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표 8.1 알루미늄의 물리적 성질

8.1 알루미늄 및 그 합금. (1) 알루미늄 ( 면심입방격자 ) - 경금속 : 비중 2.7 ( > Be(1.84) > Mg (1.74) ) - 내식성 양호 , 전기 및 열의 전도도가 Cu 보다 우수 . - 전연성이 풍부하여 판 , 봉 , 관 , 선 및 박판으로 가공이 용이. 표 8.1 알루미늄의 물리적 성질 . 8.1 알루미늄 및 그 합금. - 기계적 성질 : 순도 , 가공도에 영향을 받음 ( 순도에 대한 강도는 반비례 , 연신율은 비례 )

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표 8.1 알루미늄의 물리적 성질

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  1. 8.1 알루미늄 및 그 합금 (1) 알루미늄 (면심입방격자) - 경금속 : 비중 2.7 ( > Be(1.84) > Mg (1.74) ) - 내식성 양호, 전기 및 열의 전도도가 Cu 보다 우수. - 전연성이 풍부하여 판, 봉, 관, 선 및 박판으로 가공이 용이 표 8.1 알루미늄의 물리적 성질

  2. 8.1 알루미늄 및 그 합금 - 기계적 성질: 순도, 가공도에 영향을 받음 (순도에 대한 강도는 반비례, 연신율은 비례) - 상온가공도가 큰 경우  현저한 가공경화현상으로 강도 증가, 연신율은 감소 - 재결정온도 : 260℃  200∼350℃로 가열하면 재결정 후 회복 (강도 감소, 연신율 증가) - 공기중에서 표면에 산화막을 형성하여 내식성이 강함 - 불순물(Cu, Fe, Ni) 함유  내식성은 현저히 저하  수산, 유산의 전해액에서 양극산화 하고, 고압증기로 가열하여 표면에 산화물피막을 형성하는 표면처리로 내식성을 유지 표 8.2 알루미늄의 기계적 성질

  3. 8.1 알루미늄 및 그 합금 [ 종별, 질별 기호 ] •종별기호: 냉간가공 - H와 정도를 나타내는 숫자, 전신재의 풀림한 것은 '0', 주조재의 풀 림한 것 'F', 열처리 'T1∼T10' (T5: 인공시효, T6: 용체화처리후 인공시효) •질별기호: 종별기호 뒤에 붙임 (2) 주물용 알루미늄 합금- 용도: 자동차, 가정용 제품, 전기통신 기계기구, 농업기계 등 - 주철주물에 비해 용해작업이 용이하고 경량이지만 수축율(6.2%)이 크고, 핀홀 (미세 기 공)이 발생하기 쉬워 강도가 낮아져도 주조성이 좋은 조성을 선택할 필요성이 요구됨 표 8.3 알루미늄 합금주물 (KS D 6008)

  4. (2) 주물용 알루미늄 합금 1) Al-Cu계 합금-  상 고용체는 548 ℃에서 Cu를 최대 5.65%고용 - Cu의 고용량은 400 ℃엣 1.5%, 300 ℃에서 0.45% 로 되고 온도 강하와 함께 감소 •용체화열처리(solution heat treatment) : 500 ℃ 근처에서 가열 후 급냉하여 상의 석출을 저지함으로써 균일한 과포화 고용체를 만드는 담금질 열처리. •시효경화(aging hardening): 용체화열처리된 Al-Cu 합금은 불안정한 상태로 상온이나 상온이상의 적당한 온도로 가열하면 상으로 석출되어 경화되는 열처리 cf. Guinier-Perston zone(GP zone): 상의 석출 전에 과포화 고용체에 고용되어 있는 Cu원자가 국부적으로 모인 원형상의 집합체 - 상온시효: 상온에서 일어나는 시효 - 인공시효: 상온 이상의 온도에서는 보다 빠른 시간 동안에 발생시키는 시효 •과시효: 시효시간을 길게, 혹은 시효온도를 높히면  상이 석출하여 경도가 저하되는 현상 온도 서냉 급냉 금속간화합물 과포화 고용체(불안정 조직) 그림 8.1 Al-Cu 합금의 상태도 (Al 측)

