인코넬 대 티타늄:고사양 금속의 사용 사례 이해

인코넬과 티타늄은 모두 다양한 고응력 및 부식성 응용 분야에 적합한 고사양 금속입니다. 둘 다 극한 조건에 적합하도록 바람직한 물리적 및 기계적 특성을 가지고 있지만 인코넬과 티타늄은 매우 다른 금속입니다. 여기에서는 인코넬과 티타늄을 구별하는 주요 속성, 제조 문제 및 사용 사례를 살펴보겠습니다.

인코넬

Inconel은 Special Metals Corporation에서 만든 니켈-크롬 초합금 제품군의 상표명입니다. 극한의 온도에 대해 매우 높은 내성을 가지며 강도를 잃지 않고 약 2,000°F(합금에 따라 다름)를 견딜 수 있습니다. 극저온에서도 잘 작동합니다.

인코넬은 극한의 온도 성능 외에도 실온에서 우수한 기계적 특성을 가지고 있습니다. 예를 들어 Inconel 725는 최대 180ksi의 인장 강도를 가집니다. 이는 구조용 강철 강도의 두 배입니다. Inconel 718과 같은 일부 Inconel 합금은 강도를 더욱 높이기 위해 석출 경화 처리됩니다. 또한 인코넬은 산화, 구멍, 틈새 부식 및 부식 균열을 포함한 부식에 대한 내성이 매우 높습니다.

인코넬의 특성으로 인해 가장 까다로운 조건에서도 가치 있는 금속이 됩니다. 그러나 대부분의 초합금과 마찬가지로 강철, 알루미늄 및 티타늄과 같은 일반 금속보다 훨씬 비쌉니다.

인코넬 가공

인코넬을 극한의 조건에서 그토록 가치 있는 소재로 만드는 힘은 또한 기계 가공을 어렵게 만듭니다. 매우 단단하고 가공 중 가공 경화되기 쉽기 때문에 절삭 공구가 손상되고 공작물이 변형될 수 있습니다.

가공 전 용체화를 통한 응력 완화 인코넬은 표면 경도를 줄이고 가공 경화를 제한하여 툴링의 응력 및 마모를 줄이는 데 도움이 됩니다. 세라믹 툴링은 가공 경화를 최소화하는 빠르고 연속적인 절단이 가능하므로 권장됩니다. 작업 경화를 증가시킬 수 있는 펙을 피하는 것도 중요합니다.

용접 인코넬

대부분의 인코넬은 용접이 깨지기 쉽기 때문에 용접이 어렵습니다. 그러나 특정 인코넬 합금은 용접 가능하도록 설계되었습니다. 이들은 일반적으로 가장 용접 가능한 인코넬 합금인 인코넬 625를 용가재로 사용하여 용접된 TIG(텅스텐 불활성 가스)입니다. TIG 용접은 일반적으로 필러가 필요하지 않지만 두 조각을 균열 없이 융합하는 것이 얼마나 어려운지 인코넬 용접에 권장됩니다.

인코넬 애플리케이션

높은 내화학성 및 내열성으로 인해 Inconel은 다양한 항공우주, 석유 및 가스, 해양 응용 분야에 이상적입니다. Inconel의 일반적인 사용 사례는 다음과 같습니다.

• 제트 엔진 배기 가스
• 터빈.
• 배기 커플링.
• 플레어 스택.
• 천연 가스 배관
• 해상 프로펠러 블레이드.
• 항공우주 및 해양 패스너.
• 중장비 부품.

인코넬은 극한의 온도와 내식성이 필요한 경우, 특히 고온으로 인해 다른 금속의 강도와 내산화성이 저하될 때 이상적인 소재입니다.

티타늄

티타늄은 중량 대비 강도 비율이 매우 높은 금속 원소로 항공우주 구조 부품과 같이 중량 최소화가 중요한 응용 분야에 매우 유용합니다. 티타늄은 강철만큼 강하지만 무게는 절반에 불과합니다. 그러나 이러한 속성은 일반적으로 Inconel보다 훨씬 저렴하지만 알루미늄 및 강철과 같은 일반적인 금속보다 가격표가 더 높습니다.

