2등급과 3등급은 모두 ASTM B265 및 기타 국제 표준에 따라 상업적으로 순수한(비합금) 티타늄으로 분류됩니다. 이는 고순도 티타늄의 동일한 기본 특성을 공유하지만, 화학적 조성 한계, 특히 격자간 원소는 다양한 수준에서 엄격하게 제어됩니다. 이렇게 사소해 보이는 차이가 기계적 특성, 성형성 및 적용 분야를 직접적으로 결정합니다. 아래는 구성 특성에 대한 자세한 비교입니다.
두 등급 모두 Ti를 주성분으로 하며 티타늄 순도는 99% 이상입니다. 주요 차이점은 산소, 질소, 수소, 탄소 및 잔류 원소인 철과 같은 격자간 원소에 있습니다. 이 중 산소 함량이 가장 중요하고 대표적인 변수이다.
산소(O)상업적으로 순수한 티타늄에서 가장 영향력 있는 원소입니다. 2등급의 경우 최대 산소 함유량을 0.18%로 제한하고, 3등급의 경우 최대 산소 함량을 0.25%로 늘립니다. 산소는 티타늄에서 고용 강화제 역할을 합니다. 산소 함량이 높을수록 인장 강도, 항복 강도 및 경도가 크게 향상되지만 연성 및 성형성은 감소합니다. 이것이 Grade 3이 Grade 2에 비해 강도는 높지만 굽힘 및 스탬핑 성능이 떨어지는 근본적인 이유입니다.
질소(N)산소와 비슷한 강화 효과가 있습니다. 2등급과 3등급 모두 질소 한도가 동일하며 최대 함량은 0.03%입니다. 질소 역시 강력한 강화 원소이지만 산업 생산에서는 그 함량이 일반적으로 낮고 두 등급 사이에 실질적인 차이를 형성하지 않습니다.
탄소(C)일반적인 잔류 요소입니다. 2등급과 3등급 모두 최대 탄소 함량은 0.10%입니다. 이 범위 내에서 탄소는 순수 티타늄의 기본 특성에 거의 영향을 미치지 않으며 두 등급 간의 성능 차이에 기여하지 않습니다.
수소(H)수소 취성을 피하기 위해 엄격하게 제어되어야 합니다. 두 등급 모두 수소 한도가 최대 0.015%로 동일합니다. 낮은 수소 함량은 우수한 인성을 보장하고 가공 또는 서비스 중 균열을 방지합니다.
철(Fe)티타늄 합금의 주요 잔류 원소입니다. 2등급과 3등급 모두 최대 철 함량은 0.30%입니다. 철은 또한 티타늄을 약간 강화하지만 한계가 동일하므로 철은 두 등급 사이에 차이를 일으키지 않습니다.
요약하자면, 2등급과 3등급은 거의 동일한 화학 조성 체계를 가지고 있습니다. - 유일하고 실제적이고 의미 있는 차이점은 산소 함량입니다. 2등급은 우수한 연성, 성형성, 굽힘 및 스탬핑 성능을 유지하기 위해 더 낮은 산소를 사용합니다. 3등급은 산소를 적절하게 증가시켜 더 높은 강도와 강성을 얻으면서도 우수한 가공성을 유지합니다.
이렇게 제어된 조성 차이로 인해 Grade 2는 Deep Drawing, 굽힘 및 복잡한 성형이 필요한 부품에 적합하고 Grade 3은 더 높은 강도와 특정 강성이 요구되는 구조 부품에 사용됩니다. 구성 차이를 이해하면 사용자가 재료 설계, 생산 공정 및 엔지니어링 응용 분야에 적합한 티타늄 등급을 선택하는 데 도움이 됩니다.
