B348 소재는 우수한 성능을 제공하지만 비용이 더 많이 듭니다. 프로젝트 요구 사항에 따라 이러한 요소의 균형을 맞추는 것이 중요합니다.
- 전문 애플리케이션: 티타늄의 고유한 특성으로 인해 특수한 용도에 없어서는 안 될 소재이지만, 이러한 특성으로 인해 제조 및 가공에 어려움을 겪을 수 있습니다.
자주 묻는 질문
| 질문 | 답변 |
|---|---|
| ASTM B348이란 무엇인가요? | ASTM B348은 티타늄 및 티타늄 합금 봉재와 빌릿의 표준 규격으로, 특정 화학적 및 기계적 특성을 가진 다양한 등급을 다룹니다. |
| 어떤 산업에서 일반적으로 ASTM B348 소재를 사용합니까? | 항공우주, 의료, 자동차, 화학 공정, 해양 및 스포츠 용품과 같은 산업에서는 고유한 특성으로 인해 ASTM B348 소재를 자주 사용합니다. |
| 티타늄 합금 사용의 주요 장점은 무엇인가요? | 티타늄 합금은 높은 중량 대비 강도, 우수한 내식성, 생체 적합성 및 열 안정성을 제공하므로 까다로운 애플리케이션에 이상적입니다. |
| 티타늄의 등급은 어떻게 다른가요? | 1~4등급은 다양한 수준의 강도와 내식성을 가진 상업적으로 순수한 합금입니다. 5, 7, 9, 12, 23 등급은 특정 용도에 맞게 특성이 강화된 합금입니다. |
| 티타늄은 가공이 어렵나요? | 티타늄은 단단하고 담즙이 나오는 경향이 있어 가공하기 어려울 수 있지만, 적절한 장비와 기술을 활용하면 효과적으로 가공할 수 있습니다. |
| 가장 일반적으로 사용되는 티타늄 합금은 무엇인가요? | Ti-6Al-4V(5등급)는 강도, 무게, 내식성의 균형이 우수하여 가장 일반적으로 사용되는 티타늄 합금입니다. |
| ASTM B348 소재를 고온 응용 분야에 사용할 수 있습니까? | 예, Ti-6Al-2Sn-4Zr-6Mo와 같은 특정 티타늄 합금은 고온 용도에 맞게 특별히 설계되었습니다. |
| ASTM B348 티타늄 소재는 어디에서 구할 수 있나요? | ASTM B348 티타늄 소재는 ATI Metals, Timet, VSMPO-AVISMA, Baoji Titanium Industry Co. Ltd. |
| ASTM B348 소재를 대체할 수 있는 다른 소재가 있나요? | 용도에 따라 알루미늄 합금, 스테인리스 스틸 또는 니켈 기반 초합금과 같은 대체재를 고려할 수 있지만 티타늄과 동일한 특성 조합을 제공하지 못할 수도 있습니다. |
| 내 지원서에 적합한 등급을 선택하려면 어떻게 해야 하나요? | 올바른 등급을 선택하는 것은 필요한 강도, 내식성, 생체 적합성, 운영 환경 등의 요인에 따라 달라집니다. 재료 전문가 또는 공급업체와 상담하면 올바른 선택을 하는 데 도움이 될 수 있습니다. |
결론
ASTM B348 티타늄과 티타늄 합금은 엔지니어링 및 산업 분야에서 가장 다재다능한 고성능 소재 중 하나입니다. 강도, 내식성, 생체 적합성의 독특한 조합으로 항공우주에서 의료 기기에 이르기까지 다양한 산업에서 없어서는 안 될 필수 요소입니다. 사용 가능한 금속 분말 모델과 함께 이러한 재료의 구성, 특성 및 응용 분야를 이해하면 프로젝트에서 정보에 입각한 결정을 내리는 데 도움이 됩니다. 이 가이드는 재료를 소싱하든 제조 기술을 고려하든, ASTM B348의 잠재력을 최대한 활용하는 데 필요한 필수 지식을 제공합니다.
