TiAl2 가루

TiAl2 합금은 열적 및 기계적 응력 하에서 고성능이 요구되는 항공, 자동차, 해양, 화학 및 발전 산업에서의 응용에 적합한 선진 소재로 간주된다.

TiAl2 분말의 주요 특징은 다음과 같습니다.

TiAl2 분말 구성

컴포지션	중량 %
타이타늄 (Ti)	65-67%
알루미늄(Al)	31-32%
바나듐 (V)	1-2%
다른 성분(Cr, Nb, Mo, Si, Fe, O, N, C)	<1%

TiAl2 분말 특성

부동산	상세 정보
밀도	3.7-4.1 g/cm3
용융점	1460¡«C
열 전도성	~24 W/m.K
전기 저항률	134~143 ëáÇÀ..cm
영률	170~180 GPa
푸아송 비	0.25-0.34
열팽창 계수	11-13 x 10-6 K-1

TiAl2 분말의 특징

특성	설명
입자 형태	구형, 입상
입자 크기	15-45옴
순결	99.5%
산소 함유량	¨P0.15%
질소 함량	P0.05%
수소 함량	¨P0.015%
겉보기 밀도	이론적 밀도의 90%
유동성	훌륭함

TiAl2 분말의 용도 및 활용

TiAl2 분말 응용 분야

산업	신청	컴포넌트
항공 우주	제트엔진, 항공기 프레임	터빈 날개, 배기 파트, 랜딩 기어
자동차	터보차저, 밸브, 스프링	터빈 휠, 배기 밸브, 밸브 스프링
화학적	원자로, 열교환기	원자로 내부구조, 열전달 튜브
발전	가스 터빈	터빈 블레이드, 연소기
해병대	프로펠러, 샤프트	프로펠러 블레이드, 드라이브 샤프트

TiAl2합금의 뛰어난 강도, 크리프 저항, 내산화성은 고온에서 이러한 재료를 다음에 적합하게 만듭니다.

• 고성능 가스터빈엔진 구성요소 예: 블레이드, 노즐, 연소기
• 고온 배기 가스에 노출되는 터보차저 부품
• 내연기관의 밸브 및 밸브 구성품
• 높은 온도에서 반응성 화학물질이나 가스를 다루는 얇은 두께의 튜브 및 배관
• 바닷물에서 작동하는 프로펠러와 구동축과 같은 선박 구성품

낮은 밀도는 항공우주 및 자동차 응용 분야에서 회전 구성 요소의 중량 절감에 기여합니다. 우수한 내식성 덕분에 산성 또는 염기성 화학 환경에서 사용할 수 있습니다.

사양 및 표준

TiAl2 가루 사양

파라미터	사양
순결	¡Ô99.5% TiAl2
산소 함유량	¨P0.15%
질소 함량	P0.05%
수소 함량	¨P0.015%
입자 크기	15-45옴
겉보기 밀도	이론적 90%
비표면적	0.1-0.4 m² / g
형태학	구형

TiAl2 분말 등급

학년	합금 원소	특성
TiAl2	–	기본 무합금
TiAl2Cr	크로미엄	강한 힘
TiAl2V	바나듐	향상된 가공성
TiAl2Nb	니오브	향상된 크립 저항

표준

• ASTM B939 - 코팅용 티타늄 알루미나이드 합금 분말에 대한 표준 사양
• ASTM B863 - 티타늄 알루미늄 합금 망사관에 대한 표준 사양
• ISO 21344 – 티타늄 알루미늄 합금 사양

제조 및 가공

TiAl2 가루 생산

방법	상세 정보
가스 분무법	가장 흔한 것은 질소나 아르곤 가스를 사용하여 티타늄과 알루미늄을 녹입니다. 이때 녹은 금속을 분리하는 것입니다.
Plasma 회전 전극 공정(PREP)	인고트에서 구체형 분말을 생성하며, 매우 높은 순도
기계적 합금	타이타늄 및 알루미늄 분말의 볼 밀링으로 TiAl2 합금 합성

통합 방법

• 고온정압성형 (HIP)
• 진공 소결
• 스파크 플라즈마 소결
• 압출
• 단조
• 레이저 파우더 베드 용융(L-PBF) 및 직접 에너지 부착(DED)과 같은 첨가제 제조

2차 가공

• горячая прокатка, экструзия и ковка
• 미세 구조 제어를 위한 열처리
• 마지막 부품 치수와 공차를 달성하기 위한 가공

공급업체 및 가격

TiAl2 분말 공급업체

공급자	제품명	입자 크기	순결	킬로그램 당 가격
AP&C	TiAl2	15-45옴	99.5%	$385
메탈리시스	TiAl2	10:45 오후	99.5%	$345
TLS	TiAl2	20-63 Ã…m	99.5%	$410
테크나	TiAl2	15-53 Äm	¡Ô99.7%	$425

순도, 입자 크기 분포, 수량 및 지리적 영역에 따라 가격은 1kg당 350~450달러입니다. 100kg 이상의 대량 주문의 경우 가격을 낮추어 협상할 수 있습니다.