  5. (2) 주물용 알루미늄 합금 [실용 Al-Cu계 합금] •라우탈(Lautal): Al에 4%Cu를 첨가한 합금은 강도와 연신율이 큰 주물합금이나 주조성이 좋지 않으므로 Si 4∼7%를 첨가하여 핀홀, 주조균열 발생을 억제한 합금  금형 주조용 합금, 시효경화성이 있음 • Y합금: 4% Cu-Al 합금에 2% Ni, 1.5% Mg를 첨가하여 고온강도를 크게 한 합금  내연기관의 피스톤, 실린더헤더에 이용 cf.코비탈리움(Kobitalium):강도, 내열성이 우수하여 피스톤용 합금으로 사용

  6. 개량합금 인장강도 보통합금 연신율 인장강도 개량합금 보통합금 순 그림 8.2 사형주조 Al-Si 합금의 기계적 성질 (2) 주물용 알루미늄 합금 2) Al-Si계 합금•실루민(silumin): 10∼13%Si를 함유, 주조성이 우수, 내마모성이 좋은 합금  고온강도, 피로강도가 낮고 피삭성이 좋지 않음 •개량처리: 서냉 주조법에서는 Si가 편석해 조대결정으로 되기 쉬우므로 Na를 첨가하여 조직을 미세화하는 처리법 (그림 8.2참조) - -실루민, Cu-실루민: 실루민에 0.5%Mg또는 3%Cu를 첨가하여 개량한 Al-Si계 합금, 시효경화가 가능 - AC8A 및 AC8B: 로우엑스(Lo-Ex)합금 선팽창계수 가 작고 내열성이 좋아 피스톤용 합금 3) Al-Mg 계 합금 - 하이드로날리움(Hydronalium): Mg을 10% 까지 첨가한 합금  내식성, 연신율을 증가 Al3Mg2상의 석출을 이용해 강도의 개선이 가능 4) 다이캐스트용 Al 합금 - 유동성이 우수한 로우탈, 실루민, 하이드로날리움 계통의 합금이 사용되나 금형의 손상을 억제하기 위해 1%Fe를 첨가함. (※다이캐스트용 부품은 열처리가 불가능)

  7. (3) 가공용 알루미늄 합금 ① 내식 알루미늄 합금: Mn, Mg, Si를 소량 첨가하여 강도를 개선시킨 것 (내식성 저하 원소: Cu, Ni, Fe) - Al-Mn계, Al-Mg계, Al-Mg-Si계 합금으로서 KS종별 3000, 5000 및 6000번대의 합금 시효경화성이 없어 냉간가공으로 재질 개선 ② 고력 Al 합금: 고 인장강도, Cu, Mn, Mg, Cr 및 Zn를 첨가하여 가공 및 열처리로 강도를 높은 것 - Al-Cu 계 및 Al-Zn 계 합금으로서 KS 종별기호 2000번 및 7000번대의 합금  고비강도 및 경량이 요구되는 항공기 구조용 부재 및 단조품으로 사용 - 듀랄루민 (Duralium): 2017(4%Cu, 0.5%Mg, 0.5%Mn)합금  약 500 ℃에서 용체화 처리후 상온시효처리  연강에 상당하는 인장강도(392Mpa)를 유지 - 초듀랄루민 (Super Duralium, SD): 2024(4.5%Cu, 1.5%Mg, 0.6%Mn)합금  듀랄루민의 Mg함량을 1%정도 증가시켜 인장강도를 개선 (490 MPa) - 초초듀랄루민 (Extra Super Duralium, ESD): 7075(5.5%Zn, 2.5%Mg, 1.5%Cu, 0.3%Cr, Mn)합금  응력부식균열 및 자연균열의 방지를 위해 Cr 및 Mn을 첨가하였고, Zn을 다량 함유시켜 MgZn2 화합물의 석출을 이용하여 시효경화성을 개선  2017 및 2024에 비해 연신율은 다소 작지만 T6열처리를 하여 인장강도를 588 MPa로 개선 ③ 알클래드: 고력 Al 합금의 내식성 개선을 위해 고력 Al 합금 판재의 표면에 두께 2∼4%의 내식성이 좋 은 순Al 또는 내식 Al합금을 얇게 피막하여 내식성을 증가시킨 것

