베타 21S(Ti-15Mo-3Al-2.7Nb-0.2Si)는 내산화성과 탁월한 냉간 가공성으로 유명한 준안정 β형 티타늄 합금입니다. 판재 형태의 생산, 성능 및 응용 분야는 아래에 요약되어 있습니다.
베타 21S 판재의 생산 및 가공은 다음과 같은 주요 특징을 가지고 있습니다. 탁월한 냉간 가공성은 핵심적인 장점 중 하나입니다. 이 합금은 용체화 처리된 상태에서 상온에서 우수한 가소성을 나타내어 냉간 압연, 냉간 벤딩 및 기타 성형 작업에 이상적입니다. 두께 0.064mm의 포일을 생산할 수 있으며, 중간 어닐링 없이도 총 냉간 압연 변형률이 72%~85%에 달할 수 있습니다. 따라서 복잡한 항공기 판금 부품을 쉽게 제조할 수 있습니다. 냉간 압연 공정의 핵심 사항: 후속 열처리에서 이상적인 미세 결정립 구조를 얻으려면 냉간 압연 변형률을 특정 범위 내에서 제어해야 합니다. 연구에 따르면 후속 용체화 처리(예: 845℃/10분) 후 30μm 미만의 미세 결정립 구조를 얻으려면 55% 이상의 변형률이 필요합니다. 용접성: 이 합금은 티타늄 합금에 적합한 모든 용접 방법을 사용하여 접합할 수 있습니다.
시효 온도는 물성 제어의 핵심입니다. 시효 온도가 낮을수록 강도는 높아지고 소성은 낮아지며, 반대로 시효 온도가 높을수록 강도는 낮아지고 소성은 향상됩니다. 예를 들어, 50% 냉간 압연 변형 후 시효 처리하면 강도는 최대 1770MPa에 도달할 수 있지만, 최적화된 열처리를 통해 10% 이상의 연신율을 유지하면서 1300MPa 이상의 초고강도를 안정적으로 달성할 수 있습니다.
Beta 21S의 산화 저항성은 대표적인 특징입니다. 815°C에서 48시간 동안 노출시킨 후에도 산화율은 다른 β-티타늄 합금인 Ti-15-3의 1%에 불과합니다. 이러한 특성 덕분에 500°C~590°C의 온도 범위에서 우수한 열 안정성과 크리프 저항성을 유지할 수 있습니다.
이러한 종합적인 성능상의 이점 덕분에 베타 21S 판재는 주로 항공우주 분야에 사용됩니다. 항공기 엔진 부품: 높은 강도와 내열성을 활용하여 보잉 777 항공기 엔진의 나셀 부품 및 윈드 디플렉터 제조에 사용됩니다. 기체 구조 부품: 온도 요구 사항이 있는 항공기 구조 부품, 허니콤 구조물, 패스너 및 유압 라인에 적합합니다. 항공우주 고온 구조물: 원래 미국 항공우주 프로그램(NASP)에서 금속 매트릭스 복합재(MMC)용 항산화 매트릭스로 개발되었으며, 우주왕복선의 고온 부품에 사용될 수 있습니다.
베타21S(Ti-15Mo-3Nb-3Al-0.2Si) 준안정 β-티타늄 합금 시트는 뛰어난 냉간 성형성을 가지고 있습니다. 용체화 처리된 상태에서는 큰 변형 스탬핑 및 벤딩이 가능하며, 시효 처리 후에는 초고강도를 얻습니다. 장기 사용 온도는 540℃에 달할 수 있습니다. 우수한 고온 산화 및 크리프 저항성을 보이며 항공우주용 스카이드롤 유압 매체에 의한 부식에도 강합니다. 항공기 엔진 배기 노즐 부품, 역추력 장치, 객실 단열 박벽 및 유압 시스템 부품에 널리 사용됩니다. 또한 초박형 포일로 말아서 탄화규소 섬유 강화 티타늄 매트릭스 복합재료의 매트릭스로 사용할 수 있어 항공우주 분야의 고급 경량 고온 구조물의 핵심 소재로 활용됩니다.
