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Alloy Group |
Material 특성 |
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1000 |
순 Al 로서, 내식성이 좋고, 광의 반사성, 열의 도전성이 뛰어남. 강도는 낮지만 용접 및 성형가공이 쉽다고 함. |
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2000 |
Cu 를 주첨가 성분으로 한 것에 Mg 등을 함유한 열처리 합금. 열처리에 따라 강도는 높지만 내식성 및 용접성이 떨어지는 것이 많음. (단 2219 합금의 용접성은 우월하다.) Rivet 접합에 의한 구조물, 특히 항공기재로서 이용됨. |
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3000 |
Mn 을 주첨가 성분으로 한 냉각가공에 의해 각종 성질을 갖는 비열 처리 합금. 순 Al 에 비해 강도는 약간 높고, 용접성, 내식성, 성 형 가공성 등도 좋음. |
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4000 |
Si 를 주첨가 성분으로 한 비열처리 합금. 용접 재료로서 이용됨. |
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5000 |
Mg 를 주첨가 성분으로 한 강도가 높은 비열처리 합금. 용접성이 양호하고 해수 분위기에서도 내식성이 좋음. |
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6000 |
Mg 와 Si 를 주첨가 성분으로 한 열처리 합금. 용접성, 내식성이 양호하며 형재 및 관 등 구조물에 널리 이용되고 있음. |
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7000 |
Zn 을 주첨가 성분으로 하지만, 여기에 Mg 을 첨가한 고강도 열처리 합금. |
이렇다고 하는데 실제로 사용하는건 5000 및 6000 계열이 대부분.
이중에서도 자주 사용하는건, AL5052, AL5083, AL6061-T6 정도.
자주 사용하는 이정도에 대해서만 성분정도만 알아보자.
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합금명 |
Nominal Composition (%) | ||||||
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Cu |
Si |
Mn |
Mg |
Zn |
Fe |
Cr | |
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6061 |
0.25 |
0.6 |
0.15 |
1.0 |
0.25 |
0.7 |
0.2 |
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5052 |
0.1 |
0.25 |
0.1 |
2.5 |
0.1 |
0.4 |
0.2 |
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5083 |
0.1 |
0.4 |
0.7 |
4.4 |
0.25 |
0.4 |
0.15 |
성분으로 보자면, 6061 에만 Cu 가 포함되있음.
이때문인지 굳이 전기적 특성이 필요치 않는 6061 부품이라면, 원가절감을 통해서
6061 을 5052 또는 5083 으로 대체하는 경우가 자주 있음.
왜냐하면, 5052, 5083 이 6061 보다 저렴하기 때문임.
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합금명 |
항복강도 |
인장강도 |
연신율 |
Brinell Hardness |
전단강도 |
피로강도 |
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Kgf/mm^2 |
Kgf/mm^2 |
1.6mm % |
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Kgf/mm^2 |
Kgf/mm^2 | |
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5052-O |
9 |
19.5 |
25 |
47 |
12.5 |
11 |
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5052-H32 |
19.5 |
23 |
12 |
60 |
14 |
12 |
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5052-H34 |
22 |
26.5 |
10 |
68 |
15 |
12.5 |
|
5052-H36 |
24.5 |
28 |
8 |
73 |
16 |
13.5 |
|
5052-H38 |
26 |
29.5 |
7 |
77 |
17 |
14 |
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5083-O |
15 |
29.5 |
- |
- |
17.5 |
- |
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5083-H321 |
23 |
32.5 |
- |
- |
- |
16 |
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6061-T6 |
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주로 사용되는 Al 소재들의 물성은 상기와 같음.
Steel 류, Stainless 등과 비교하면 별것도 아닐것임.
하지만, 무게대비 강도가 뛰어나다는게 Al 의 장점임.
하지만, Al 의 강도는 온도에 따라서 급격하게 변하므로, 사용온도를 잘 알아야해.
Al 용융점은 대략 600℃ 내외로 알고 있음.
용융점의 절반정도의 온도인 300 ℃ 정도가 되면, 강도가 급격하게 저하된다고해.
상온 강도대비 50~70% 정도로 떨어진다고 했던거 같음. 정확히 기억안남.
그냥 절반정도로 떨어진다고 생각하면 될꺼임.
또한 Steel 대비, 절삭가공성이 아주 좋음.
무슨 뜻이냐면 선반/밀링 등을 통한 가공성이 쉽다는건데, 같은 시간동안 더 많이 깎을수
있다는 거임. 그러므로, 가공머신에 전달되는 부하도 Steel 대비 아주 적단 말이지.
그래서, 어떤 가공shop 에서는 Al 용 Steel 용 머신을 따로 구분해서 사용하기도 하더라.
Al 을 가공하던 머신으로, Steel 을 가공하면 머신의 Setting 을 다시해야한다고 함.
경험상, Al 대형 구조물의 경우, Al5052 를 많이 사용했음. 큰 판재형 제품이나 챔버류.
6061 을 사용해도 되지만, 6061 은 비쌈. 그리고 적용전에 해석은 필수로 거치더라.
실제 변형량을 예측하기위한 해석은 아니고, 안전에 대해서 합격/불합격 으로 2분법적인
판단을 하거나, 구조적으로 가장 취약한 부분은 어딘가에 포커스를 맞춘 해석이 대부분
이었음.
그리고, Bending 제품의 경우 6061 을 사용했었음. 흔치않게 Al 재질의 cover 제작시에
6061을 사용했었음.
간혹 Al 재질의 Bolt 가 필요한 경우가 있음. 이런 경우엔 속편하게 구매해서 사용함.
Misumi 의 CBAL 제품군으로 그냥 사서 씀. 대부분 Anodizing 처리가 되어 있는데,
몇번 사용하면 Anodizing 벗겨지므로 Spare 수량을 충분히 확보하는게 좋음.
이유는 모르겠지만, 재질은 20 계열이었음.
간혹 Al sheet 재질이 필요한 경우가 있음. 전극 연결시 사용하는데 10 계열을 사용했었음.
AL1050 을 Ground strap 재질로 사용한 적이 있었음. 이런 경우 t가 중요함.
Al 의 표면처리?
Anodizing. 가장 많이 사용해봤음.
아이팟터치…라고 한때 부와명예의 상징이었던 MP3 플레이어.
그거 뒷판에 사용된게 Al 이었는데, 아무런 표면처리가 없었다니까.
Polishing 만 되어 있었고, 아주 쉽게 손상됬었지. A형의 속마음처럼…
일단 Anodizing 처리를 하면, 표면이 경화되. 색깔도 변하게 되고…
마치 적절히 태닝된 식스팩 근육처럼 말이지.
다만, Anodizing 처리를 하게되면, 전기가 통하지 않게되.
그래서 전기를 통하게 할 부분이 필요하면, 반드시 마스킹 처리를 해야하는거야.