  8. 8.2 구리 및 그 합금 (1) 순구리 - 전기 및 열의 양도체로 전기기기 및 전선에 이용 - 가공경화률이 작고 변형능력이 커 상온가공성이 우수 - 가공후 150∼250℃로 가열하면 연화하지만 400∼600℃에서 완전한 풀림이 가능 - 대기, 물, 산에 대한 내식성은 크지만 초산, 고온 농유산에는 용해됨 표 8.4 구리의 물리적 성질 표 8.5 구리의 기계적 성질

  9. (1) 순구리 [조동 (Cu: 면심입방)에서 정제하는 방법에 따른 순구리의 종류] - 전해동(cathode copper): 조동을 전기분해하여 음극판상에 정제한 것 순도:99.95∼99.99% - 타프피치구리: 전해동을 용해하여 Ingot으로 만든 것 0.03%의 O2의 불순물을 함유 - 인탈산구리: 타프피치 구리에서 P 탈산하여 O2의 함양을 0.02%이하로 낮춘 것.  P는 0.02%정도 불순물로서 함유 - 무산소동(Oxygen Free High Conductivity Copper, OFHC, O2<0.002%) 타프피치 구리를 진공중에서 용해하여 O2함유량을 극히 낮게 한 것. ※ 수소취성(hydrogen embrittlement): Cu2O를 불순물로 함유한 구리를 H를 함유하는 환원가스 중에서 가열하면 발생  인탈산구리, 무산소동은 산소 함유량이 적어 수소취화가 발생하지 않음

  10. 연신율 연신율 경도 인장강도 강도 경도 (2) 구리합금 • ① 황동(Brass):Cu-Zn의 2원합금 (황색) • - 단동(Zn: 5∼20 %): 붉은색을 나타내 건축용구나 장식용으로 이용. • 73황동 (Zn: 30 %): α(fcc)상으로 가장 연신율이 크고 냉간가공이 용이하여 성형성이 우수 •  냉간가공 후 자연히 발생하는 시기균열 or 자연균열을 억제하기 위해 내부응력 제거가 필요 • -35%Zn이상의 합금: β(bcc)상이 나타나고 2원 합금으로 되어 연신율은 감소, 인장강도는 증가 • - 64황동(Zn: 40 %): 인장강도가 최대로 크고, 저가  열간가공하여 판, 봉, 관으로 사용 - 쾌삭황동(free cutting brass)  Cu-Zn합금에 Pb을 첨가해 피삭성을 향상 - 아드미랄티 메탈(admiralty metal)  73황동에 0.1%Sn을 첨가, 내식성이 우수. - 네이벌황동(naval brass)  64황동에 0.75%Sn을 첨가, 내식성이 우수. - 고력황동: 64황동에 Al, Fe, Mn을 첨가하여 강화 및 내식성을 개선  선박용 프로펠러 축, 펌프 축

  11. (2) 구리합금 표 8.6 특수목적 Cu-Zn 합금의 성질

  12. 연신율 경 도 인장강도 항복점 (2) 구리합금 ② 청동(Bronze): Cu-Sn계 합금 - 실용 청동: Cu에 12%이하의 Sn을 첨가한 것 - 조직: α상(Cu-Sn 고용체)에 δ상 (Cu31Sn6)이 소량 석출된 조직 - 2∼5% Zn 첨가하여 주조성을 개선해 주물로 사용 - 내해수성 우수  선박보조기구의 부품에 이용 # 인청동(phosphorous bronze) - 청동을 P로 탄산하여 P를 잔정시킨 합금 - 0.35% P 까지 첨가:탄력성, 내식성, 내마모성이 우수  스프링용 재료, 수동부품으로 이용 인장강도 연신율 항복점 경도 그림 8.5 인청동의 기계적 성질 ③ 알루미늄 청동: Cu-Al계 합금 - 실용 알루미윰 청동: Cu에 Al을 12%이하 첨가 - 황동·청동에 비해 인장강도, 연신율이 크며, 내식성, 내마모성이 우  선박 프로펠러의 재료인 고력황동을 알루미늄 청동으로 전환 # 복수기용 황동: 1.8∼2.5%Al 함유한 73황동  화력,원자력 발전용 복수기, 급수 가열기 등의 열교환기에 이용됨.

