티타늄 재료의 배송 조건 개요

티타늄 주물을 제외하고 모두 단조티타늄 재료어닐링된 상태(M)로 배송됩니다. 이는 티타늄 재료가 성형 과정에서 다양한 가공 방법을 거치면서 내부 응력이 달라지기 때문입니다.
티타늄 소재가 충분한 가소성과 연성을 갖고 후속 가공이나 변형 시 균열과 같은 결함이 발생하지 않도록 하기 위해 단조 티타늄 소재는 납품 전에 어닐링 열처리를 거칩니다.

어닐링 온도 및 지속 시간은 주로 티타늄 소재의 종류(순수 티타늄 또는 티타늄 합금), 어닐링 방법(예: 응력 제거 어닐링, 재결정 어닐링, 진공 어닐링) 및 어닐링 목적과 같은 요인에 따라 달라집니다.

산업의 응력 완화 어닐링

순수 티타늄은 일반적으로 재결정 온도보다 낮은 온도에서 수행됩니다. 가열 온도는 일반적으로 500~600도이며, 가열 시간은 가공물의 두께에 따라 달라집니다. 어닐링 유지 시간은 약 60분이며 일반적으로 공랭식을 사용합니다. 이러한 어닐링의 목적은 재료의 내부 응력을 제거하고, 가소성, 연성과 같은 기계적 특성을 향상시키며, 성형 및 가공을 용이하게 하고, 성형 및 가공 시 내부 응력으로 인한 균열 및 손상을 방지하는 것입니다.

재결정 어닐링

완전 어닐링(full annealing)이라고도 알려져 있으며, 상업적으로 판매되는 순수 티타늄의 재결정 온도보다 높지만 상에서 상으로의 상변태 온도보다는 120-200도 낮은 온도에서 수행됩니다. 이 과정을 통해 미세한 입자의 미세구조가 생성됩니다.
상업적으로 순수한 티타늄의 재결정 어닐링 온도는 일반적으로 680~700도입니다(TC4의 전체 어닐링 온도는 700~800도입니다). 가열 시간은 가공물의 두께에 따라 다르며, 유지 시간은 약 60분입니다. 일반적으로 공기 냉각이 사용됩니다.

이 어닐링 처리의 주요 목적은 금속 입자를 미세화하여 재료의 가소성, 연성 및 인성을 향상시키는 것입니다. 인장강도와 항복강도는 다소 감소하지만 전반적인 기계적 특성이 향상되고 가공 및 성형이 용이하며 균열 및 파단이 방지됩니다.

진공 어닐링

티타늄 재료가 극도로 낮은 수소 함량을 요구하거나 수소 함량이 허용 가능한 수준을 초과하는 경우, 티타늄의 수소는 긍정적인 효과가 없고 매우 해로워서 수소 취성을 유발하기 때문입니다.
수소를 제거하고 티타늄 소재의 표면 산화를 방지하려면 이 처리를 진공로에서 수행해야 합니다. 상업적으로 순수한 티타늄의 수소 용해도는 매우 낮으며 주로 TiH2 화합물의 형태로 존재하며 300도 이하에서만 안정합니다.
상업적으로 순수한 티타늄을 진공로에서 진공 어닐링 온도까지 가열함으로써 티타늄의 수소 함량을 0.01% 미만으로 줄일 수 있습니다. 진공소둔의 온도, 가열시간, 유지시간은 기본적으로 재결정소둔과 동일합니다. 냉각 방법은 일반적으로 노 내에서 적절한 온도까지 천천히 냉각한 후 노 외부에서 냉각하는 것입니다. 진공도는 5 × 10⁻⁴ mmHg 이상이어야 합니다. 진공 어닐링은 수소 제거를 달성하는 것 외에도 재결정 어닐링의 다른 목적도 달성합니다.