티타늄 합금과 순수 티타늄(Ti) 스크랩 비교
안녕하세요. 주식회사 동아특수금속입니다.
국내 많은 기업들이 티타늄에 대한 관심을 가지며 티타늄의 사용처가 점진적으로 증가하고 있는 상황입니다. 그래서 그런지 다양한 기업들에게서 당사로 연락이 오고있어 회사 또한 매우 분주하게 움직이고 있습니다. 다양한 소재의 사용은 제조기업들이 가지고 있는 가장 큰 목표이기도 하고 회사가 생산할 수 있는 주요 제품에 대한 내구성, 기능성 등을 향상시킬 수 있는 중요한 요소이기 때문입니다.
순수 티타늄 스크랩은 국내 산업에서 많이 사용되는 소재 중 하나입니다. 그러다보니, 많은 기업들에서 제조되고 사용된 스크랩들이 많이 발생되는데 이러한 스크랩을 재활용하기 위해서는 다양한 노하우가 필요합니다. 먼저, 각 스크랩에 대하여 성분을 분석하고 사이즈에 맞게 절단작업을 완료합니다. 다음 최종 표면처리를 위해 용도에 따른 분류 및 재가공에 들어가 최종 제품으로 재탄생되는 것인데 이렇게 재활용된 제강용 원료는 많은 산업들에서 사용되고 있습니다.
티타늄은 함량에 따라 크게 순수티타늄과 합금티타늄으로 나누어 지는데, 순수티타늄도 강도에 따라 grade 1~4까지 있습니다.
순수 티타늄이란 일반적으로 다른 원소를 첨가하지 않고 순도 99% 이상의 티타늄 소재를 말하며 정제된 티타늄 원료를 직접 사용하여 만든 소재로, 기타 합금성분이 포함되어 있지 않습니다.
순수 티타늄은 내식성, 생체적합성, 가공성이 우수하지만 강도가 상대적으로 낮습니다. 의료용 임플란트, 화학장비 등 고강도는 요구하지 않으나 높은 내식성과 생체적합성을 요구하는 용도에 적합합니다.
특징
- Ti : 4.507g / cm3 의 밀도, Tm : 1688 ℃ 의 높은 융점을 가짐
- 알파 형태의 육각형 결정 구조로 882.5 ° 이상 밀집되어 있음
- 강도는 낮지만 높은 비강도, 우수한 가소성, 저온 인성 및 높은 내식성을 가짐
- 타이타늄은 우수한 압력 처리 성능과 낮은 기계 가공성을 가짐
- 타이타늄은 질소로 가열하면 연소 경향으로 가열 및 용접 시 특별 취급 필요
티타늄 불순물 함량, 불순물의 성능의 큰 영향은 크게 석유 화학 350°C의 제조에 사용되는 알루미늄 합금 수준에 가까운 티타늄 강도를 크게 향상시킬 수 있으며 일반적으로 의료용 임플란트, 항공우주 장치, 해양 공학 등과 같이 높은 내식성과 생체 적합성을 요구하는 응용 분야에 사용됩니다.
티타늄 합금은 티타늄과 다른 금속(알루미늄, 바나듐, 니켈 등)을 혼합하여 만든 합금 재료이며 티타늄 합금의 특성을 개선하고 특정 엔지니어링 요구 사항을 충족하기 위해 다른 금속 원소를 비율적으로 포함하는 경우가 많습니다.
또한, 티타늄 합금은 티타늄의 우수한 내식성과 생체 적합성을 유지하면서 강도, 경도, 내마모성이 우수합니다. 다른 금속 원소의 추가로 인해 티타늄 합금은 다양한 합금 공식에서 다양한 특성을 얻을 수 있으며 더 넓은 범위의 응용 요구 사항을 충족할 수 있습니다.