  13. (2) 구리합금 ④ 니켈 함유 구리합금 ☞ 양백 또는 양은(nickel silver): Cu-10∼20%Ni-15∼30%Zn 합금 - 전연성, 내식성, 탄력성등 우수  장식품, 트랜지스터 케이스, 의료기기, 비철 스프링재료 ☞ 니켈 청동(nickel bronze): Cu-10∼15%Ni-2∼3%Al 합금 - 내식성, 내마모성 양호, 시효경화에 의한 고온강도가 Cu 합금 중에서 가장 높음. ☞코르손 합금(Corson alloy): Cu-3∼4% Ni-0.8∼1% Si 합금 - 시효경화에 의한 강도는 784∼980 MPa, 전도율이 커 통신선, 스프링, 장거리 송전선에 이용 ☞ 백동 또는 큐프로 니켈(cupro-nickel): Cu-10∼30% Ni 합금 - 성형성, 내해수 부식성이 우수, 고온사용에 적합  열교환기에 사용 ⑤ 그 외 구리 합금 ☞ 망간닝(Manganin): Cu-9∼13%Mn-2∼4%Ni 합금 - 전기저항의 온도의존성이 아주 작음  표준저항, 정밀 전기저항등이 요하는 부품에 사용 ☞ 에버듀러(Everdur): Cu-3∼4.5%Si-1∼2%Mn 합금 - 냉간가공성 및 내식성 우수  펌프의 밸브 등 화학기기용 재료에 사용 ☞ 베리룸 구리(beryllium copper): Cu-0.3∼2.5%Be 합금 - 시효 경화성이 커 고력합금 또는 고전도성 스프링용 재료로 이용

  14. 표 8.7 티탄의 물리적 성질 밀 도 (20℃)  변태에 의한 용적변화 융 점 ↔ 변 태 점 열팽창계수 (20℃) 열 전 도 도 비 열 (25℃) 고 유 저 항 (0℃) 결정구조 형 (상온) 형 (882℃ 이상) 4.54g/cm2 (상) 5.5% 약 1670oC 약 882oC 8.5ⅹ10-6/℃ 0.035cal/cm/cm2/℃/s 0.126cal/g 80 ‧cm 조밀육방격자 체심입방격자 8.3 티탄 및 그 합금 (1) 순 티탄: 융점1670℃, 비중 4.5 g/cm3 (강의 약 60%) - 강도는 강과 거의 동일하며 내식성은 스테인레스, 모넬 메탈과 유사 (모넬 메탈: 내산합금, 64-69%Ni, 26-32% Cu의 주성분에 Fe, Mn이 소량 첨가) - 고온에서 O, N, C와 반응하므로 용해주조가 곤란하고 전기 및 열전도성이 Fe보다 나쁨 - 882℃에서 -Ti  -Ti의 변태를 유발 * α-Ti (882℃ 이하): 조밀육방격자로 상온 인장시 불균 일한 변형을 일으키기 쉬워 냉간가공이 곤란 * -Ti (882℃ 이상): 체심입방격자의 β-Ti으로 되어 압연, 단조등의 가공이 원활 *고온취화경화: 대기중 700℃ 이상으로 가열시 TiO, Ti2O3, TiO2의 층상 산화막이 생기고, O, N의 흡수 고용이 일어나 H가 흡수저장되어(수소취화) 표면층이 단단하게 되고 전연성을 잃지 않 으면서 나타나는 취화 현상  박판 가열, 티탄재 용접시에 주의가 요구 * 기계적 성질: Fe 및 N등의 불순물에 영향을 받으며 Fe양을 소량 증가시켜도 인장강도와 경도는 증가 연신율은 감소하며, 가공경화률이 커 냉간가공도에 의해서도 크게 변화. 고온 비강도가 우수

