티타늄 몰리브덴 합금 분말

티타늄 몰리브덴 합금 분말 경량 항공우주 설계를 위한 고온 강도와 크리프 저항성을 향상시킵니다. 이 가이드에서는 TiMo 합금 분말의 구성, 주요 특성, 생산 방법, 적합한 응용 분야, 사양, 구매 고려 사항, 공급업체 비교 및 장단점을 검토합니다.

티타늄 몰리브덴 합금 분말 일반적인 구성

합금 등급	티타늄(%)	몰리브덴(%)
Ti-6Al-7Nb(IMI 550)	잔액	7%
Ti-15Mo-3Nb-3Al-0.2Si	잔액	15%
Ti-11.5Mo-6Zr-4.5Sn(Ti-11)	잔액	11.5%
Ti-15Mo-5Zr-3Al	잔액	15%

몰리브덴은 7%에서 15% 사이로 고온 강화에 효과적입니다. 니오븀, 지르코늄, 주석과 같은 다른 원소들은 크리프 특성을 더욱 향상시킵니다.

특성 및 속성

속성	세부 정보
파티클 모양	불활성 가스 분무로 구형화
산소 ppm	500ppm 미만
일반적인 밀도	4.5g/cc
열 전도성	4-6 W/mK
고온 강도	500°C에서 100MPa
내식성	보호용 TiO2 필름 형성

미립자 특성, 낮은 산소 함량 및 맞춤형 조성은 적층 제조 또는 고성능 부품 소결에 적합한 합금 분말에 적합합니다.

생산 방법

방법	프로세스 설명
가스 분무	불활성 가스가 용융 합금 스트림을 분말로 분해합니다.
플라즈마 분무	매우 깨끗하지만 가스 분무 대비 낮은 분말 출력
예습	재용융을 통한 기존 분말의 구상화
수화물-수소화물	분쇄용 부서지기 쉬운 TiH2 중간체

플라즈마 및 가스 분무는 최고의 품질을 제공하지만 PREP 및 HDH와 같은 보조 경로에 비해 비용이 더 많이 듭니다.

TiMo 합금 분말의 응용 분야

산업	컴포넌트 예제
항공우주	터빈 블레이드, 케이싱, 랜딩 기어
전력 생산	열교환기, 증기 배관
화학 처리	바이오리액터, 반응 용기
해양	프로펠러 샤프트, 소나 돔
석유 및 가스 시추	지열 우물 도구 및 샤프트

고강도, 경량 및 내식성의 조합은 항공기 엔진이나 해양 시추와 같은 까다로운 환경에 적합한 TiMo 합금에 적합합니다.

사양

표준	적용되는 성적
ASTM B862	Ti-6Al-2Sn-4Zr-6Mo, Ti-8Al-1Mo-1V, Ti-6Al-2Nb-1Ta-0.8Mo
ASTM B348	티타늄 및 티타늄 합금 바 및 빌릿
AIMS 04-18	AM 티타늄 부품의 표준

AMPM(미국 분말 야금학) 연구소, IPS(국제 분말 야금 표준 기구)에서도 다양한 Ti 등급을 다루고 있습니다.

글로벌 공급업체 및 가격 범위

회사	리드 타임	가격 책정
TLS 테크닉	16주	$300 - $900/kg
샌드빅	12주	$350 - $1000/kg
대서양 장비	14주	$320 - $850/kg

100kg 이상 배치에 대한 가격. 저산소 및 구형 분말용 프리미엄. 500kg 이상 대량 구매 시 20%+ 할인을 제공합니다.

장점과 단점

장점	도전 과제
뛰어난 고온 강도	높은 원자재 비용
다양한 환경에서의 내식성	맞춤형 합금을 위한 더 긴 리드 타임
맞춤형 합금 설계 유연성	현재 제한된 글로벌 공급망
파우더 AM 방식과 호환 가능	AM 이후 후처리가 필요한 경우가 많습니다.
우수한 크리프 저항성	산소/질소에 대한 엄격한 요구 사항

TiMo 파우더는 새로운 부품 설계와 경량 구조를 가능하게 하지만 티타늄 합금을 사용하면 고유한 파우더 제조 및 취급 문제가 발생합니다.

자주 묻는 질문

바인더 제트 3D 프린팅에 가장 적합한 입자 크기 범위는 어느 정도인가요?