특징
- 높은 강도, 작은 밀도, 좋은 기계적 성질, 좋은 인성 및 좋은 내식성
- 기술적 성능이 낮고 기계 가공이 어려움
- 열간 가공에서 수소, 질소, 탄소 및 기타 불순물을 쉽게 흡수 할 수 있음
티타늄 합금은 높은 강도와 경도로 인해 항공우주 구조 부품, 자동차 부품, 스포츠 장비 등과 같이 고강도가 요구되는 응용 분야에 자주 사용되고 있으며, 60년대 중반에는 일반 산업에서 전해 산업의 전극, 발전소용 콘덴서, 석유 정제 및 담수 가열용 히터 및 환경 오염 제어 장치를 생산하는데 사용되었습니다. 또한, 수소 저장 재료 및 형상 기억 합금의 생산에도 사용됩니다.
순수 티타늄과 티타늄 합금 비교는 다음 아래와 같습니다.
|
티타늄 합금 종류
|
탄성계수
(GPa)
|
인장강도
(MPa)
|
항복강도
(MPa)
|
연신률
(%)
|
밀도
(g/cc)
|
합금형태
|
|
CP-Ti grade 1
|
102
|
240
|
170
|
24
|
4.51
|
α
|
|
CP-Ti grade 2
|
102
|
345
|
275
|
50
|
4.51
|
α
|
|
CP-Ti grade 3
|
102
|
450
|
380
|
18
|
4.51
|
α
|
|
CP-Ti grade 4
|
104
|
550
|
483
|
15
|
4.51
|
α
|
|
Ti-6Al-4V grade 5
|
113
|
930
|
860
|
10
|
4.43
|
α+β
|
|
Ti-6Al-4V(ELI) grade 23
|
113
|
860
|
795
|
10
|
4.43
|
α+β
|
당사는 적극적으로 티타늄 스크랩을 매입하고 있습니다. 티타늄 스크랩은 가공이 매우 어려워 국내에서는 당사를 제외하곤 재활용이 되지 못하고 해외로 전량 수출되고 있지만, 티타늄의 경우 당사의 기술을 통해 리사이클링이 되면서 우리나라도 이제는 티타늄을 재활용하는 국가로 인정받고 있습니다.
주식회사 동아특수금속은 이러한 스크랩들을 매입하여 지난 수년간의 노하우를 바탕으로 특수금속 리사이클링 사업을 영위하고 있습니다. 그리고 재활용된 소재를 통해 티타늄 잉곳/봉재/선재를 생산하고자 관련 설비를 운영하고 있는 상황입니다. 봉재/선재 생산은 동아특수금속 경산공장에서 생산 중에 있습니다. 언제든 당사로 문의주시면 친절히 상담드리도록 하겠습니다. 감사합니다.
동아특수금속 소개
동아특수금속은 국내 최초로 타이타늄을 리싸이클링하여 국내외 제강사 및 기업들에 리싸이클링된 제강용 원료를 공급하고 있으며 주로 희소금속 위주의 금속들을 리싸이클링하고 있습니다. 국내에는 아직 희소금속 리싸이클링과 관련된 산업이 발달하지 않아 산업 수준은 해외 선진국들에 비해 미비하지만 꾸준한 연구개발을 통해 다양한 장비를 도입하는 등 국내 희소금속 소재 국산화에 최선을 다하고 있는 회사입니다. 회사와 관련하여 합금을 위한 타이타늄(티타늄) 스펀지 대체품 구입이나, 니켈, 지르코늄, TiAl봉재, Zr봉재, 인코넬625봉재, 인코넬718봉재 등 다양한 희소금속에 대한 논의를 하고자 하신다면 다음 아래의 연락처로 연락주시기 바랍니다.
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주식회사 동아특수금속에서는 대한민국의 소재 국산화를 위해 연구 및 합금용 티타늄(타이타늄) 스펀지 대체품을 스마트스토어에서 판매하고 있습니다. 많은 분들의 관심과 지원 부탁드립니다.
감사합니다.
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