티타늄 알루미늄 무게 - titanyum alluminyum muge

티타늄은 정상적으로 사용시 응력부식, 피로부식, 입간부식, 혹은 전기부식을 받지 않는다. 백금에 필적 할만한 내식성을 가지고 있으며, 고온, 고압, 강부식성환경에서는 불가결의 재료로서 사용되고 있다.

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  • 사용분야
  • 석유화학, 항공, 우주, 원자력, 스포츠, 형상기억합금, 액세서리, 의료, 정밀기기, 일용품, 에너지이용, 원자력폐기물, 해양개발, 자동차, 토목, 건축

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기타 : 50Nb & 53.3Nb (초전도), 55Ni(형상기억합금), 56Ni(초탄성), TiAI, Ti3AI(금속간화합물, 내열성) 주) ※1. STA:용체화시효처리, SR:응력제거소둔, ST:용체화처리 ※2. 규격, 제품향상, Size, 가공, 열처리등에 따라 달라질 수 있음 ※3. SI단위 (N/mm²)

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효율적인 설계 비용 조절을 위한 실제적인 관건은 가볍고 강한 내식성 재료를 사용하는 것이다.

최소 비용으로 최대의 효과를 얻을 수 있는 기성의 표준제품 사양을 조사재료의 두께가 최소가 될 수 있는 설계 절약을 사용내식 특성을 완전히 이용재료의 두께가 두꺼워짐이 불가피 할 경우 티타늄을 Solid로 사용하는 설계보다 Lining이나 Cladding 방법의 활용을 고려설계의 초기 단게에 공급자와 제조자의 의견을 청취단순히 기존의 설계를 티타늄을 사용하는 것으로 대체티타늄 Project 비용을 위한 예산을 무게, 특히 Steel이나 다른 합금의 무게에 의해서 산정거의 사용되지 않는 합금이나 형태를 지정

효율적인 가공을 위한 관건은 티타늄의 특이한 기계적 설질 및 표면상태를 파악하는 것이다, 티타늄 분말과 기계가공을 관리하는데 화재안전 수칙이 적용되어야 한다.

가공물의 견고한 장착, 정확한 속도, 이송 그리고 공구를 사용할 것충분한 윤활제 사용Roller 받침대와 Running Center를 사용정기적으로 기계로부터 칩을 제거Titanium칩을 담기 위한 뚜껑 있는 용기를 비치티타늄을 무딘 공구에 마찰시키거나 다른 금속으로부터 오염시키는것티타늄 분말과 칩을 인화성 폐기물과 혼합하는 것티나늄 분말 근처에서 점화하거나 용접하는 것

효율적인 제작을 위한 관건은 작업장내 환경을 최적의 상태로 유지한 후 청결하게 작업을 수행하는데 있다.

용접을 위한 올바른 준비를 하고 모든 거친 면들을 제거용접이나 열처리 전에 윤할유, 기름, 페인트, 먼지 등을 제거보풀 없는 천에 아세톤을 묻혀서 닦거나 스테인레스나 티타늄 브러쉬를 이용하여 깨끗이 함용접 전 티타늄 표면 건조올바른 등급의 깨끗하고 건조된 용접봉 사용수소사 첨가될 수 있는 분위기에서의 티타늄 열처리(수소를 흡수하면 재질이 취성으로 됨)세정액으로 메탄을 사용(메탄올은 건조시 응력 균열을 발생시킴)sulpho-chlorinated나 sulphurised 세정액 사용연강(mild steel)브러쉬 사용티타늄을 타 금소과 용접하려고 하는 행위500℃ 이하로 냉각될 때까지 용접점, 열영향부 그리고 금속에 적절한 불활성 가스 커버를 사용하지 않고 용접하는 것

성공적인 표면처리의 관건은 해결할 문제점의 인식과 적당한 처리방법을 결정하는 것이다.

어떠한 부작용도 설계와 적용상의 원인때문이라는 것을 명심할 것코팅을 위한 전처리(에칭, 산처리) 작업이 선택된 코팅방법에 적합한 것인지 확인전처리시표면 매끄럽기의 정도를 지정 할 것표면이 오염된 채로 코팅할때 하는 것적정 검사와 유지 사간을 초과하는 것과도하게 닮았거나 표면의 손상이 보이는 부품의 재사용

효율적인 설치를 위한 관건은 티타늄의 특이한 기계적 성질 및 표면상태를 파악하는 것이다.