  15. 온도 그림 8.6 이원계 티탄합금의 Ti 측 평형상태도 (2) 티탄 합금 [ Ti 측 상태도 ] - α 안정형: Al, Sn, O, N, B, C원소 첨가시 나타나는 상태도. - β 안정·고용체형: V, Nb, Ta, Mo 원소의 첨가로 α  β 변태점이 하강해 상온에서 β상의 출현  열처리에 의해 β상에서 α상을 석출 강화하는 것이 가능 - β 안정·공석형: Cr, Mn, Fe, Ni, Si, Cu, H등의 원소 첨가하여 β  α + 의 공석변태를 유발  공석반응 진행이 느리고 첨가량이 작아 공석반응이 없고 상온에서는 대부분 β상이 잔류  잔류 β상은 열처리를 통하여 공석변태를 진행시켜 강화하는 것이 가능

  16. 티탄합금 와스팔로이 인코넬718 Ti-6-2-4-2 Ti-8-1-1 Ti-6Al-4V 니켈합금 인장강도/밀도 니켈-철합금 온 도 (2) 티탄 합금 [종류] ☞ α형 합금 - 고온에서 조직이 안정하여 600℃이상에서의 크리프 강도 는 α+β형 합금보다 우수 - 조밀육방격자의 α상이 강화되어 가공성은 나쁘지만, 단상 이므로 용접성이 우수 - Ti-Al 합금: Ti 보다 경량, Al 첨가에 의해 내산화성 및 고 온 크리프 특성이 향상  수소 취성의 둔화가 원인☞β형 합금 - 열처리 상태에서 전연성이 좋아 박판 등의 제조에 적합 - 시효열처리에 의해 강인성의 부여가 가능 ☞α+β형 합금: Ti-6%Al-4%V 합금 Ti합금 수량의 2/3 - 용체화처리에 의한 고용강화 α상과 준안정 β상이 혼재 항공기용 고강도 티탄늄합금의 비강도와 온도관계 - 적용 온도: 450℃ 정도까지 - 용도: 엔진 브레이드 및 로터 - 열처리에 의해 α형 합금보다 강도를 높일 수 있지만 450℃ 이상에서 강도 저하율이 크게 저하 - 가공성 및 용접성이 우수  항공기 구조용재, 단조부품에 사용 (판, 봉, 관 및 단조품 형태) ☞ Ti합금의 내식성 개선: Mo, Ta, Pd 첨가 산을 취급하는 배관용 및 열교환기용 티탄관, 밸브 등

  17. 8.4 마그네슘 및 그 합금 (1) 순 마그네슘: 조밀육방격자 - 장점: 비중이 1.74 g/cm3 (Al비중의 70%)인 경금속, 진동감쇄능력 우수 실온에서 가공성이 좋지 않지만 350∼400℃의 열간 단조·압출등의 가공 원활 - 단점: 대기중에서 산화되기 쉽고, 내식성이 나쁨 Fe, Ni, Cu에 의해 내식성이 현저히 열화 0.1%Mn 첨가로 Fe의 유해작용 개선 인장강도에 비해 탄성한도가 낮은 금속임 표 8.10 마그네슘의 기계적 성질

  18. (2) 마그네슘 합금 ☞마그네슘 합금: 희토류(Al, Zn, Mn, Ce, La)의 원소로 주물용과 가공용 합금으로 제조  가볍고 절삭성이 좋아 항공기, 광학기기등에 이용 ① 주물용 Mg 합금 • Mg-Al계 합금 : 6∼9%Al, 1∼3%Zn을 함유한 합금 - 시효경화성이 존재하고 Zn 량이 많을수록 강도는 개선되지만, 주조성은 저하 - 주조합금의 인장강도: 157∼177 MPa  T6 열처리: 235∼275 MPa로 증가 - 0.1∼0.5% Mn 첨가  내식성 향상 • Mg-Zn계 합금: Mg-Al 계 합금에 2∼6%Zn, 1% Zr을 첨가하여 조직을 미세화 시킨 합금 - 항복비가 크고, 시효경화처리에 의한 인장강도는 294MPa - Zn 증가로 인한 주조성 저하 Th(Thorium)나 희토류원소를 첨가하여 주조성 개선 • Mg-희토류원소 합금: 3∼4%의 Ce 또는 La를 함유시켜 소량의 Zr를 첨가한 조성 - 상온강도는 낮지만, 고온강도저하가 적어 250℃이하에서 내열주물로 이용 ② 가공용 Mg 합금 • Mg-Al-Zn합금: 열간가공에 의해 단조품, 판, 봉, 조, 관으로 성형되는 합금 - Al양이 증가할수록 강도는 커지만, 압연 공정이 곤란 • Mg-Zn-Zr 합금, Mg-Th-Zn 합금, Mg-Th-Mn 합금 - 약 300℃까지의 고온강도가 우수하여 항공기나 미사일에 이용

