1. 뛰어난 강도 대 중량비 (고강도, 저밀도): 티타늄의 밀도는 약 4.5g/cm³로, 강철의 60%에 불과하지만 강도는 많은 고강도 강철과 비슷합니다. 즉, 동일한 강도 및 강성 요구 사항의 경우 티타늄 합금을 사용하면 강철에 비해 무게를 크게 줄일 수 있습니다.무게 감소는 항공우주 분야에서 끊임없이 추구하는 주제입니다. 1kg을 절약하면 연료 효율성, 항속 거리 또는 탑재량 증가로 이어집니다.
2. 우수한 내식성: 티타늄 표면에 조밀하고 안정적인 산화층(TiO₂)이 형성되어 대기, 해수 및 항공우주 분야에서 흔히 사용되는 화학 물질(예: 유압유 및 제빙액)에 대한 极高的 저항성을 제공합니다. 내식성은 스테인리스강보다 훨씬 우수합니다. 이는 부품 수명과 신뢰성을 크게 향상시키고 유지 보수 비용을 절감합니다.
3. 우수한 고온 성능: 일반적인 티타늄 합금(예: Ti-6Al-4V)은 400-500°C에서 장기간 안정적으로 작동할 수 있으며, 일부 특수 고온 티타늄 합금(예: Ti-Al 금속간 화합물)은 600°C 이상에서도 견딜 수 있습니다. 따라서 항공기 엔진의 고온 부품에 이상적입니다.
4. 복합 재료와의 호환성: 티타늄은 탄소 섬유 강화 폴리머(CFRP) 복합 재료와 유사한 전기화학적 부식 전위를 가지고 있습니다. 두 재료가 접촉하면 심각한 갈바닉 부식이 발생하지 않습니다. 따라서 티타늄은 복합 부품에 연결된 패스너, 브래킷 및 접합부에 자주 사용됩니다.
엔진은 항공기의 "심장"이며 티타늄 합금의 사용량이 가장 많은 부품입니다(엔진 전체 무게의 약 25%-40%를 차지).
팬 블레이드: 최신 고추력 터보팬 엔진(예: LEAP, GEnx)의 전면 팬 블레이드는 일반적으로 티타늄 합금을 사용합니다. 엄청난 원심력과 잠재적인 이물질 충격을 견딜 수 있는 매우 높은 강도가 필요합니다.
압축기 디스크 및 블레이드: 압축기의 저압 단계의 디스크, 블레이드 및 케이싱은 티타늄 합금을 광범위하게 사용합니다. 이러한 부품은 고온, 고압 환경에서 작동하므로 높은 강도, 피로 저항 및 크리프 저항을 가진 재료가 필요합니다.
엔진 나셀 및 스트럿: 이러한 구조 부품도 무게 감소를 위해 상당한 양의 티타늄 합금을 사용합니다.
항공기 기체에서 티타늄 합금은 중요한 하중 지지 구조, 특히 기존 알루미늄 합금이 요구 사항을 충족할 수 없는 영역에 사용됩니다.
착륙 장치 부품: 착륙 장치는 착륙 시의 엄청난 충격력과 정적 하중을 견뎌야 하므로 항공기에서 가장 높은 하중을 받는 부품 중 하나입니다. 고강도 티타늄 합금(예: Ti-10V-2Fe-3Al)은 중요한 착륙 장치 빔, 스트럿 및 토크 링크를 제조하는 데 사용됩니다.
날개 및 동체 접합부: 날개를 동체에 연결하는 중앙 날개 상자, 플랩 트랙 및 킬 빔과 같은 중요한 하중 지지 부품은 집중된 하중으로 인해 종종 고강도 티타늄 합금 단조품을 사용합니다.
패스너: 티타늄 합금 리벳, 볼트, 나사 및 기타 패스너는 강하고 가볍고 내식성이 뛰어나 널리 사용됩니다.
유압 시스템 및 파이프라인: 티타늄의 우수한 내식성으로 인해 복잡한 유압 파이프라인 시스템을 제조하는 데 자주 사용되어 장기적인 신뢰성을 보장합니다.
우주 분야에서 무게 감소의 이점은 극심한 온도 환경과 우주의 진공을 견뎌야 할 필요성과 함께 더욱 중요합니다(발사 능력과 직접 관련됨).
로켓 엔진: 추진제 탱크, 터보 펌프 및 인젝터와 같은 액체 추진 로켓 엔진의 부품은 극저온 액체 산소/수소의 부식과 고압을 견디기 위해 티타늄 합금을 사용합니다.
압력 용기: 고압 가스(예: 헬륨) 및 추진제를 저장하는 데 사용되는 티타늄 합금 가스 실린더는 가볍고, 높은 내압성을 가지며, 우수한 신뢰성을 제공합니다.
위성 구조: 위성 브래킷, 연결 프레임, 카메라 미러 배럴 및 기타 구조 부품은 우주 환경에서 구조적 안정성, 경량 설계 및 높은 강성에 대한 엄격한 요구 사항을 충족하기 위해 티타늄 합금을 사용합니다.
유인 우주선: 선저우 및 소유즈와 같은 유인 우주선은 귀환 모듈의 하중 지지 구조에 티타늄 합금을 광범위하게 사용합니다.