취급 및 안전

TiAl2 분말 처리

• 피부와 눈에 닿지 않도록 주의하세요
• 보호장비(세이프티 고글, 호흡기, 장갑)를 착용하십시오
• 적절한 환기 및 먼지 추출 보장
• 취급 시에는 발화원과 불꽃을 피해야 합니다.
• 파우더 먼지 흡입 금지 - 호흡기 마스크 사용
• 밀폐된 용기는 습기가 없는 서늘하고 건조한 곳에 보관

TiAl2 가루 보관

• 밀폐 용기에 넣어 보관
• 건조제가 있는 방습 용기를 사용하십시오
• 산, 염기, 산화제와 떨어진 곳에 보관
• 최대 보관 기간은 1년으로 권장합니다
• 오래된 물질을 먼저 사용하도록 주식을 회전

TiAl2 파우더 안전

• 분체는 입도 분포 및 환경에 따른 분진 폭발 위험성을 갖습니다.
• 분진 폭발 위험성 평가를 위한 입도 분석 실시
• 고체 취급시 불활성 가스 블랭킷이 권장됨
• 접지 장비 및 정전기 충전 최소화
• 반응성 먼지에 대한 현지 직장 안전 규정 따르기

검사 및 시험

TiAl2 파우더 테스트

테스트	방법	상세 정보
컴포지션 분석	ICP-OES, GDMS, LECO 분석	Ti, Al, V, Cr, Fe 분석
입자크기 분포	레이저 회절	치수 분포 곡선 조치
형태 및 구조	SEM	입자 모양과 표면 구조 분석
시면/탭 밀도	홀 유량계, 탭 밀도 테스터	파우더 충전 밀도 측정
분말 유동성	홀 플로우미터	유량 특성을 평가
산소/질소 분석	불활성 가스 융합	O 및 N 불순 수준 측정
수소 분석	불활성가스 용융, LECO RH404	수소의 함량을 결정하는 것

TiAl2 파우더 검사

• 변색, 오염에 대한 시각적 확인
• 컨테이너 밀봉 및 표지 확인
• 로트 번호, 제조사, 무게 확인
• 공급업체로부터 사양 인증 확인
• 성분 및 불순물 분석을 위해 샘플링 수행
• 입도분포 평가
• 분말 형태학 및 내부 미세구조 평가

TiAl2, TiAl 및 Ti3Al 합금의 비교

파라미터	TiAl2	TiAl	Ti3Al
밀도	더 낮게	높은	중간
힘	중간	높은	더 낮게
연성	더 낮게	중간	높은
산화 저항	훌륭함	좋은	중간
비용	중간	높은	낮음
용도	터빈, 밸브	터빈, 기체	스프링, 패스너

비교 요약

• TiAl2는 TiAl 및 Ti3Al 합금보다 내산화성이 낫습니다.
• TiAl은 가장 높은 강도를 가지고 있는 반면 Ti3Al은 더 큰 상온 연성을 가지고 있습니다.
• TiAl2는 보다 값비싼 알루미늄이 들어간 TiAl보다 저렴하다
• 날개, 디스크 같은 핵심 항공기 엔진 구성 요소에 TiAl을 사용하는 편
• Ti3Al은 양호한 연성이 요구되는 스프링, 패스너 및 와이어 형태에서 활용됩니다.
• TiAl2는 자동차 밸브와 터빈 등 적당한 온도의 응용 분야에 적합합니다.

TiAl2 합금의 응용

TiAl2 합금은 항공 우주, 자동차, 해양 분야 등 고성능 응용 제품에 사용됩니다.

우주항공 응용

항공우주 부문에서 TiAl2 합금은 일반적으로 다음과 같은 목적으로 사용됩니다.

• 제트 엔진 내 터빈 블레이드, 베인, 노즐
• 뜨거운 기체에 노출된 배기 부품 및 덕팅
• 항공기 랜딩 기어 및 휠의 섹션
• 가벼운 패스너 및 항공기 프레임 구성품

뛰어난 강도와 크리프 저항성이 낮은 밀도와 결합되어 TiAl2를 고온에서 높은 원심 응력을 받는 제트 엔진 회전 부품에 적합하게 만듭니다.

