알루미늄과 알루미늄 합금

알루미늄과 그 합금

 - 알루미늄(Al)은 가볍고 내식성이 좋아 용도가 다양하다. 알루미늄에 구리,마그네슘, 규소, 니켈, 아연, 망간 등의 원소를 첨가하여 만든 알루미늄 합금은 가볍고 강하기 때문에 압연품, 주물, 단조품으로 이용된다.

 

1. 알루미늄

 - 비중 : 2.7

 - 용융점 : 660℃

 - 은백색의 가볍고 전연성이 좋은 금속. 규소 다음으로 지구상에 많이 존재하는 원소

 - 가공 및 주조가 용이하고 다른 금속과 합금이 용이하며, 상온 및 고온에서 가공이 용이함.

  - 보크사이트()를 정제하여 알루미나()를 만들고 이것을 용융염에서 전기분해하여 제조함.

 

 (1) 알루미늄의 성질과 특성

  1) 물리적 성질

   - 알루미늄의 전기 전도율은 구리의 60% 이상이고 가볍고 내식성이 좋아 송전선으로 많이 사용됨.

  2) 화학적 성질

   - 알루미늄은 대기 중에서 쉽게 산화되지만, 공기 중의 산소와 반응하여 산화알루미늄()의 얇은 보호 피막을 형성하여 내부의 산화를 방지하여 내식성을 좋게 함. 물이나 대기 중에서는 내식성이 강하나 황산, 염산, 알칼리성 수용액, 바닷물에는 부식됨.

  3) 기계적 성질

   - 알루미늄은 순도가 높을수록 강도와 경도는 저하하고, 철, 구리, 규소 등의 불순물 함유량에 따라 기계적 성질이 변함.

   - 알루미늄은 냉간 또는 열간 가공성이 다른 금속에 비하여 뛰어나 관, 원판, 리벳, 봉, 선 등으로 쉽게 압연 및 압출을 할 수 있음. 알루미늄을 상온에서 판, 선으로 가공하면 경도와 인장 강도가 증가하고 연신율이 감소함.

 

 

2. 알루미늄 합금

 - 알루미늄은 순 금속 상태에서는 경도와 강도가 작아 구조용 재료로는 적당하지 않다. 따라서 알루미늄에 구리, 아연, 마그네슘 등의 금속을 첨가하여 강도와 내식성을 향상시켜 항공기, 자동차 부품, 건축 재료 등에서 무게를 감소시키는 경량화에 많이 사용된다. 특히 알루미늄 합금은 주물용 알루미늄 합금과 가공용 알루미늄 합금으로 구분하고 있다.

  (1) 주물용 알루미늄 합금

   - 주물용 알루미늄 합금은 알루미늄-구리 합금, 알루미늄-규소 합금, 알루미늄-마그네슘 합금을 기본으로 하여, 이들을 조합시키거나 망간 니켈을 첨가한 다원계 합금이다. 주물용 알루미늄 합금은 주철 주물보다 가벼우므로, 자동차 부품을 비롯하여 광학 기계, 조명 기구, 통신 기구, 낙농 기구, 어업 기구, 위생 용기 등에 널리 사용되고 있다. 주물용 알루미늄 합금으로 많이 이용되는 것으로 알루미늄 규소계 합금인 실루민이 있다. 실루민은 10~14%의 규소가 함유된 것으로 기계적 성질이 우수하고 용융점이 낮아 주조성이 좋으며 복잡한 모래형 주물에 많이 이용된다.

  (2) 가공용 알루미늄 합금

   - 단조, 압연, 인발, 압출 등의 가공으로 판, 봉, 관, 선 등을 만들 수 있는 합금이 가공용 알루미늄 합금이다.

   - 가공용 알루미늄 합금은 두랄루민계(Al-Cu-MgrP, Al-Zn-Mg계)의 고강도 합금계와 내식성 합금계(Al-Mn계, Al-Mg계, Al-Mg-Si계)로 나눌 수 있다.