약 30~50미크론은 층을 적절히 결합하는 데 필요한 높은 파우더 베드 밀도와 효율적인 액체 포화도를 촉진합니다. 너무 미세한 파우더는 성능을 저하시킵니다.

Ti 합금 가스 분무 시 오염의 원인은 무엇인가요?

공기 누출로 인한 산소 흡착은 파우더 순도를 저하시키므로 엄격한 공정 관리가 필요합니다. 용해로 분리제 및 용융 도가니는 고순도 소모품이 필요한 다른 오염원입니다.

Ti 기반 합금에서 높은 Mo 함량을 달성하기 어려운 이유는 무엇인가요?

진공 유도 용융 및 후속 재용융 단계에서 몰리브덴의 과도한 증발 손실은 25% 수준 이상에서 발생합니다. 완화 조치에는 용융 풀을 덮거나 저온 도가니 기술을 사용하는 것이 포함됩니다.

티타늄 파우더는 어떻게 보관해야 하나요?

불활성 커버 가스 또는 진공 상태에서 밀폐된 용기 안에 보관합니다. 변질을 유발하는 수분 흡수와 높은 산소 또는 질소 불순물을 배제하도록 취급 및 보관합니다.

티타늄 합금을 3D 프린팅할 때 흔히 발생하는 결함은 무엇인가요?

갇힌 기체 원자로 인한 다공성, 융합 결함 부족, 잔류 응력 균열, 밀폐된 부피 안에 갇힌 미융합 분말. 스캔 전략, 에너지 입력 등을 고려한 통합 파라미터 최적화가 필요합니다.

결론

요약하자면, 티타늄 몰리브덴 합금 분말 분말 야금 또는 적층 제조를 통해 항공우주, 에너지 및 기타 까다로운 산업 전반의 차세대 부품 생산에 필수적인 맞춤형 고온 특성 및 내식성을 제공합니다.

더 많은 3D 프린팅 프로세스 알아보기

Additional FAQs on Titanium Molybdenum Alloy Powders

1) What oxygen and hydrogen limits should I target for AM-grade Ti‑Mo powders?

• For fatigue-critical parts, aim for O ≤0.15 wt% (≤1500 ppm) and H ≤0.012 wt%. Premium aerospace lots often specify O ≤0.12 wt% and tight N control (≤0.03 wt%).

2) Which particle size distribution works best for LPBF vs. LMD?

• LPBF: 15–45 μm or 20–53 μm cuts with high sphericity (≥0.92) for stable recoating. LMD: 45–105 μm (or 63–90 μm) to match nozzle focus and achieve consistent melt pools.

3) How does Mo content influence microstructure and heat treatment?

• Mo is a strong β stabilizer, promoting β or metastable β microstructures. Higher Mo raises hardenability, suppresses martensite, and can reduce α′ formation, enabling improved creep but requiring tailored stress relief and aging schedules.

4) Are Ti‑Mo alloys weldable after AM?

• Yes, generally weldable with laser or electron-beam, but preheat/interpass temperature control limits cold cracking. Post-weld heat treatment can restore ductility and homogenize β-rich regions.

5) What powder handling precautions are critical for Ti‑Mo?

• Treat as combustible metal powder: inert handling, grounded equipment, humidity control (<30–40% RH), sealed transfer and sieving under argon/nitrogen, and compliance with NFPA 484 for storage and dust collection.

2025 Industry Trends for Titanium Molybdenum Alloy Powders

• β‑titanium focus: Growing adoption of Ti‑Mo and Ti‑Mo‑Zr‑Nb chemistries for high-temperature, fatigue, and biomedical elasticity tuning.
• Supply chain maturation: More regional atomization capacity for reactive alloys; shorter lead times with digital powder passports (chemistry, O/N/H, PSD, reuse history).
• Cost reduction routes: Hybrid HDH feedstock followed by plasma spheroidization achieving AM-ready sphericity at lower cost.
• Qualification playbooks: Emerging OEM parameter windows for Ti‑15Mo variants in LPBF and LMD, including HIP and aging recipes.
• Sustainability: Closed-loop argon recovery and higher recycled Ti feed without exceeding interstitial limits.

