금속 재료와 합금

어떤 티타늄 합금은 인장 강도 950 MPa, 밀도 4.43 g/cm³이고, 어떤 고장력강은 인장 강도 1200 MPa, 밀도 7.85 g/cm³이다. 티타늄 합금의 비강도(인장 강도/밀도)는 강의 비강도의 약 몇 배인가?

  1. A약 0.79배
  2. B약 1.4배
  3. C약 1.8배
정답과 해설 보기

정답: B. 약 1.4배

비강도는 티타늄 합금이 950/4.43 ≈ 214 kN·m/kg, 강이 1200/7.85 ≈ 153 kN·m/kg이므로, 그 비는 214/153 ≈ 1.40, 즉 약 1.4배입니다(MPa를 g/cm³로 나눈 값은 단위를 맞추면 kN·m/kg이 됩니다). 약 0.79배는 인장 강도만 비교한 값(950/1200)으로, 가벼움을 고려하지 않았습니다. 약 1.8배는 밀도의 비(7.85/4.43 ≈ 1.77)만 취한 값으로, 강도의 차이를 무시했습니다. 같은 하중을 지지하는 부재라면 비강도가 높을수록 가볍게 만들 수 있으므로, 항공기 부재에는 티타늄 합금이나 알루미늄 합금, 탄소 섬유 복합재료가 쓰입니다. 다만 재료의 가격이나 가공의 용이성까지 포함하여 선택해야 합니다.

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