티타늄 합금과 스테인리스강의 용접성

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티타늄 합금과 스테인리스강의 용접성

티타늄 및 티타늄 합금 높은 비강도, 높은 융점, 우수한 인성 및 우수한 내식성으로 인해 항공 우주, 석유 화학, 의료 기기 및 기타 분야에서 널리 사용됩니다. 그러나 티타늄의 낮은 탄성률, 열악한 용접성 및 가공성으로 인해 가격이 상대적으로 고가 , 적용에 제한이 있는 반면, 스테인리스강은 고강도, 저비용 구조재이며 내식성, 용접성 및 가공성이 우수합니다.

티타늄 합금과 스테인리스강의 용접성

티타늄 합금 및 스테인리스 스틸의 경우 조합하여 사용할 수 있으므로 복합 구성 요소는 두 재료의 우수한 특성을 동시에 가질 수 있으며 생산 비용을 절감할 수 있습니다. 그러나 티타늄 합금과 스테인리스강의 용접은 이종 금속 용접에 속하며, 그 과정에서 발생하기 쉬운 다양한 용접 문제를 무시할 수 없습니다.

티타늄 및 티타늄 합금의 용접성

티타늄 및 티타늄 합금은 화학적 활성이 높습니다. 고온에서 그들은 공기 중의 수소, 산소, 이산화탄소, 물 등과 반응하기 매우 쉬워 용접 조인트의 가소성 및 충격 인성이 감소하고 동시에 부피 팽창이 더 크게 발생합니다. 스트레스. 이로 인해 융합 라인 근처에 모공이 생겨 심한 경우 냉간 균열이 발생할 수 있습니다.

티타늄 및 티타늄 합금은 특별한 열물리적 특성을 가지고 있습니다. 티타늄 합금은 높은 융점, 작은 열용량 및 낮은 열전도율의 특성을 가지고 있습니다. 따라서 용접 해동은 과열된 조직을 생성하고 결정립을 거칠게 만들기 쉽습니다.

티타늄 및 티타늄 합금의 탄성률은 강철보다 약 절반 정도 작기 때문에 용접 잔류 변형이 비교적 크고 용접 후 변형 수정도 어렵습니다. .

스테인리스 강의 용접성

마르텐사이트 스테인리스강은 일반적으로 13% Cr강(일반적으로 420 스테인리스강으로 알려짐)으로 대표됩니다. 용접 시 저온 취성, 저온 인성 저하, 경화에 따른 연성 저하 등의 문제가 발생하기 쉽다.

페라이트계 스테인리스강은 18% Cr강(일반적으로 430 스테인리스강으로 알려짐)으로 대표됩니다. 용접 온도가 약 475 ° C에 도달하면 강의 강도와 경도가 크게 향상되는 반면 가소성과 인성은 크게 감소하여 강한 취성이 발생합니다. 700~800℃에서 장시간 가열하는 조건하에서는 내식성 저하, 균열지연 등의 문제가 발생하기 쉽다.

오스테나이트계 스테인리스강은 일반적으로 용접 성능이 우수한 18%Cr-8%Ni 강(일반적으로 304 스테인리스강으로 알려짐)으로 대표됩니다. 그러나 니켈이 높은 고합금 스테인리스강 및 몰리브덴 내용이 용접되면 고온 균열, σ상 취화, 내식성 저하, 응력 부식 균열 및 기타 결함이 생기기 쉽습니다.

듀플렉스 스테인리스강은 오스테나이트계 및 페라이트계 스테인리스강의 특성을 가지며 용접 성능이 좋으며 용접 고온 균열에 덜 민감합니다. 그러나 열영향부의 페라이트 함량 증가는 내식성 저하 및 저온인성 저하 등의 문제를 일으킬 수 있다.

티타늄 합금과 스테인리스강의 종합적인 용접성

현재 티타늄 합금과 스테인리스강의 용접 방법은 주로 레이저 빔 용접, 플라즈마 용접, 전자 빔 용접, 폭발 용접, 마찰 용접 및 확산 용접이 있습니다.

티타늄 합금의 주성분인 티타늄과 스테인리스강의 주성분인 철은 모두 융점이 높은 재료이지만 융점이 140°C 차이가 난다. 용접 과정에서 스테인레스 스틸이 용융 상태에 도달하면 티타늄 합금은 여전히 ​​고체 상태입니다. 이 때, 스테인리스 강재는 과열부의 결정립계로 쉽게 침투하여 스테인리스강 재료의 손실, 합금원소의 연소 또는 증발을 일으켜 용접 이음부가 서로 용접하기 어렵게 만듭니다.

또한 티타늄은 화학적으로 활성화되어 철, 크롬과 쉽게 반응합니다. , 니켈 및 스테인리스강의 기타 합금 원소를 사용하여 금속간 화합물을 형성합니다. 접합 시 접합부에 취성상(brittle phase)이 생기기 쉽고 접합부에 큰 내부 응력이 발생하여 접합부 균열이 발생합니다.

현재 티타늄 합금과 스테인리스강의 용접에는 아직 해결해야 할 많은 문제가 있습니다. 그러나 티타늄 합금과 스테인리스강의 용접에 대한 연구가 경제적으로 큰 이점이 있음은 부인할 수 없습니다.

결론

이 기사를 읽어 주셔서 감사합니다. 티타늄 합금과 스테인리스강 사이의 용접성을 더 잘 이해하는 데 도움이 되길 바랍니다. . 티타늄 및 티타늄 합금에 대해 자세히 알아보려면 고급 내화 금속(ARM)을 방문하시기 바랍니다. 자세한 내용은.

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