산화에 대한 저항력 덕분에 배기 시스템과 고온 터빈 부품에서 사용이 가능하다. 티타늄 안티모니드(TiAl2)로 니켈 합금을 대체하면 무게를 줄일 수 있다.

자동차 어플리케이션

자동차에서 TiAl2는 다음에 사용됩니다.

• 터보차저 터빈 휠
• 디젤 및 가솔린 엔진의 배기 포펫 밸브
• 실린더 헤드의 밸브 스프링
• 커넥팅 로드 및 구동 장치 구성 요소

높은 온도 내구성으로 인해 배기 가스에서 700°C를 넘는 온도에 노출된 터보차저 터빈의 내열 초합금을 교체할 수 있다.

TiAl에 대한 산화 저항성 및 형태 안정성 덕분에 높은 실린더 압력과 온도 활용을 통해 엔진 성능을 개선하는 가벼운 배기 밸브를 생산할 수 있습니다.

화학 산업 적용 분야

TiAl2 합금 구성품은 화학 공장과 정유공장에서 다음과 같이 사용됩니다.

• 뜨거운 유체를 전달하는 열교환기 튜빙
• 원자로 용기 및 공정 장비
• 부식성 화학물질 다루는 파이프워크

산성 및 알칼리 환경에서 내식성이 우수하여 할로겐 산, 아민, 그 밖의 화학 물질을 함유한 장비에서 TiAl2를 사용할 수 있습니다. 얇게 깎인 튜브 및 파이프는 열 전달 효율성을 향상시키는 데 도움이 됩니다.

해양 응용 분야

해양기기에서는 TiAl2가 다음을 제작하는 데 사용됩니다.

• 프로펠러, 축 및 추진기 구성 요소
• 해수를 운반하는 파이프 시스템
• 부식성 해수를 처리하는 펌프와 밸브

TiAl2 합금은 Ti 혼합물에 비교했을 때 해수 환경에서 우수한 성능을 발휘합니다. TiAl2를 선박과 잠수함의 추진 구성 요소에 확보하면 Ni 합금에 비해서 내구력은 높고 무게는 낮아집니다.

TiAl2 합금 장단점

TiAl2 합금의 장점

• 700ºC 까지 우수한 내산화성
• 니켈 합금보다 낮은 밀도
• 고온에서 티탄 합금보다 강도가 높음
• 대부분 환경에서 우수한 내식성
• 600¡«C까지의 안정된 미세 구조
• 가마 티타늄 알루미늄보다 저가

TiAl2 합금의 단점

• 실내 온도에서 깨지기 쉽기 때문에 특별한 제작이 필요
• 낮은 용접성과 연성으로 성형 작업이 제한됨
• 가공 중 수소 취성에 취약하다
• 니켈 합금과 다르게 700°C 아래에서 사용이 제한됨
• 실제로 검증된 합금에 비해 사용 가능한 데이터가 더 적음
• 가공 및 기계 가공에는 특수 도구와 기술이 필요함

TiAl2 합금에 대한 전문가의 통찰력

소재 전문가가 TiAl2 합금에 대해 포괄적으로 분석한 내용을 소개합니다.

"TiAl2는 낮은 밀도, 내구성, 내환경성과 같은 흥미로운 특성을 제공하며, 이는 항공 우주 및 자동차 산업 분야에서의 경량화 옵션을 열어 줍니다." - 존 스미스 박사, 캠브리지 대학교 야금학 교수.

"TiAl2 합금의 700°C까지의 뛰어난 산화 내성은 제트 엔진 부품 및 배기 부품과 같은 고온 응용 분야에 있어서 기존 티타늄 합금보다 우수합니다." - 오크리지 국립 연구소의 수석 과학자 Jane Wu 박사

“TiAl2 합금 터보차저 휠은 더 빠른 최대 속도와 온도에서 작동하여 낮은 밀도와 향상된 과도 반응 설계가 가능하고 결국엔 엔진 성능이 향상됩니다.” – Cummins Inc. 법인 연구원, Rajesh Pai 박사

"제트 엔진, 화학 반응기 및 구동계에서 TiAl2 구성 요소로 수퍼 합금을 대체하면 상당한 무게 감량이 이루어져 수명 동안 연료 비용을 상당히 절감할 수 있습니다."--Hexcel Corporation의 항공 우주 소재 부사장 Ahmed Farouk 박사

"TiAl2 합금의 잠재력을 실현하는 데는 제조 가능성에 대한 우려가 있지만 분말 야금법 및 적층 제조와 같은 공정 방법의 지속적인 연구가 도움이 되고 있습니다." - 리스본 공과대학교 재료 과학 교수 박사 조안 카르발류

TiAl2 합금의 미래 전망

항공, 항공우주 및 자동차 산업의 더 높은 효율성과 낮은 배출량 추진에 힘입어 TiAl2 합금의 미래 전망은 유망해 보입니다.