티타늄은 주변 온도에서 산소 및 물과 반응하지 않습니다. 인코넬과 마찬가지로 티타늄은 표면에 물질을 보호하는 수동 산화층을 형성합니다. 이로 인해 티타늄은 황산 및 염산과 같은 강산에 대해서도 내식성이 매우 뛰어납니다. 또한 티타늄은 생체 적합성 및 무독성이므로 많은 의료 응용 분야에 사용됩니다.

티타늄은 상업적으로 순수한 등급과 합금 등급 모두에서 사용할 수 있습니다. 가장 일반적인 합금인 Ti 6Al-4V는 알루미늄 및 바나듐과 합금되며 전 세계적으로 사용되는 전체 티타늄의 약 절반을 차지합니다. 이 합금 및 기타 티타늄 합금은 순수 티타늄보다 더 단단하고 강하며 작업하기 쉽도록 설계되었습니다. 상업적으로 순수한(CP) 티타늄은 티타늄 합금보다 부드럽고 연성이 높지만 내식성이 뛰어납니다.

티타늄 가공

티타늄을 유용한 금속으로 만드는 특성으로 인해 기계 가공이 매우 어렵습니다. 인코넬과 마찬가지로 티타늄은 가공 경화에 취약합니다. CP 티타늄은 또한 가공 시 매우 끈적끈적하며 절삭 공구를 방해할 수 있는 길고 연속적인 칩을 형성합니다. 이 특성은 또한 골링에 취약합니다. 칩을 최대한 빨리 제거하고 공구 플루트를 깨끗하게 유지하기 위해 고압 절삭유를 많이 사용하면 이를 줄일 수 있습니다.

티타늄을 가공할 때는 단속 절삭을 피하고 공작물과 접촉할 때 공구가 항상 움직이도록 하십시오. 과도한 접촉은 공구를 문지르게 하여 과도한 열을 발생시켜 가공물을 경화시킵니다. 더 낮은 속도와 더 높은 이송 속도로 가공하면 발열을 크게 줄일 수 있습니다.

인코넬은 극도로 단단하고 단단하지만 티타늄은 훨씬 더 유연하므로 공작물은 안전한 그립과 가능한 한 견고한 기계 설정이 필요합니다. 티타늄과 그 합금은 매우 탄력적이어서 가공 중 스프링백과 떨림을 유발하고 표면 조도가 불량할 수 있습니다.

용접 티타늄

티타늄과 그 합금은 쉽게 용접할 수 있습니다. 티타늄을 용접하는 기술과 장비는 스테인리스강이나 니켈계 합금과 같은 다른 고사양 금속의 기술과 장비와 유사합니다. 그러나 티타늄은 다른 금속보다 청결과 불활성 가스 차폐에 더 세심한 주의가 필요합니다. 공기 오염은 티타늄 용접부를 손상시킬 수 있습니다.

티타늄 애플리케이션

티타늄의 기계적 특성, 특히 강도 대 중량비는 항공우주 및 자동차 산업에서 매우 유용합니다. Ti 6AL-4V는 항공우주 분야에 사용되는 모든 합금의 거의 절반을 차지합니다. 내식성과 생체적합성이 우수하여 의료 산업에서도 많이 사용됩니다.

티타늄의 일반적인 용도는 다음과 같습니다.

• 항공기 엔진 및 프레임.
• 아머 플레이팅.
• 해군 선박.
• 우주선.
• 미사일.
• 랜딩 기어.
• 배기 덕트.
• 인공 관절.
• 뼈를 고정하거나 수리하기 위한 하드웨어
• 이식 의료 기기.
• 스포츠 장비.
• 자전거 프레임.

인코넬 및 티타늄

Industrial Metal Service는 인코넬, 티타늄, 강철, 알루미늄 및 기타 금속을 샌프란시스코 베이 지역의 기계 공장, 제작업체 및 제조업체에 공급하는 것을 전문으로 합니다. 또한 최소 주문 수량 없이 전국으로 배송합니다. 산호세 창고에는 미국 공장에서 조달한 새로운 금속과 상당한 비용 절감을 제공하는 검증된 금속 잔재를 포함하여 인코넬 및 티타늄 합금의 광범위한 재고가 갖춰져 있습니다.