스크랩 알루미늄 자료

[바보아빠]

■ 알루미늄 자료

두랄루민(Duralumin)이란?

 알루미늄 합금의 꽃이라고 해도 과언이 아닌 두랄루민은 구리와 마그네슘 및 그 외 1~2종의 원소를 알루미늄에 첨가하여 시효경화성을 가지게 한 고력(高力) 알루미늄 합금으로서 1906년 9월 독일인 A. 빌름이 발명하였으며, 그가 소속된 뒤렌(Duren)금속회사의 이름과 알루미늄을 따서 두랄루민으로 명명하였다. 그 후 각종 새로운 강한합금이 발명되었다.

가공용 알루미늄 합금은 크게 두 가지로 나누는데, 두랄루민계인 알루미늄- 구리- 마그네슘계, 알루미늄- 아연- 마그네슘계와 내식성 합금인 알루미늄- 망간계, 알루미늄- 마그네슘계, 알루미늄- 마그네슘-규소계이다.

두랄루민을 세가지로 나누면 일반적으로 사용해온 두랄루민과 초(超)두랄루민 및 초초(超超)두랄루민으로 구분된다.

이것의 특징은 시효경화성을 가진 점이다. 시효경화란 두랄루민을 500~510℃정도로 가열한 후 물속에서 급속 냉각(T4)시키면 매우 연한 상태가 되는데, 이것을 상온에 방치하면 시간이 경과될수록 경화되는 현상을 말한다. 시효경화가 상온에서 일어나면 강도는 철재(鐵材)정도가 된다. 비중이 2.8이어서 철강의 1/3밖에 되지 않으므로 중량당(重量當)의 강도는 매우 우수하기 때문에 비행기의 재료로 많이 사용된다.

두랄루민이 비행기 재료로 사용된 후 두랄루민의 개량은 비행기의 발달을 촉진시켰으며, 빌름의 두랄루민보다 강력한 초두랄루민이 여러 종류 개발되었다. 초두랄루민 중에서 오늘날 사용되는 A2024는 미국에서 개발한 것으로, 빌름이 발명한 두랄루민보다 마그네슘이 1%정도 많으며, 불순물로 함유된 규소는 경화에 관계되는 경우도 있고, 인장강도(引張强度)는 빌름의 것보다 20% 정도 높아 항공기 바깥면의 재료로서 사용된다. 그러나 두랄루민은 구리가 섞여 있어 알루미늄 합금 중에서도 내식성이 좋지 않은 단점을 가지고 있다.

두랄루민 중 초초두랄루민(ESD, Extra Super Duralumin)은1930년대 말에 일본에서 연구 개발된 것이다. 8%의 아연, 1.5%의 구리, 1.5%의 마그네슘을 가하여 아연이 섞여 있는 합금의 결점인 응력부식(應力腐飾)을 크롬과 망간을 0.25% 가하여 방지한 것이다. 대표적인 재질로 A7075라고 하는 미국에서 발명된 재료는 이것과 같은 계열의 합금이다.

초초두랄루민 등은 항공업계에서 널리 사용되어서 오늘날의 항공기에 사용되는 재료의 무게 중 약 50~70%는 알루미늄으로 이루어졌다고 보면 된다. 무게의 감소는 인공위성이나 우주선 등의 비행체에서는 더욱 중요해지는데, 이는 자체중량의 감소는 곧 연료의 감소. 즉, 발사비용의 절감으로 직결된다.

★ 참고 : 각 두랄루민 합금의 대표적인 화학성분

성 분	Cu	Mg	Mn	Zn	Cr
합 금
두랄루민	4%	0.5%	0.5%	·	·
초 두랄루민	1.6%	2.5%	0.2%	5.6%	0.3%
초초두랄루민	1.5%	1.5%	0.25%	8%	0.25%

[알루미늄 화학 성분표]

합금 계열	합금명	화 학 성 분 (Wt.%)
		Si	Fe	Cu	Mn	Mg	Zn	Cr	Ti	기타	Al
Pure AI	1050	0.25	0.40	0.05	0.05	0.05	0.05	-	0.03	-	99.50
	1100	Si+Fe	1.0	0.05~0.20	0.05	-	0.10	-	-	-	99.00
Al+Cu	2011	0.4	0.7	5.0~6.0	-	-	0.30	-	-	Pb:0.2~0.6 Bi:0.2~0.6	R
	2014	0.50~1.2	0.7	3.9~5.0	0.40~1.2	0.20~0.80	0.25	0.10	Zr+Ti 0.20	-	R
	2017	0.20~0.8	0.7	3.5~4.5	0.40~1.0	0.40~0.8	0.25	0.10	Zr+Ti 0.20	-	R
	2117	0.8	0.7	2.2~3.0	0.20	0.20~0.50	0.25	0.10	-	-	R
	2024	0.5	0.5	3.8~4.9	0.20	1.2~1.8	0.28	0.10	Zr+Ti 0.20	-	R
	2218	0.9	1.0	3.5~4.5	0.20	1.2~1.8	0.25	0.10	-	Ni:1.7 ~2.3	R
Al+Mn	3003	0.6	0.7	0.05~0.20	1.0~1.5	-	0.10	-	-	-	R
Al+Si	4032	11.0~13.5	1.0	0.50~1.3	-	0.8~1.3	0.25	0.10	-	Ni:0.50 ~1.3	R
Al+Mg	5005	0.3	0.7	0.20	0.20	1.50~1.1	0.25	0.10	-	-	R
	5052	0.25	0.4	0.10	0.10	2.2~2.8	0.10	0.15~0.35	-	-	R
	5056	0.3	0.4	0.10	0.05~0.20	4.5~5.6	0.10	0.05~0.20	-	-	R
	5083	0.40	0.40	0.10	0.40~1.0	4.0~4.9	0.25	0.05~0.25	0.15	-	R
	5086	0.40	0.50	0.10	0.20~0.7	3.5~4.5	0.25	0.05~0.25	0.15	-	R
Al+MG +Si	6061	0.40~0.8	0.7	0.15~0.40	0.15	0.8~1.2	0.25	0.04~0.35	0.15	-	R
	6063	0.20~0.6	0.35	0.1	0.10	0.45~0.9	0.10	0.10	0.10	-	R
	6151	0.6~1.2	1.0	0.35	0.20	0.45~0.8	0.25	0.15~0.35	0.15	25	R
	6262	0.40~0.8	0.7	0.15~0.40	0.15	0.8~1.2	0.25	0.04~0.14	0.15	Pb:0.4~0.7 Bi:0.4~0.7	R
	6351	0.7~1.8	0.50	0.10	0.40~0.8	0.40~0.8	0.20	-	0.20	-	R
Al+Zn	7001	0.35	0.40	1.6~2.6	0.20	2.6~3.4	6.8~8.0	0.18~0.35	0.20	-	R
	7003	0.30	0.35	0.20	0.30	0.50~1.0	5.0~6.5	0.20	0.20	Zr:0.50 ~0.25	R
	7050	0.12	0.15	2.0~2.6	0.10	1.9~2.6	5.7~6.7	0.04	0.06	Zr:0.08 ~0.15	R
	7075	0.40	0.50	1.2~2.0	0.30	2.1~2.9	5.1~5.6	0.18~0.28	0.20	Zr+Ti 0.25	R

