알루미늄 합금에 대해

알루미늄청동[ aluminium bronze ]
이 경우의 청동이라는 글자는 구리합금이라는 뜻이며, 이 합금에는 일반적으로주석을 첨가하지 않는다. 보통 알루미늄의 함유량이 12%까지의 것을 판·관·봉 등의전신재(展伸材)로 하거나, 주물로 해서 사용하는데, 800℃에서 담금질하면 가장 강해진다. 또한 내식성(耐蝕性)·내마모성이 우수하다.

와이합금[ Y alloy ]
영국의 W.로젠하인이 개발하였으며, 알루미늄 합금으로서 내열성이 우수하여 가솔린 기관의 항공기시대에는 엔진의 실린더헤드를 만드는 주조용 합금으로서 많이 사용되었다.
영국 규격은 LM 14, 미국 규격은 142 합금이라고 한다. 구리 4%, 마그네슘 1.5%, 니켈 2%를 알루미늄에 첨가한 합금으로, 510℃ 담금질, 180∼200℃ 뜨임시효처리로 인장강도 1mm2당 30 kg이며, 내식성이 적당하고 내열성도 좋다.

라우탈[ Lautal ]
490∼510 ℃로 담금질한 다음 120∼145 ℃에서 16∼48시간 뜨임을 하면 기계적 성질이 좋아진다. 열처리와 가공을 적당히 조합함으로써 두랄루민과 같은 정도의 강도를 갖는 것을 만들 수가 있다. 용도는 자동차 ·항공기 ·선박 등의 부분품으로 사용된다.

초두랄루민[ 超- , super duralumin ]
1906년 A.빌름이 발명한 두랄루민을 개량하여, 이것보다 강도가 우수한 것을 만들기 위해 30년간 연구한 결과 만들어진 고력(高力) 알루미늄 합금을 말한다. 크게 나누어 24S계(구리·마그네슘을 가한 것으로 불순물철·규소를 기피하는 것), RR계(구리·마그네슘 외에 니켈을 가한 것), DM 31계(구리·마그네슘에 망간을 가하여 不純地金에 강하게 한 것), 불순물의 증가에 대응해서 만든 ND 등이 있다. 또한 HD, ESD, 75S는 초초(超超)두랄루민이라고 하며, 초두랄루민보다 한층 더 강하지만, 이 계통의 실용합금(實用合金)으로는 ESD가 최초로 나왔다.

실루민[ silumin ]
12 % 규소의 합금을 단순히 실루민이라 하고, 9 %의 규소에 0.5 %의 마그네슘과 망간을 가한 것을 감마(γ) 실루민이라고 한다. 오늘날에는 규소가 더욱 많은 실루민도 사용한다. 1930년대 실루민에 0.1 % 이하의 나트륨을 가하면 조직이 미세해진다는 것이 발견되었다. 이것을 개량처리라고 하고, 반드시 이 처리를 거친 후 사용한다. 또 실루민은 다이캐스팅용으로도 사용된다.

히드로날륨[ hydronalium ]
원래는 알루미늄이 바닷물에 약한 것을 개량하기 위하여 개발된 합금의 명칭으로서, 어원은 물(hydro)과 알루미늄의 어미(語尾)를 연결한 것이다. 오늘날 아케이드 지붕에 사용되기도 하고 철도차량 ·객선의 갑판구조물로 사용되기도 하며, 내식 알루미늄합금 중 대표적인 것의 하나이기도 하다.

실용합금은 판 ·봉 ·관 등의 전신재용(展伸材用)과 주조용(鑄造用)으로 크게 나누는데, 전신재용은 5%까지의 마그네슘을 함유하며, 가장 흔하게 사용되는 것은 3.5%까지의 것이다. 이에 대하여 주조용은 4∼7%의 것과 10%의 것 두 가지가 있으며, 또 7∼8%의 것이 다이캐스트(diecast:압력주조된 주물)로서 소형 카메라의 몸체 등에 사용된다.

로칼로이[ rockalloy ]
미국에서 개발된 베릴륨-알루미늄 2원합금(二元合金)의 상표명이다. 항공기 재료로서 비중이 1.8이고, 녹는점이 높은(1,284℃) 베릴륨의 성능은 좋지만, 목적하는 판재로 압연가공(壓延加工)하거나 기체(機體) 모양에 맞게 굽힘가공을 하기에는 연성(延性)이 부족하다. 이것을 개량하기 위해 개발된 베릴륨-알루미늄계 합금은 거의 순(純)베릴륨의 공정(共晶:eutectic)을 만들기 때문에, 연성이 부족한 베릴륨의작은 결정이 연하고 연성이 풍부한 알루미늄 바탕에 아로새겨진 형태로 되어 연성이 있다. 30% 이상의 알루미늄을 함유하는 압출재(押出材)뿐만 아니라 판재도 만들 수 있어, 항공기용 재료 이외에 정밀 전자기기의 부품에도 많이 사용된다.

알루미늄 (AL)

 

특징 :  주조가 용이하며 다른 금속과 잘 합금되고, 상온 및 고온가공이 용이하다.  대기중에서 내식력이 강하고 전기 및 열의 양전도체이다.

용도 : 송전선이 최대의 용도이다. AL판은 자동차, 항공기, 가정용기, 화학 공업용 용기 등에 사용되고,  AL박(箔 )은 약품, 과자류의 상자포장으로 이용되며,  AL봉과 파이프는 전기재료나 콘덴서 등에 사용된다. 또한, AL분말은 녹의 방지, 도료, 폭약제조 등에 사용된다.

 

알루미늄 합금의 종류

 

주조용 AL 합금

 

1. 실루민(Al+Si 10~14%)

주조성은 좋으나 절삭성 불량, 재질(개량) 처리 효과가 크다.

 

2. 라우탈(Al+Cu 3~8%+Si 3~8%)

주조성이 좋고, 시효경화성이 있다. Si첨가로 주조성 개선, Cu첨가로 실루민의 결점인 절삭성 향상. ex) 피스톤, 기계부속품 등

 

 3. 하이드로날륨(Al+Mg 4~7%)

내식성이 매우 우수하다. ex) 선박용품, 건축용 재료 등

 

4. Y합금(Al+Cu 4% + Ni 2% + Mg 1.5%)

고온강도가 크다. ex) 내연기관의 실린더, 피스톤 등

 

5. 로우엑스(Al, Si 11~14% Mg 1%, Ni, Cu, Fe)

열팽창계수가 적고 내열, 내마멸서잉 우수.

ex)금형에 주조되는 피스톤용

 

가공용 AL합금

 

1. 강력AL합금

1-1) 두랄루민(Al+Cu 4%, Mg 5%, Mn 0.5%, Si 0.5%)

가볍고 강도가 크다. ex) 항공기 몸체, 자동차, 운반기계 등

 

1-2) 초두랄루민(두랄루민에 Mg 증가, Si 감소)

ex) 항공기의 구조용 재료, 리벳,기계기구류 등

 

2. 내식용 AL합금

2-1) 하이드로날륨(Al-Mg계)

해수, 알칼리성에 대한 내식성이 강하며, 용접성 양호.

 

2-2) 알민(Al-Mn 1~1.5%)

내식성 우수, 용접성 우수 ex) 저장탱크, 기름탱크 등

 

2-3) 알드리(Al-Mg-Si계)

강도와 인성이 있고 큰 가공변형에도 잘 견딤. ex)송전선

 

2-4) 알클래드

강력 AL 합금 표면에 순수 AL 또는 내식 AL합금을 피복한것.

내식성과 강도 증가의 목적