2025 Snapshot: Ti‑Mo Powder and Process Benchmarks (indicative)

메트릭	2023	2024	2025 YTD	Notes/Sources
Typical O content (wt%) AM-grade	0.12–0.18	0.10–0.16	0.09–0.15	Improved inert handling
Sphericity (image analysis)	0.90–0.95	0.92–0.96	0.93–0.97	Gas/plasma atomized
LPBF as-built density (%)	99.5–99.9	99.6–99.95	99.7–99.95	Optimized scan strategies
Powder lead time (weeks, 100–300 kg)	12–20	10–16	8–14	Added regional capacity
Price trend vs. 2022 (Ti‑15Mo AM-grade)	+12–18%	+8–12%	+4–9%	Energy and sponge indices

References: ISO/ASTM 52907/52920/52930; ASTM B348, B862; emerging OEM application notes for β‑Ti alloys; NIST AM Bench; NFPA 484.

Latest Research Cases

Case Study 1: LPBF of Ti‑15Mo with Low Oxygen Drift for Hot-Section Brackets (2025)

• Background: An aero supplier needed creep-capable, lightweight brackets operating at 450–500°C; prior lots showed oxygen rise after multiple powder reuses.
• Solution: Qualified Ti‑15Mo powder (20–53 μm, sphericity ≥0.95) with sealed inert conveying and nitrogen-blanketed sieving; implemented bed preheat and contour-hatch strategies; post-build HIP (920°C/2 h) and aging.
• Results: As-built density 99.9%; O drift per reuse cycle −50% vs baseline; 500°C tensile strength improved from 90 MPa to 115 MPa; creep strain at 100 MPa/500°C over 100 h reduced by 35%.

Case Study 2: LMD Repair of Ti‑Mo‑Zr Components in Chemical Processing (2024)

• Background: A plant experienced erosion-corrosion on Ti‑11.5Mo‑6Zr‑4.5Sn pump housings; conventional weld repairs caused distortion.
• Solution: Deployed LMD with 63–90 μm powder, closed-loop melt-pool control, and interpass temperature limits; performed stress relief at 700°C.
• Results: Dilution ≤7%; dimensional restoration within ±0.1 mm; corrosion rate in chloride media matched baseline after heat treatment; MT/PT inspection showed zero repair-related cracks; time-to-service −40% vs weld overlay.

전문가 의견

• Prof. Hamish L. Fraser, Professor of Materials Science and Engineering, The Ohio State University
• Viewpoint: “Molybdenum’s β‑stabilizing effect in titanium enables creep resistance without excessive density penalties—AM makes these microstructures more controllable via scan and heat schedules.”
• Dr. Christina M. Lomasney, Materials Scientist and AM Advisor
• Viewpoint: “Powder genealogy and interstitial control are decisive for Ti‑Mo—oxygen management from atomization through reclaim directly correlates with fatigue and creep outcomes.”
• Dr. Moataz Attallah, Professor of Advanced Materials Processing, University of Birmingham
• Viewpoint: “Process-structure-property maps for β‑Ti in LPBF and LMD are maturing; combining HIP with targeted aging is key to unlocking stable performance.”

Practical Tools and Resources

• Standards and guidance
• ISO/ASTM 52907 (AM feedstock), 52920/52930 (qualification/quality): https://www.iso.org
• ASTM B862/B348 (Ti alloy products), ASTM F3301 (PBF process control): https://www.astm.org
• Metrology and data
• NIST AM Bench datasets; oxygen/nitrogen/hydrogen by inert gas fusion (LECO methods)
• 안전
• NFPA 484 for combustible metal powders; ANSI Z136 for laser safety
• Process know-how
• OEM parameter notes for β‑Ti in LPBF/LMD (EOS, SLM Solutions, GE Additive, TRUMPF)
• Powder QA: PSD (ASTM B822), flow (ASTM B213/B964), apparent/tap density (ASTM B212/B527)
• Materials databases
• ASM Handbooks Online; Materials Project for phase stability insights; peer-reviewed β‑Ti alloy literature

Last updated: 2025-10-16
Changelog: Added 5 focused FAQs; included a 2025 KPI table for Ti‑Mo powders; provided two case studies (LPBF Ti‑15Mo low-O drift; LMD repair of Ti‑Mo‑Zr); added expert viewpoints; linked standards, safety, QA, and data resources
Next review date & triggers: 2026-03-31 or earlier if ISO/ASTM standards update, major supplier capacity changes, or new Ti‑Mo AM parameter/heat-treatment data revises creep and fatigue guidance