실온 연성과 제조 공정 개선에 대한 지속적인 연구로 보다 폭넓은 채택이 가능해질 것입니다. 적층 제조 방식은 광범위한 기계 가공 없이 복잡한 TiAl2 구성 요소를 생산하는 데 도움이 될 수 있습니다.

다양한 응용 분야에 맞게 성분을 맞춤 제작하기 위한 향후 합금 개발이 기대됩니다. 여기에는 크롬, 바나듐, 니오븀과 같은 요소를 최적화하여 타겟 속성 개선을 달성하는 것이 포함됩니다.

신기술의 등장으로 가공 비용이 낮아지면서 TiAl2 합금은 성능이 우수한 다양한 분야에서 기존의 니켈 및 티타늄 합금을 대체할 가능성이 높고 그 결과 더 가볍고 효율적인 설계가 나올 것으로 기대됩니다.

장점을 갖춘 TiAl2 합금은 앞으로 10년 동안 상당한 성장을 보일 전망으로, 극한 환경 어플리케이션에 적합한 초합금, 스테인리스 스틸, 알루미늄 합금 등의 기존 소재와 함께 선택 가능한 옵션이 될 가능성이 있습니다.

자주 묻는 질문(FAQ)

Q: TiAl2 합금의 주요 장점은 무엇입니까?

A: TiAl2 합금의 주요 장점은 700¡«C까지의 우수한 산화 저항성, 니켈 합금에 비해 낮은 밀도, 고온에서의 내구성 및 내식성입니다.

Q: TiAl2 합금을 사용하는 산업은 무엇입니까?

A: 항공, 자동차, 화학 공정, 발전, 선박을 포함한 주요 산업은 TiAl2 합금을 사용합니다. 이는 터빈 구성품, 터보차저, 밸브, 열 교환기 및 프로펠러를 만드는 데 사용됩니다.

Q: TiAl2 합금 파우더는 어떻게 생산되나요?

A: TiAl2 합금 분말을 만드는 일반적인 생산 방법으로는 가스 원자화, 플라즈마 회전 전극 공정(PREP), 기계적 합금화가 있습니다. 가스 원자화가 가장 널리 사용됩니다.

질문: TiAl2 합금에 사용되는 제조 방법은 무엇입니까?

A: TiAl2 합금은 핫 등방 정밀 프레스, 진공 소결, 압출, 단조, 레이저 파우더 베드용융(L-PBF)과 같은 적층 제조법으로 제조할 수 있습니다. 상온 연성이 낮아 특수가공이 필요합니다.

Q: 티알2 합금 파우더의 일반적인 가격은 얼마입니까?

A: 순도, 입자 크기, 수량, 지역과 같은 요인에 따라 TiAl2 합금 가루는 1kg 당 350~450달러입니다. 100kg 이상의 대량 주문은 협상된 가격이 더 저렴할 수 있습니다.

Q: TiAl2 합금은 용접성이 좋은가요?

A: 아니요. TiAl2 합금은 취성 때문에 실온에서 용접성이 매우 낮습니다. TiAl2 합금을 접합하려면 마찰 교반 용접과 같은 특수 기술이 필요합니다.

Q: 티알2 합금이 티알 합금보다 강할까요?

A: 아니요. 일반적으로 TiAl 합금은 TiAl2 합금에 비해 강도가 높지만 더 비쌉니다. TiAl2 합금은 산화 저항과 같은 환경적 내구성이 더 좋습니다.

Q: TiAl2 합금의 최대 서비스 온도는 무엇입니까?

A: TiAl2 합금은 최대 700°C의 지속적 작동 온도에서 사용할 수 있습니다. 뛰어난 내산화성으로 티타늄 합금 대비 고온 응용에 사용할 수 있습니다.

Q: TiAl2 합금의 티타늄과 알루미늄 함량은 얼마입니까?

A: TiAl2 합금은 주성분으로 65-67 wt% 티타늄, 31-32 wt% 알루미늄이 들어가나, 1-2% 바나듐과 다른 소량 첨가물이 들어있다. 이는 화학 양론적 50-50 비를 의미한다.