  19. 8.5 코발트 및 그 합금 •코발트(cobalt): 상온에서 조밀육방격자, 동소변태점인 477℃이상에서 면심입방격자 구조 - 마모에 강해 초경합금등의 결합체로 이용, W, Cr과 합금화하여 내식성, 고온강도 개선 •스텔라이트(stellite): Co-5∼10%W-30%Cr 합금 (단조합금)으로 내식성이 우수 - 고온 강도, 내마모성이 우수  고온단조형 내연기관의 배기밸브 등에 사용 •바이탈리움(vitallium) or S816합금: Co기 내열합금  복탄화물의 석출강화로 고온강도 개선 - Ni기 내열합금에 비해 고온강도는 낮지만, 1000 ℃이상에서 내산성, 열피로 특성이 우수  가스터빈의 노즐, 블레이드에 사용. •비정질금속(amorphous metal): Co-5Cr-13P-7B, Co-5∼25Cr-20B 합금 - 용액을 약 105-106 ℃/s 의 냉각속도로 급냉하여 냉간 압연등의 방법으로 제조한 원자 배열 이 무질서한 안정된 상태의 금속  고인성과 큰 변형응력을 소유, 특정 조성에서 내식성이 우수하고, 유용한 자성을 소유 표 8.12 코발트기 합금과 그 조성

  20. 8.6 니켈 및 그 합금 (1) 니켈: 비중 8.9 g/cm3, 용융점 1455℃, 면심입방격자 구조, 재결정 온도: 530∼660℃ 범위 - 상온 자성체  자기변태점인 360℃이상에서 강자성체로 전환 - 전연성이 크고, 상온에서 소성가공이 용이 - 풀림 처리에 의한 인장강도 343∼353MPa, 브리넬 경도 75∼90이고, 강가공재인 경우 인장 강도 686∼784MPa, 브리넬 경도 180∼220 - 내열성, 내식성은 양호하지만, S가 함유된 가스 중의 350℃ 이상에서 심하게 침해 - 용도: 합금원소 및 도금용으로 주로 사용되지만 판, 선, 관등으로 가공하여 화학기계의 장치, 촉매, 전자관, 식품기계등에 이용 (2) 니켈 합금: 자성, 전기전자재료, 내식재료, 내열재료등 특수목적 재료로 사용 ① Ni-Cu 합금 - 콘스탄탄(Constantan: 55∼60%Cu), 아드반스(Advanve: 54Cu-lmn-0.5Fe) 열전대용 선, 표준저항선에 이용 - 모넬(Monel metal: 35%Cu) : 고온 내식재료 ② Ni-Mo 합금 - 해스텔로이(Hastelloy: 15∼30%Mo), 루네(Rene) : 내열, 내식 합금

  21. 8.6 니켈 및 그 합금 ③ Ni-Cr 합금 - 인코넬(Inconel), 인콜리(Incoloy) : 내열·내식 합금, 니크롬선 및 띠 등의 전열재료 ④ Ni-Fe 합금 •인바(Invar) 합금 : Ni에 Fe을 첨가하여 열팽창계수가 작게 만든 합금 - 64Fe-36Ni조성: Fe의 1/10정도(열팽창계수) 길이 표준용구, 진자시계등에 이용 •엘린바(elinvar), 코엘린바(co-elinvar) : Ni-Fe 합금에 Cr 또는 Co를 첨가하여 탄성률의 온 도의존성을 거의 없게 만든 합금  정탄성 스프링재료로 이용 ⑤ Ni-Ti 합금 •형상기억합금(shape memory alloy) : 50%Ti-Ni 합금과 27.5Cu4.5ZnAl합금 - 체적변화가 0.5% 이하의 마르텐사이트 변태를 하는 합금 - 변형 후 특정 온도(20-30 ℃)로 가열하면 변형전의 형상으로 되돌아가는 성질을 소유 - 용도: 용접이 곤란한 밸브의 이음매, 미소 온도차를 이용한 변환재료, 의료재료, 리벳, 컨넥터, 서모스타, 액추레이터에 응용.

