1. Ti Grade 5의 전반적으로 높은-온도 성능
적당한 열 환경(예: 항공우주 엔진실, 산업용 터빈 부품)에서 장기간 사용할 수 있도록 우수한 인장 강도와 피로 강도를 유지합니다.{0}}
크리프 저항성(일정한 응력과 열 하에서 느리고 영구적인 변형에 대한 저항성)은 저온{0}}~-중간 응력의 고온- 시나리오에 적합하지만, 고온에서는 전용 내열성 티타늄 합금 또는 니켈-초합금보다 성능이 뛰어납니다.
또한 400도 미만에서도 그대로 유지되는 내구성 있는 수동 산화물층(TiO2) 덕분에 부식성이 매우 높지 않은 매체의 높은 온도에서도 적절한 내식성을 유지합니다.-
2. 안정적인 성능을 위한 최대 온도
장기-서비스(10,000+시간 동안 연속 작동): 완전한 기계적 안정성과 구조적 완전성을 유지하기 위한 최대 온도는 다음과 같습니다.315도(600도 F). 이 온도에서 + 미세 구조는 변하지 않고 주요 특성(인장 강도, 크리프 저항, 피로 수명)이 설계 사양 내에서 유지됩니다(예: 인장 강도는 실내-온도 값의 ~75%로 유지되고 크리프 변형률은 140MPa 응력에서 시간당 1×10⁻⁸ 미만입니다).
단기-간헐적 사용(제한된 노출, 낮은-스트레스 조건): 최대 온도까지 견딜 수 있습니다.400도(화씨 750도)짧은 기간 동안(몇 시간에서 며칠까지). 그러나 이는 중요한 하중을 지탱하는 구성 요소에는 권장되지 않습니다. 400도에서 짧은 노출도 미세 구조 안정성에 영향을 미치기 시작하기 때문입니다.
3. 안정적인 온도 임계값을 초과하는 성능 저하 및 오류
(1) 미세구조적 열화
-상 조대화 및 -상 연화: 315도 이상에서는 매트릭스의 미세하고 균일한 라멜라가 성장하여 응집되기 시작하며, -상(체-중심 입방체 구조)은 원자 확산으로 인해 강도를 잃습니다. 이는 강도-인성 비율에 중요한 합금의 균형 잡힌 + 구조를 방해합니다.
상변환(400도 이상): 400도 이상의 장기간 노출은 더 거칠고 덜 안정적인 -지배적 미세 구조로의 전환을 가속화합니다. 온도가 베타{3}}트랜서스(995도)에 가까워지면 완전 -상 형성으로 인해 심각한 입자 성장이 발생하여 합금이 부서지기 쉽고 구조적 용도에 적합하지 않게 됩니다.
(2) 기계적 성질의 붕괴
인장강도 저하: 400도에서는 인장강도가 급락합니다.<500 MPa (less than 60% of its room-temperature strength of 860–900 MPa). At 500°C, strength further declines to below 400 MPa, leading to plastic deformation under nominal operating loads.
크리프 저항 손실: 크리프 변형률은 350도 이상에서 기하급수적으로 증가합니다. 예를 들어, 400도 및 100MPa 응력에서 크리프 변형율은 시간당 1×10⁻⁶(315도보다 100배 더 높음)을 초과하여 시간이 지남에 따라 구성 요소의 영구적인 치수 왜곡(예: 터빈 케이싱 또는 항공우주 브래킷의 뒤틀림)을 초래합니다.
피로 수명 감소: 고온은 산화를 촉진하고 결정입계의 미세균열 발생을 촉진합니다. 400도에서는 피로 강도(107주기)가<150 MPa (less than 50% of its room-temperature fatigue strength of 300–350 MPa), leading to premature fatigue failure in cyclic load applications.
(3) 산화 및 부식 손상
400도 이상에서는 합금 표면의 수동 TiO2 필름이 다공성이고 불균일하게 되어-산소가 기판으로 확산되어 부서지기 쉬운 산화물 층(Ti2O₃ 또는 TiO)을 형성하게 됩니다. 이는 특히 습기나 부식성 가스가 포함된 환경(예: 산업 배기 가스 또는 해양 대기)에서 표면 취성을 유발하고 내식성을 감소시킵니다. 극단적인 경우, 입계 산화로 인해 균열이 발생하고 치명적인 부품 고장이 발생합니다.