버팀목과 지지대에서 티타늄의 영률은 낮은쪽을 취함미끄럼 접촉하는 티타늄 부품이나 베어링 표면은 표면처리를 할 것동적으로 유발된 스파트가 명백히 해로운 영역에 대해서는 노출된 티타늄 구조물의 외부표면을 칠할 것티타늄에 티타늄보다 바로 낮은 단계의 내식성을 가지는 금속을 붙여서 연결하는 것 (galvanuc corrosion의 가능성을 줄이기 위함)

고급 자전거는 왜 비쌀까? 원가 자체가 뻥튀기 됐다는 주장도 있지만 의견이 갈린다. 다만 저가품과 고가품의 성능에는 분명한 차이가 있다. 그 차이가 수백만원을 들일 만큼 가치 있는지는 사람마다 판단이 다를 수밖에 없다.

●가장 큰 차이점은 무게

비싼 운동용 자전거의 가장 큰 특징은 가벼운 무게다. 50만~100만원 안팎 자전거의 차체(프레임)는 대개 알루미늄 합금으로 만드는데, 강도를 유지하면서 내부는 얇게 깎아낸다. 무게는 10kg 정도. 자전거 가격이 200만원대에 이르면 대개 몸체는 섬유(카본)로 만들어지고 무게는 8kg에서 7kg 초반대까지도 떨어진다. 핸들, 안장, 변속기 등 부품도 비쌀수록 무게가 가볍다.

이렇게 군살을 뺀 경량 자전거는 장거리 주행과 경사 오르기에 유리하다. 살 빼기는 고통스럽지만 부품 무게는 돈만 있으면 줄일 수 있기에 경량 부품 시장은 언제나 활황이다.

프레임 소재는 내구성과 승차감을 좌우한다. 초보자도 자전거에 익숙해질수록 미세한 차이를 느낄 수 있다. 비교적 저렴한 알루미늄은 탄성이 없어 승차감이 딱딱한 반면, 카본은 탄성이 뛰어나며 자잘한 충격을 흡수하고 반응속도도 빠르다. 요즘엔 알루미늄 프레임에 앞바퀴 다리만 카본으로 만든 자전거도 많다. 은빛 금속질감이 선명한 티탄 프레임의 경우, 강도ㆍ탄성이 모두 뛰어나고 부식되지 않아 내구성도 높다. 가공이 어려워 가격이 비싼 것이 흠. 삼천리 관계자는 “자전거의 순발력에 민감한 레이싱 선수들은 티타늄보다 카본이나 알루미늄처럼 반응속도가 빠른 프레임을 선호해서 티탄이 고급소재임에도 불구하고 경기용으로는 많이 쓰지 않는 편”이라고 설명했다.

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●변속·제동 성능도 뛰어나

고급 자전거에 달린 변속기는 고속주행에서도 칼처럼 정확히 기어가 바뀐다. 경사를 오르기 위해 페달을 꾹꾹 눌러 밟을 때도 마찬가지다. 9단, 11단 등 선택 가능한 기어비 폭도 넓고, 오르막과 내리막 주행이 경쾌하다. 세계 변속기 시장을 점령한 시마노 제품의 경우 입문용 뒤변속기 가격은 개당 2만5,000원 선인데 최고급 제품의 가격은 10배에 달한다.

브레이크도 성능 차이가 크다. 제동력뿐만 아니라 제동 조절능력이 다르다. 산악자전거(MTB) 브레이크의 경우 저가품 중에는 레버를 살짝 잡아도 제동력이 최고 수준으로 치솟는 제품이 있다. 초보자는 급제동 충격을 못 견디고 핸들 너머로 날아가기도 한다.

이렇듯 성능 차이가 커서 변속기와 브레이크 등급은 자전거 성능을 판단하는 지표로 널리 쓰인다. 예컨대 ‘데오레급’ 브레이크와 변속기가 달린 자전거는 ‘XT급’ 자전거보다 전반적으로 수준이 낮은 부품들로 구성돼 있다.

●초보자는 고가품 체감 어려워

고가품 성능을 활용하려면 실력이 뒷받침돼야 한다. 시마노 홍보담당자마저 100만원이 넘는 자전거의 성능은 초보자에게 큰 의미가 없다고 말한다. “동호인이 흔히 입문용으로 권하는 105급 변속기는 선수용 제품입니다. 동네 언덕을 오르내리는 정도 주행에서는 성능 차이를 느끼기 어렵죠.”

물론 지인들이 특정 등급 제품으로 시작하라고 조언하는 데는 나름의 이유가 있다. 초보 딱지를 떼면 고급 자전거가 눈에 들어올 텐데, 그때 또 돈을 들이느니 처음부터 수준 높여 시작하라는 이야기다. 대개 로드는 ‘소라급’이나 ‘105급’, MTB는 ‘데오레급’을 권한다. 선택은 각자의 몫이다.

포스팅을 하다 보면 자전거 프레임의 재료별 종류를 알려드릴 때가 있습니다. 다양한 디자인의 자전거들이지만 사용하는 재료는 보통 가격대에 따라서 스틸, 알루미늄, 크로몰리, 카본, 티타늄 등으로 나누어지고 있는데요 오늘은 재료의 종류에 따른 특징을 정리해보겠습니다.

