C-103 나이오븀-하프늄 합금 (Nb-10Hf-1Ti)

나이오븀에 하프늄 약 10% · 티타늄 약 1% 를 넣은 항공우주용 합금

Nb-10Hf-1Ti-0.7Zr 로켓 추력기 노즐 용접성 우수

C-103 은 1965년 미국에서 처음 만들어져 아폴로 유인 달 착륙선 로켓 엔진의 노즐 연장부에 쓰였습니다. 중국은 1975년 NbHf10Ti1Zr0.7 합금 생산에 성공했습니다.

항공우주 산업에서 액체 로켓 추력기 노즐, 경량 추진 시스템, 로켓 엔진 추력실에 매우 좋은 소재이며, 터보펌프와 고온 제트 엔진 부품에도 쓰입니다.

합금 이름 읽는 법 — 맨 앞 원소 기호가 주성분, 뒤의 ‘숫자 + 원소 기호’가 섞은 원소와 그 함량(무게 %)입니다. 나머지는 모두 주성분입니다.

C-103 = 나이오븀(Nb) + 하프늄(Hf) 약 10% + 티타늄(Ti) 약 1%
Cb-752 = 나이오븀(Nb) + 텅스텐(W) 10% + 지르코늄(Zr) 2.5%

숫자는 대표값이며, 실제 허용 범위는 규격이나 성적서에 정해져 있습니다. 예: C-103 의 하프늄은 9 ~ 11%

제조 · 용접 · 열처리

제조 : 전자빔으로 녹여 불순물을 줄이는 방법(전자빔 용해)와 진공 소모 전극 아크 용해를 함께 써서 금속 덩어리(잉곳)을 만들고, 1,200°C 이상에서 구멍으로 밀어내 모양을 만드는 가공(압출) 또는 두드리거나 눌러 모양을 만드는 가공(단조)한 뒤 500°C 미만에서 압연 · 구멍(다이)으로 뽑아 가늘게 늘리는 가공(인발)해 판 · 스트립 · 봉 · 와이어 · 부품으로 만듭니다.
용접 : 용접성이 좋습니다. TIG(아르곤 텅스텐 아크) 용접과 전자빔 용융 용접을 쓰며, 아르곤 순도가 높고 진공 잔류 압력이 낮을수록 용접 품질이 좋습니다.
열처리 : 가열해 재질을 부드럽게 하는 열처리(풀림) · 고온에서 성분을 고르게 녹여 섞는 열처리(용체화) · 일정 온도에 두어 강도를 높이는 열처리(시효) 처리는 보통 진공이나 불활성 가스 보호 상태에서 합니다.

제품	C	O	N	H	Hf	Ti	Zr	W	Ta
C-103	0.015	0.025	0.01	0.0015	9 - 11	0.7 - 1.3	0.7	0.5	0.500

제품	조성	밀도/g·cm -3	온도/°C	선팽창계수/10 -6 K -1	재결정 온도/°C	풀림 온도/°C	연성-취성 천이 온도/°C
C-103	Nb-10Hf-1Ti-0.7Zr-0.1W-0.1Mo-0.05Ta	8.86	2349	4.5 (1203°C)	1038 - 1316	871	- 196

제품	조성	형상	온도/°C	인장강도/MPa	온도/°C	탄성계수	파단강도/MPa
C-103	10Hf, 1Ti, 0.7Zr	시트	1093	189.8	-	112 490	-