청동

요약 구리합금 중에서 가장 오래전부터 사용되어 왔던 구리-주석계의 합금이다. 어느 양까지는 주석이 구리의 결정격자 속에 균일하게 녹아 있는 고용체로 되어 있다.

중국 고대문화가 가장 꽃피었던 시기인 청동기시대인 주3대(周三代) 때부터 주석을 적당량 배합해서 구리의 특성을 개량하는 방법을 알게 되어, 가하는 주석의 양과 용도를 관련시킨 금(金)의 6제(六齊), 즉 현재의 산공업규격과 같은 것을 만들었다고 한다. 청동은 구리-주석계의 합금으로, 구리의 우수한 전성과 연성을 크게 손상시키지 않고 강화되어 있는데, 주석의 양이 그 이상이 되면 다른 결정형의 ε이라고 하는 상(相)이 나타난다고 한다.

이 ε이라는 결정은 주석 38%인 것이며, 30 몇 %까지는 주석이 구리에 들어가는 데 따라 굳게 되지만, 반대로 취약해져서 잡아당겼을 때 끊어지기까지 늘어나는 양, 즉 연신상태는 감소된다. 또한 합금의 색도 구리색으로부터 주석이 가해짐에 따라 노란색으로 되며, 약 30%가 되면 은백색으로 된다.

고대의 대포(大砲)의 포신재로도 사용되었기 때문에 포금(砲金)이라고도 한다. 납을 첨가하여 종을 만드는 데 적합한 것은 특히 당금(唐金)이라고도 한다. 원래는 주석을 가한 구리합금을 말했으나, 구리합금 전체를 말하는 경우가 많다.

포금이란 보통 8∼12% 주석이 들어가 있는 것이며, 축받이에 사용되는 것은 13∼18%인데, 청동으로 사용되는 것은 아연을 더 가한 것이 많다. 동화(銅貨)는 3∼8% 주석에 1% 정도의 아연을 가한 것이며, 동상(銅像)·실내장식·건축용으로 사용되는 것은 2∼8% 주석, 1∼12% 아연에 주조 후의 가공을 쉽게 하기 위하여 1∼3%의 납을 가한다.

원래의 청동에 여러 원소를 첨가하여 개량한 특수청동에는 인청동·청동·청동 등이 있으며, 주석이 들어가지 않은 것은 청동(7~11% 알루미늄)과 황동(黃銅)에 소량의 망가니즈를 가한 망가니즈청동 등이 있다. 오늘날 구리라고 하는 구리-베릴륨 합금도 처음에는 베릴륨청동이라고 하였다.