고온 티타늄 합금 소재
고온-티타늄 합금은 뛰어난 열 강도와 높은 비강도로 인해 항공엔진에 널리 사용되었습니다. 이를 통해 생산되는 부품으로는 팬 디스크, 블레이드, 컴프레서 디스크 등이 있습니다. 유럽, 미국 등 항공 산업 선진국에서는 350도~600도의 환경에서 사용할 수 있는 고온{3}}티타늄 합금이 잇따라 개발되어 사용 온도가 점차 높아지고 있습니다. 군용 및 민간 항공기 엔진에 성공적으로 사용된 새로운 고온{7}}티타늄 합금에는 영국 IMI829 및 IMI834 합금, 미국 Ti1100 합금, BT36 합금 등이 포함되며 작동 온도는 550~600도입니다. 해외에서는 여전히 전통적인 고온 티타늄 합금을 기반으로 한-심층적인 연구를 진행하고 있습니다. 또한, 티타늄 알루미늄 화합물을 기반으로 하는 Ti3Al( 2) 및 TiAl( ) 금속간 화합물이 주목을 받기 시작했으며 미래 항공우주 엔진 및 항공기 구조 부품의 가장 경쟁력 있는 소재로 자리잡고 있습니다.
가장 큰 장점은 우수한 고온 성능(최대 작동 온도는 각각 816도 및 982도), 강력한 산화 저항성, 우수한 크리프 저항성 및 가벼운 무게입니다. 현재 Ti3Al을 기반으로 하는 두 가지 티타늄 합금인 Ti–21Nb–14Al 및 Ti–24Al–14Nb–3V–0.5Mo가 미국에서 대량 생산을 시작했습니다.
지난 20년 동안 우리나라는 주로 Ti-55, Ti-60, Ti-600 및 7715 시리즈 합금을 포함한 다양한 브랜드의 고온 티타늄 합금을 개발했습니다.
고강도 티타늄 합금
고강도-티타늄 합금은 일반적으로 인장 강도가 1,000MPa 이상인 티타늄 합금을 의미합니다. 항공기의 응용 분야에는 주로 토션 암, 랜딩 기어 기둥, 동체의 하중-지탱 칸막이 빔과 같은 중요한 구조 부품이 포함됩니다. 현재 국제 선진 수준을 대표하고 항공 분야에서 실용화되는 고강도 티타늄 합금으로는 주로 -형 티타늄 합금 Ti-1023, Ti{12}}15{16}}3, -21S, - 2상 티타늄 합금 BT22 및 우리나라의 TB10 등이 있습니다. 우리나라에서는 다음과 같은 고강도 티타늄 합금을 성공적으로 개발했습니다. TB6, TB8, TB10, TC21이 있으며 그 중 TC21과 TB10(Ti-5Mo-5V-2Cr-3Al)이 가장 대표적이다. TC21 티타늄 합금은 고강도, 고인성, 높은 손상 내성(낮은 피로 균열 성장률 da/dN 값 및 높은 피로 균열 성장 임계값 ΔKth) 및 피로 성능(일반 TC4, TA15 및 기타 중강도 티타늄 합금보다 우수함) 및 기타 종합적인 성능 매칭을 갖추고 있으며, 현재 우리나라의 고강도 및 인성 티타늄 합금과 가장 종합적인 기계적 특성이 매칭되는 티타늄 합금 소재입니다.
TB10 합금은 강도가 높고-인성이 높은 -유형의 티타늄 합금입니다. 높은 비강도, 우수한 파괴인성, 높은 경화성의 장점을 가지고 있습니다. 우리나라 항공분야에서 실질적으로 활용되고 있습니다.
난연성 티타늄 합금
항공우주 엔진에 사용되는 티타늄 합금 소재의 '티타늄 연소' 문제를 해결하고 높은 추력비 엔진의 요구를 충족시키기 위해 미국은 1970년대부터 난연성 티타늄 합금 개발을 적극적으로 진행해 왔으며 자체 난연성 티타늄 합금 개발에 성공했습니다. 다른 국가의 난연성 티타늄 합금은 기본적으로 연구 단계에 있으며 실제 적용 사례가 거의 없습니다. 현재 해외에서 가장 일반적인 합금은 미국의 Ti-V-Cr 난연성 티타늄 합금 AlloyC입니다. AlloyC 난연성 티타늄 합금은 F119 엔진의 고압 압축기 케이싱, 가이드 베인 및 벡터 테일 노즐에 성공적으로 사용되었습니다.