( •_•)>⌐■-■ 무게 높은순서 "스틸 > 알루미늄 > 티타늄 > 카본

( •_•)>⌐■-■ 가격 높은순서 "티타늄 > 카본 > 알루미늄 > 스틸

( •_•)>⌐■-■ 강도 높은순서 "티타늄 > 카본 > 스틸 > 알루미늄

( •_•)>⌐■-■ 충격흡수(유연성)높은순서 "티타늄 > 카본 > 스틸 > 알루미늄

크로몰리는 제외 하였습니다.

자전거 프레임 스틸, 알루미늄, 크로몰리, 카본, 티타늄 재료 특징

자전거의 프레임의 재료에 따라 가격 및 등급의 차이가 발생하고 같은 종류의 재료를 사용했다고 해도 그 안에서 등급의 구성이 이루어지는 경우도 있습니다. 예를 들면 메리다의 경우 카본 등급이 CF2~CF5까지 등급을 나누는 것처럼 말이죠

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출처 https://www.odbike.co.kr/

 

크로몰리 프레임의 특징

크로몰리는 오래된 자전거 프레임 재료입니다. 알루미늄 활성화되기 전까지 많이 사용되었지만 현재는 잘 사용되지는 않습니다. 크로몰리는 승차감, 강도, 내구도, 탄성 등의 강점이 있지만 치명적인 단점이 있는데요 그것은 무거운 무게와 부식 등입니다. 1970년대 까지 많이 사용되었던 소재입니다.

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크로몰리 자전거 [출처 마치벨로]

 

스틸 프레임의 특징

일반적으로 저가형 자전거의 프레임 재료로 많이 사용되고 있습니다. 저가형에 사용되는 특성에 맞게 재료의 값이 저렴 하지만 강도는 높고 가공성도 매우 좋고 변형도 거의 없습니다. 때문에 가공의 비용과 노력이 적게 소모되는 것이죠. 하지만 습기 등에 대한 관리를 잘해줘야 하고 무겁습니다. 습기는 녹 같은 부식이 나기 쉽고, 자전거는 가벼울수록 비싸지는 특성이 있기 때문에 다양한 가공법 등을 통해서 스틸의 무게를 줄이는 노력이 이루어지고 있습니다. 하지만 강도가 높은 특성상 얇게 가공하는 경우 프레임이 으깨지는 문제점 등이 발생합니다.

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스틸프레임 자전거 [출처 알톤]

 

알루미늄 프레임의 특징

스틸의 문제점 (무게와 부식 등)을 해결하기 위해 사용된 재질이 알루미늄입니다. 초기의 알루미늄 프레임은 치명적인 문제를 가지고 있었는데 그것은 바로 알루미늄만으로 제작이 되었기 때문에 쉽게 뭉개지거나 휘어버리는 것입니다. 현재의 프레임은 다양한 가공법을 통해서도 문제를 해결하고 있지만 알루미늄에 다양한 재료를 섞어 강도와 탄성을 보강하는 연구를 통해서도 이와 같은 단점을 극복하고 있고 앞으로도 더욱 발전할 가능성이 높습니다.

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버티드 공법
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알루미늄 프레임 [출처 첼로]

카본 프레임의 특징

요즘 라이더들이 좀 더 전문적인 취미로 자전거를 구매한다면 가장 선호하는 재질의 재료가 바로 카본입니다. 카본은 섬유에 카본을 입히면서 겹층을 쌓는 방법으로 플레이트를 생산하며 열성형을 통해 모양을 만드는 방식으로 만들어집니다. 카본은 무게도 가볍도 강도도 좋습니다 (무게별 강도가 제일 높음). 또한 페달링의 힘 전달에 손실이 없어서 라이더의 순발력과 스피드감을 충족시켜 줍니다. 때문에 고급 로드 자전거의 주요 자전거 소재에 주로 사용되는 재료입니다. 이렇게 좋은 카본도 단점은 있는데요 바로 카본층의 찢어짐 문제입니다. 카본은 겹층이 쌓인 부분이 아닌 곳에는 오는 충격에는 약하기 때문에 이런 문제가 발생합니다.

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카본프레임 자전거 젤리우스 600sl

 

티타늄 프레임의 특징

티타늄은 자전거 프레임의 재료 중에 최고급을 자랑합니다. 부식은 물론 가볍고 충격 흡수도 매우 좋습니다. 사실 이런 좋은 재료는 많이 사용되어야 좋겠지만 티타늄도 단점이 존재하는데요 바로 높은 가격입니다. 티타늄은 용접 과정에서 결함이 생길 가능성이 높아서 숙련된 작업자만이 제작하여야 하기 때문입니다.