티타늄 합금 제련 공정 비교: [3-단계 VAR] 대 [1-단계 EB + 2-단계 VAR] - 뉴스

제련은 "중요한 과정"입니다.티타늄 합금생산-구성이 정확한지, 함유량이 낮고, 특성이 안정적인지, 제품이 궁극적으로 고급 시장에 진출하여 수익을 창출할 수 있는지 여부가 모두 이 단계에 달려 있습니다.

오늘날 업계에는 두 가지 주요 제련 경로가 있습니다. 하나는 3{0}}패스 진공 아크 재용해(3-패스 VAR) 공정으로, 수년 동안 업계에 깊이 뿌리를 내리고 대다수 국내 제조업체에서 사용하고 있습니다. 다른 하나는 1-패스 전자빔 냉-베드 제련과 2-패스 VAR(1-패스 EB + 2-패스 VAR)의 결합 공정으로, 최근 몇 년간 급부상하여 고급 시장을 겨냥하고 있습니다.

친구들은 종종 나에게 "이 두 경로의 차이점이 정확히 무엇입니까?"라고 묻곤 합니다.

많은 사람들은 두 공정 경로의 근본적인 차이점은 단순히 추가적인 EB 재용해 단계라고 가정합니다. 실제로는 그렇지 않습니다. 두 가지의 기본이 되는 야금학적 원리는 근본적으로 다릅니다. 전통적인 3-패스 VAR의 핵심 논리는 "반복적인 재용해를 통한 점진적인 최적화"입니다. 티타늄 스폰지와 모합금은 전극에 압착되고 고진공 환경에서 전기 아크를 통해 재용해됩니다.- 각 재용해 주기마다 조성이 약간 더 균일해지고 기체 불순물이 감소하며 개재물 결함이 정제됩니다. 이는 마치 냄비에 재료를 반복해서 넣는 것과 같습니다.-맛을 더 균일하게 만들 수는 있지만, 빠진 모래알을 완전히 제거할 수는 없습니다. 충격을 최소화하기 위해 분쇄할 수 있을 뿐 완전히 제거할 수는 없습니다.

이에 반해 1-단계 EB + 2-단계 VAR 공정은 '극한 정제 후 정밀 균질화' 방식을 따릅니다. 첫째, 고-에너지 전자빔을 열원으로 사용하여 용융, 정제, 응고의 3단계를 완전히 분리합니다. 정제 구역에서는 밀도가 높은- 및 낮은- 밀도의 함유물(일반적으로 "단단한 반점"으로 알려짐)과 가스상 불순물이 완전히 제거됩니다. 이는 먼저 접시에서 모래와 나쁜 잎을 모두 제거하는 것과 같습니다. 그런 다음 두 번의 VAR 재용해 사이클을 통해 조성 편차를 수정하여 순도와 조성 균일성을 모두 보장합니다.

성능 비교: 이러한 본질적인 격차는 반복으로는 극복할 수 없습니다. 티타늄 소재의 경우 궁극적으로 성능이 가장 중요합니다. 핵심 지표 측면에서 두 생산 경로 사이의 격차는 즉시 명백해집니다. 첫 번째는 가장 중요한 구분선인 야금학적 순도입니다.- 함유물과 결함은 항공우주 부품 및 의료용 임플란트의 피로 균열의 주요 원인이며 업계에서 가장 지속적인 문제를 나타냅니다. 3-단계 VAR 프로세스에서 여러 재용해 주기를 사용하더라도 함유물은 분해되고 정제될 수만 있습니다. 소스에서 완전히 제거할 수는 없습니다. 프로세스는 국가 표준에서 허용하는 한도 내에서만 이를 제어할 수 있으므로 배치-간 변동 위험이 지속적으로 발생합니다.

이와 대조적으로, 1x EB + 2x VAR 프로세스는 EB 정제 단계를 활용합니다. 이 단계에서는 고밀도-밀도 개재물이 중력의 영향으로 침전 및 분리되는 반면, 저밀도 개재물은 고온-고진공 환경에서 완전히 분해됩니다. 이는 100% 물리적 제거를 달성하여 현재 사용 가능한 티타늄 합금의 개재물 제어를 위한 최적의 기술입니다. 가스 제어의 격차도 마찬가지로 중요합니다. 3-패스 VAR 프로세스는 수소 함량을 10ppm 이내로 안정적으로 제어할 수 있는 반면, EB 프로세스는 수소를 5ppm 미만으로 안정적으로 줄일 수 있습니다. 산소와 질소에 대한 제어 수준도 기존 공정의 제어 수준을 훨씬 뛰어넘습니다. 미국 항공우주 표준에서는 중요한 하중 지지 부품용 티타늄 합금이 EB 용융 공정을 활용해야 한다고 오랫동안 규정해 왔습니다.

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