AA 5009 알루미늄 합금: 특성 개요 및 사양
AA 5009 알루미늄 합금 개요
AA 5009는 마그네슘 1.8-2.2%를 함유한 중마그네슘 5000 시리즈 알루미늄 합금으로, 저마그네슘 계열(5007, 5008) 대비 현저히 높은 강도를 가지면서도 고순도 알루미늄 베이스(Al 97.75%)를 유지합니다. 5000 시리즈 중 강도와 전기전도도/내식성의 균형점이 높은 합금으로, 구조용 전기부품, 열교환기, 압력 용기 등 강도와 전도성이 동시에 요구되는 용도에 적합합니다.
일반 특성
| 특성 |
값 |
비고 |
| 밀도 |
2.65 - 2.70 g/cm³ |
단조 5000 시리즈 알루미늄의 대표값 |
기계적 특성
| 특성 |
값 |
비고 |
| 탄성 계수 (Elastic Modulus) |
69.0 - 70.0 GPa |
단조 5000 시리즈 알루미늄의 대표값 |
| 평면 변형 파괴 인성 (Plane-Strain Fracture Toughness) |
22.0 - 35.0 MPa·√m |
단조 5000 시리즈 알루미늄의 대표값 |
| 푸아송 비 (Poisson's Ratio) |
0.33 |
단조 5000 시리즈 알루미늄의 대표값 |
| 전단 계수 (Shear Modulus) |
26.0 - 26.5 GPa |
단조 5000 시리즈 알루미늄의 대표값 |
열적 특성
| 특성 |
값 |
비고 |
| 열팽창 계수 (Coefficient of Thermal Expansion) |
2.2×10⁻⁵ - 2.5×10⁻⁵ 1/K |
단조 5000 시리즈 알루미늄의 대표값 |
| 최대 사용 온도 (Max Service Temperature) |
150.0 °C |
단조 5000 시리즈 알루미늄의 대표값 |
| 융점 (Melting Point) |
560.0 - 655.0 °C |
단조 5000 시리즈 알루미늄의 대표값 |
| 비열 용량 (Specific Heat Capacity) |
879.0 - 963.0 J/(kg·K) |
단조 5000 시리즈 알루미늄의 대표값 |
| 열전도율 (Thermal Conductivity) |
112.0 - 205.0 W/(m·K) |
단조 5000 시리즈 알루미늄의 대표값 |
전기적 특성
| 특성 |
값 |
비고 |
| 전기 전도도 (Electrical Conductivity) |
18,000,000 - 31,000,000 S/m |
단조 5000 시리즈 알루미늄의 대표값 |
| 전기 저항률 (Electrical Resistivity) |
3.3×10⁻⁸ - 5.0×10⁻⁸ Ω·m |
단조 5000 시리즈 알루미늄의 대표값 |
화학적 조성 (AA Standards 기준)
| 원소 |
함량 (% 중량) |
관련 표준 |
| 알루미늄 (Al) |
97.75 (최소) |
AA Standards |
| 크롬 (Cr) |
0.001 |
AA Standards |
| 구리 (Cu) |
0.006 |
AA Standards |
| 철 (Fe) |
0.006 |
AA Standards |
| 마그네슘 (Mg) |
1.8 - 2.2 |
AA Standards |
| 망간 (Mn) |
0.001 |
AA Standards |
| 니켈 (Ni) |
0.001 |
AA Standards |
| 규소 (Si) |
0.006 |
AA Standards |
| 아연 (Zn) |
0.003 |
AA Standards |
기술적 특성
| 특성 |
설명 |
| 가공성 (Workability) |
양호함. 중마그네슘 합금으로 가공경화율 양호, 강도-연성 균형 우수. 용접성 양호. |
합금 설계 특징
- 중마그네슘 설계 (1.8-2.2%): 저마그네슘(5007/5008) 대비 고용강화 대폭 향상, 5050/5052 하한 수준
- 고순도 베이스 (Al ≥ 97.75%): 일반 5xxx 합금(5052 Al ~95-97%) 대비 높은 알루미늄 순도 유지
- 불순물 극저수준 관리: Fe, Si, Cu 각각 0.006% 이하로 전기전도도 및 내식성 극대화
- 미량원소 미첨가: Cr, Mn, Ni, Ti, Zn 모두 0.01% 미만으로 석출물 형성 최소화
주요 용도
- 구조용 전기 부품: 버스바, 커넥터, 단자재 중 강도 요구 사항 높음
- 열교환기 핀/튜브: 열전도율 우수 + 강도 확보로 얇은 벽두께 설계 가능
- 압력 용기 및 배관: 내식성 + 강도 균형 (ASME BPVC 인증 가능)
- 화학/식품/제약 공정 장비: 고순도, 무독성, 세정성
- 자동차 열관리 부품: 배터리 냉각판, 라디에이터 탱크
- 해양 환경 노출 구조물: 고순도로 인한 우수한 내식성
비교: 마그네슘 함량별 5000 시리즈 특성 경향
| Mg 함량 구간 |
대표 합금 |
강도 수준 |
전기전도도 |
내식성 |
가공성 |
주 용도 |
| 0.4-0.6% (초저) |
5007 |
낮음 |
최고 |
최고 |
최고 |
전기전도도 우선, 포일 |
| 0.9-1.1% (저) |
5008, 5005A |
중간 |
높음 |
높음 |
우수 |
전기/열교환/아노다이징 |
| 1.8-2.2% (중) |
5009, 5050 |
중상 |
중간 |
우수 |
양호 |
구조+전도도 균형, 압력용기 |
| 2.2-2.8% (중고) |
5052, 5252 |
높음 |
중간 |
우수 |
양호 |
일반구조, 탱크, 해양 |
| 4.5-5.6% (고) |
5119, 5083, 5086 |
최고 |
낮음 |
양호~우수 |
보통 |
고강도구조, 선박, 극저온 |
참고 사항
AA 5009는 국내에서 상대적으로 생소한 등급이나, 고순도 알루미늄 베이스에 중마그네슘을 설계하여 강도-전도도-내식성의 '스위트 스팟(Sweet Spot)'을 노린 합금입니다. 5052(가장 대중적인 5xxx) 대비 알루미늄 순도가 높고 불순물이 적어 전기전도도와 내식성에서 우위이나, 망간/크롬 미첨가로 가공경화 안정성 및 응력부식균열 저항성은 5052보다 낮을 수 있습니다. 용도 선정 시 이러한 트레이드오프를 고려하시기 바랍니다.
