조대한 결정립의 베타 티타늄에서 전단 국지화와 미세조직

전문가 제언

○ 처음으로 1947년 미국에서 공업적인 생산이 시작된 타이타늄 소재는 산화성 분위기 및 환원성 분위기에서 내식성이 우수하며, 특히 -200～ 600℃의 온도 범위에서 어떤 공업용 합금 보다 비강도(강도/비중)가 우수하여 무기체계 소재로 매우 적합한 특성을 갖추고 있다.

 

○ 타이타늄 합금 중 미국의 고공 정찰기 U-2기에 처음으로 적용된 β합금은 강도를 증가시킬 수 있고,입방격자인 β조직을 갖게 됨으로서 육방격자 조직(α나α+β)에 비해 성형성이 현저히 좋아지는 이점이 있으나, 실제 무기체계에 적용을 위해서는 높은 스트레인 율(strain rate)과 관련된 동적 기계적 성질이 중요하며, 높은 스트레인 율 아래에서 단 결정과 조대한 결정의 재료변형이 중요하다.

 

○ 비용이 많이 소요되기 때문에 이를 감안하여야 하는데, 일반적으로 철강의 열배가 스테인리스강 비용이라면 타이타늄 재료 경우 이의 10배정도의 비용이 필요하여 중량 저감이 비용을 상쇄할 경우에 적용이 가능하고, 적용 공정도 기술적으로 쉽지 않아 미국을 포함 몇 개의 강대국만이 이를 이용하고 있음을 감안해야 한다.

 

○ 타이타늄은 비강도가 좋으며 내식성이 탁월하기 때문에 무기체계에 광범위하게 적용되고 있지만, 철강으로는 무거워지고, 가벼운 알루미늄으로는 공력가열을 견디지 못할 뿐 아니라 부피가 커져(bulky) 타이타늄이 일찍이 초음속 미 군용정찰기 SR-71(타이타늄 재료 95%,베타 타이타늄 비중이 제일 높음)에 적용되었으며, 현재 하늘의 최강 초음속 전투기 F22(타이타늄 재료 42%)의 날렵하고 민첩한 성능은 타이타늄 재료로만 구현 가능한 성능이다.

 

○ 국내에서는 군 운용 중인 유도무기의 핵심부품에 타이타늄 재료가 적용중이며 복합소총의 20미리 총열과 일부부품이 타이타늄 α+β합금으로 되어 있으며, 국방과학연구소 중심으로 포항공대, 재료연구소 등 산학연이 베타 타이타늄을 포함, 타이타늄의 전투차량, 유도무기, 전투기 등에 적용을 위해 이 분야에 광범위하게 연구개발 중이다.

 

 

저자

Bingfeng Wang , XiaoyanWang , ZezhouLi, RuiMab, ShitengZhao,

자료유형

니즈학술정보

원문언어

영어

기업산업분류

재료

연도

2016

권(호)

652()

잡지명

Materials Science And Engineering: A

과학기술
표준분류

재료

페이지

287~295

분석자

허*무

분석물

• 조대한 결정립의 베타 티타늄에서 전단 국지화와 미세조직.pdf [491,407 byte]

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