티타늄 합금의 뜻
밀도가 강의 약 60%로 가볍고, 비강도와 내식성이 뛰어난 합금. HCP인 α상과 BCC인 β상의 비율에 따라 α형, α+β형, β형으로 나뉜다.
일본어 명칭: チタン合金
‘티타늄 합금’ 관련 연습 문제는 2개 분야에 2문제가 있습니다(금속 재료와 합금, 유리와 비정질 재료 등).
이 용어의 분야: 금속 재료와 합금
티타늄 합금 연습 문제에 도전
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?
- A약 0.79배
- B약 1.4배
- 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.
해설 속의 ‘티타늄 합금’
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).
어떤 티타늄 합금은 인장 강도 950 MPa, 밀도 4.43 g/cm³이고, 어떤 고장력강은 인장 강도 1…강(항복 응력 0.5 GPa, 영률 200 GPa)에서는 약 0.25%, 고강도 티타늄 합금(0.9 GPa, 110 GPa)에서도 약 0.8%이므로, 금속 유리의 탄성 변형률 한계는 훨씬 커집니다.
어떤 Zr기 벌크 금속 유리의 항복 강도가 1.8 GPa, 영률이 90 GPa이다. 탄성 변형률의 한계를 …