산업용 티타늄 금속 소재 | 소재

티타늄

Ti / Ta / Zr / Nb / Ni

가혹한 부식 환경을 위한 티타늄

티타늄은 내부식성과 비강도(강도/중량) 효율이 동시에 요구되는 환경에 적용됩니다.

구조적 성능과 부식 안정성이 필요한 화학 공정, 해양 시스템, 반도체 설비 등에 사용됩니다.

일반적으로 운전 온도, 염화물 농도, 요구 기계 강도에 따라 등급을 선정합니다.

티타늄의 주요 소재 특성

티타늄은 내부식성과 경량화가 동시에 요구되는 환경에 사용됩니다.

기계적 강도와 화학적 안정성이 필요한 산업 및 의료 시스템에 적용됩니다.

높은 내부식성

해수, 염화물 매체, 산성 환경에서 안정적입니다.

안정적인 TiO₂ 산화막 형성
손상된 표면의 자가 재부동화
화학·해양 시스템에 적용 가능

높은 비강도(강도/중량)

낮은 중량으로도 구조 강도를 유지합니다.

낮은 밀도에서 강철에 필적하는 강도
구조 하중 감소
설비·구조 부품에 적용 가능

내열·내산화성

고온에서도 안정적인 산화막을 유지합니다.

고온에서 산화막 안정성 유지
산화·변형에 강한 내성
열·배기 시스템에 적용 가능

생체 적합성

생체 및 고순도 환경에서 화학적으로 안정적입니다.

체액과 반응하지 않음
낮은 이온 용출
의료·반도체 시스템에 적용 가능

티타늄의 적용 분야

주요 산업용 탄탈륨 등급

구분	등급	주요 특성	대표 용도
CP 티타늄	Gr.1	최대 연성 최고 수준의 내식성	열교환기, 화학 설비, 성형 부품
	Gr.2	균형 잡힌 강도와 내식성 우수한 용접성	압력용기, 배관 시스템, 공정 설비
	Gr.3	Gr.2 대비 더 높은 강도 내식성 유지	구조 부품, 고압 시스템
	Gr.4	CP 등급 중 최고 강도 내식성 유지	해양 구조물, 고하중 부품
α 합금	Gr.7 (Ti-0.2Pd)	Pd 첨가 내식성 환원성 산에서 안정	HCl 계통, 염소 환경
	Gr.11	Gr.7의 저산소 버전 향상된 연성 및 용접성	압력용기, 화학 설비
	Gr.12	Mo/Ni 합금화 향상된 고온 내식성	습식제련, 고온 배관
	Gr.16	Pd 첨가 향상된 성형성	해수 계통, 화학 설비
	Gr.17	저산소 Pd 합금 향상된 용접성	해양 설비, 정밀 화학 설비
α–β 합금	Gr.5 (Ti-6Al-4V)	고강도 및 피로 저항성 경량 구조	항공우주 구조물, 기계 부품
	Gr.23	Gr.5의 ELI 버전 의료용 고인성	임플란트, 의료 부품
	Gr.6	고온 안정성 고온에서 강도 유지	엔진 부품
	Gr.9	우수한 용접성 튜브용 최적화	열교환기 튜브, 경량 구조물
	Gr.18	Gr.9 대비 향상된 인성	항공기 구조물
β 합금	Ti-1023	고강도 우수한 성형성	항공우주 구조물
	Ti-6242	고온 강도 내산화성	엔진 부품
	Ti-6246	6242 대비 더 높은 강도 고온 안정성	터빈 부품
	Ti-15-3	우수한 냉간 성형성	패널, 스프링
	Ti-38644	초고강도 내열성	방위 부품
	Ti-5553	매우 높은 강도 높은 하중 용량	착륙장치, 대형 구조물

대표 부식 속도

환경	티타늄 (Gr.2)	SUS316L	탄소강	비고s
해수 (25°C)	안정	0.02–0.05	급속 부식	안정한 산화막, 국부 부식 없음
염화물 용액	안정	공식(점부식)	심한 부식	염화물 유발 침식에 저항
산화성 산 (HNO₃)	안정	중간	심함	산화 조건에서 내식성 유지
환원성 산 (H₂SO₄)	낮음 (조건 의존)	중간	심함	성능은 농도와 온도에 따라 달라짐
브라인(염수)	안정	공식(점부식)	심함	국부 부식 관찰되지 않음
습염소 가스	안정	급속 침식	심한 침식	염소 환경에서 안정
염산 (HCl)	주의	심한 침식	심한 침식	조건 의존적 안정성

물리적 특성 (참조: Titanium Grade 2)

티타늄은 내부식성과 함께 구조 중량 감소가 요구되는 환경에 적용됩니다.

아래 표는 소재 선정과 설계에 참고할 수 있는 대표 물리 특성을 보여줍니다.

물성	수치 (티타늄 Gr.2)	설명
밀도	4.51 g/cm³	강·니켈 합금보다 낮아 구조 및 공정 설비의 경량화에 유리합니다.
융점	1,668°C	일반 구조용 금속을 넘어서는 열 안정성이 요구되는 사용 조건에 적합합니다.
인장강도	~345 MPa	산업용 용도에 맞는 강도, 연성, 가공성의 실용적 균형을 제공합니다.
항복강도	~275 MPa	내식성을 유지하면서 운전 하중에서 구조 신뢰성을 지원합니다.
연신율	20%	연성이 요구되는 성형, 압연, 가공에 적용됩니다.
열전도율	~16.4 W/m·K	구리·알루미늄보다 낮지만 내식성이 요구되는 열전달 설비에 적용 가능합니다.
탄성계수	~105 GPa	강 대비 강성이 낮아 처짐에 민감한 설계에서 고려가 필요합니다.