  22. 8.7 아연, 주석, 납 및 그 합금 [아연]: 비중 4.14 g/cm3, 융점 419℃, 조밀육방격자 구조 - 약50℃에서 가공하여 196∼275 MPa의 인장강도와 30∼40% 연신율을 부여하여 사용 - 저렴하고, Fe과 접촉하여 전기화학적으로 철강의 부식을 방지  옥외 철판, 강선, 강관 등의 도금용, Zn 판은 건전지나 인쇄용 철판등에 이용 [아연합금] •자맥(Zamak)합금: 다이캐스트용 아연 합금으로 Zn-Al-Cu계에 소량의 Mg를 첨가한 합금 - Al합금보다 주조성이 우수하여 자동차, 전기기기, 사무기기, 광학기계등에 이용 •금형용 아연합금: Zn-4%Al-약 3%Cu계에 소량의 Mg등을 첨가한 합금 - 철강제 금형보다 제작이 용하고 저렴하여 플라스틱 성형용 금형으로 이용 •22% Zn-Al 공석조성 합금:초소성(superplasticity)을 소유  담금질 후 250℃ 온도에서 인장변형을 하면 15배 신장 표 8.13 아연 합금 다이캐스트의 화학성분과 성질 (KDS 6005-80)

  23. 8.7 아연, 주석, 납 및 그 합금 [ 납 ]: 비중 11.4 g/cm3, 융점 329℃, 방사선 불투과, 내식성 우수, 인체에 유해 •경연(hard lead): Pb에 3.5∼8.5%Sb(Antimony)를 첨가한 합금 - 순수 Pb 보다 기계적 성질이 우수  케이블 피막, 축전지용 그리드, 초산용 밸브, 방사선 차폐판 등 •활자합금(type alloy): Pb에 13∼20%Sb(Antimony) 및 1∼10% Sn을 첨가한 합금 - 저융점으로 주조가 용이, 미세한 활자의 가공이 가능 [ 주석 ]:비중 7.3 g/cm3, 융점 232℃, 인체에 무해, 내식성 소유  식품용기 및 얇은 강판의 녹방지 피복용으로 이용 •땜납(soft solder): Pb-Sn 합금  접합부 사용온도에 따라 조성을 결정해 금속 접합에 이용 •저융점 합금(fusible alloy): Pb, Sn, Bi, Cd을 주성분으로 하는 2원, 3원, 4원의 결정합금 - 47∼250 ℃에서 용해 가능  전기 퓨즈, 자동소화장치의 밸브 등에 사용 표 8.14 납 및 주석의 기계적 성질

  24. 8.8 고융점금속 및 신금속 •고융점 금속(refractory metal): 융점이 2000∼3000℃인 W, Re, Ta, Mo, Nb, V, Cr 등 - 연성, 실온 화학적 안정성, 내식성이 우수, 합금화를 통해 내산화성·내열성을 개선  고온발열체, 전자공업용 재료, 초내열재료, 초경공구, 방진재료로 사용 • Zr(Zirconium): Ti과 비슷한 금속으로 비중 6.5 g/cm3, 융점 1852℃ - 풀림재 인장강도 230 MPa, 연신율 25∼33%  50% 가공하면 인장강도 680 MPa로 증가 - Ti 보다 내식성이 우수, 열중성자 흡수 단면적이 Al보다 10%정도 작음  원자로용 재료 • Be(Beryllium): 비중 1.84 g/cm3 (<Al 2.7), 탄성계수 274.4GPa로 Al의 4배, 융점 1290℃ - 냉간가공성이 아주 나빠 충분한 성형가공을 위해 800∼1000 ℃의 고온이 필요 - Al, Mg 보다 고온강도와 내열성이 우수  항공기나 비행체 재료 - 경량·고탄성계수  스피커 진동판, 피크앰프의 컨티레버 등에 이용

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