※ 위 알루미늄 재질은 많이 알려진 자료를 열거하였으므로 이외의 알루미늄 재질은 문의 바랍니다.

[알루미늄 특성 및 용도]

합금 계열	합금명	특 성	용 도	용접성	가공성	내식성	전도성	표면 처리
Pure AI	1050	강도는 떨어지나 내식성이 가장 우수, 열 및 전기 전도성 우수	전기용도체, 열교환기부품,용접선장식품,인쇄판,반사판,화학성공업용 TANK	A	D	A	A	A
	1100			A	D	A	A	A
Al+Cu	2011	쾌삭성 우수	VOLUME SHAFT,광학부품,기계나사	D	A	D	D	C
	2014	단조성 우수 고강도	항공기 부품 트럭 FRAME 유압부품	C	B	D	D	C
	2017			B	B	D	D	C
	2117	내열성 우수	RIVET, PISTON	B	B	D	D	C
	2024	고강도	구조재, 볼트, 넷트, 항공기 용재	C	B	D	D	C
	2218	단조성,내마모성 우수	VTR,DAT,HEAD DRUM	C	B	D	D	C
Al+Mn	3003	강도,가공성,내식성 우수	복사기,PRINTER DRUM,에어콘,튜브	A	D	A	B	A
Al+Si	4032	내열성,내마모성 우수	PISTON,CYLINDER HEAD	B	B	C	D	A
Al+Mg	5005	가공성,내식성 우수	방충망, 건축용 내외장재	A	C	A	D	A
	5052	중강도,용접성,내식성우수	차량용재,선박용재	A	C	A	D	A
	5056	내식성,절삭성 우수	CAMERA경통,통신기기 부품	A	C	A	D	A
	5083	내식성,용접성 우수	해상구조물,저온용TANK,압력용기	A	C	A	D	A
	5086	고강도,내식성 우수	선박용재	A	C	A	D	A
Al+MG +Si	6061	열처리형합금,내식성양호	토목용재,스포츠용품	A	C	B	C	B
	6063	압출성, 표면처리성 우수	건축재,가전제품,GUARD RAIL	A	C	A	A	A
	6151	단조성, 내식성, 표면처리성 우수	기계 자동차 부품	A	C	B	C	B
	6262	내식성, 쾌삭성 우수	CAMERA 경통, BRAKE부품	B	B	B	C	B
	6351	내식성, 용접성 우수	선박용재	A	D	A	C	C
Al+Zn	7001	압출성 양호	스포츠 용품	D	B	C	C	C
	7003	용접성, 압출성 양호	차량용재, 구조재	B	C	C	D	D
	7050	내식성 우수, 압출성 양호	항공기 구조재, FOIL류	C	B	A	C	A
	7075	AI합금중 강도 최고	항공기 부품, 금형 소재	D	B	C	C	C

[알루미늄 기계적, 물리적 특성]

합금 및 조질	인 장				경도	탄성율	열팽 창률	용융점	열전 도도	전기전도도		전기저항
	강도Mpa		신율(%)		브리넬	Mpa ×10³	20℃~ 100℃	℃	25℃	20℃MS/m		20℃
	최대	항 복	A	B						부피 대비	질량 대비
1060-0	70	30	43	-	19	69	23.6	645 ~ 655	234	36	118	0.028
1060-H12	85	75	16	-	23	69			-	-	-	-
1060-H14	100	90	12	-	26	69			-	-	-	-
1060-H16	115	105	8	-	30	69			-	-	-	-
1060-H18	130	125	6	-	35	69			230	35	117	0.029
1100-0	90	35	35	42	23	69	23.6	640 ~ 655	222	34	113	0.029
1100-H12	110	105	12	22	28	69			-	-	-	-
1100-H14	125	115	9	18	32	69			-	-	-	-
1100-H16	145	140	6	15	38	69			-	-	-	-
1100-H18	165	150	5	13	44	69			-	-	-	-
2011-T3	380	295	-	13	95	70