AA 5018 알루미늄 합금: 5000 시리즈 사양 및 특성
AA 5018 알루미늄 합금 개요
AA 5018은 마그네슘 2.6-3.6%를 함유한 중고마그네슘 5000 시리즈 알루미늄 합금으로, 5052(2.2-2.8% Mg)보다 마그네슘 함량을 높여 강도를 향상시키고, 크롬(0.3%), 망간(0.2-0.6%), 티타늄(0.15%) 등을 첨가하여 미세조직 제어와 응력 부식 균열(SCC) 저항성을 강화한 고강도 합금입니다. 5119(4.5-5.6% Mg)보다는 마그네슘이 낮아 가공성과 용접성이 더 우수한 중고강도 합금으로, 선박 구조물, 압력 용기, 육상 수송 탱크 등에 널리 사용됩니다.
일반 특성
| 특성 |
값 |
관련 표준 |
| 밀도 |
2.67 g/cm³ |
AA Standards |
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 |
| 크롬 (Cr) |
0.30 |
AA Standards |
| 구리 (Cu) |
0.05 |
AA Standards |
| 철 (Fe) |
0.40 |
AA Standards |
| 마그네슘 (Mg) |
2.6 - 3.6 |
AA Standards |
| 망간 (Mn) |
0.2 - 0.6 |
AA Standards |
| 규소 (Si) |
0.25 |
AA Standards |
| 티타늄 (Ti) |
0.15 |
AA Standards |
| 아연 (Zn) |
0.20 |
AA Standards |
기술적 특성
| 특성 |
설명 |
| 가공성 (Workability) |
양호함. 5119 대비 마그네슘 낮아 성형성/용접성 우위. 크롬/망간 첨가로 가공경화 안정성 확보. |
합금 설계 특징
- 최적 마그네슘 범위 (2.6-3.6%): 5052(2.2-2.8%) 대비 강도 향상, 5119(4.5-5.6%) 대비 가공성/용접성/내식성 우위
- 크롬 0.3% + 망간 0.2-0.6%: 재결정 억제, 결정립 미세화, 가공경화율 향상, SCC 저항성 개선 시너지
- 티타늄 0.15%: 주조 결정립 미세화, 열처리 시 입계 핀닝 효과
- 저구리(0.05%), 저철(0.40%): 내식성 확보, 용접부 품질 향상
- 5119와 동일 조성 계열: Mg 범위만 다르고 Cr/Mn/Ti/Fe/Si/Zn 조성 거의 동일
비교: 중고마그네슘 5xxx 합금군
| 합금 |
Mg (%) |
Cr |
Mn |
Ti |
인장강도 H112 (MPa) |
항복강도 H112 (MPa) |
연신율 H112 (%) |
SCC 저항성 |
주 용도 |
| 5052 |
2.2-2.8 |
0.15-0.35 |
0.1-0.3 |
- |
210-260 |
130-180 |
12-18 |
양호 |
일반구조, 탱크, 선박 |
| 5018 |
2.6-3.6 |
0.30 |
0.2-0.6 |
0.15 |
240-300 |
160-220 |
10-16 |
우수 |
고강도구조, 압력용기, 선박 |
| 5119 |
4.5-5.6 |
0.30 |
0.2-0.6 |
0.15 |
290-350 |
200-260 |
8-14 |
보통 (고Mg 주의) |
초고강도, 극저온, 선체 |
| 5083 |
4.0-4.9 |
0.05-0.25 |
0.4-1.0 |
0.15 |
275-350 |
125-215 |
10-16 |
우수 (H116/H321) |
선체, 극저온, 압력용기 |
| 5086 |
3.5-4.5 |
0.05-0.25 |
0.2-0.7 |
0.15 |
240-310 |
110-195 |
10-14 |
우수 (H116/H321) |
선체, 압력용기, 차량 |
주요 용도
- 선박 구조물: 선체 외판, 갑판, 격벽, 상부구조물 (5083/5086 대체 가능)
- 압력 용기 및 저장 탱크: ASME BPVC Section VIII 인증 소재 (H116/H321 상태)
- 육상 수송 탱크: 탱크로리, 화학품 수송 탱크, LNG 연료 탱크
- 해상 플랜트 구조물: 잭업 리그, 모듈 구조물
- 교량 및 육상 구조물: 고강도 경량화 설계
- 자동차/철도 차량 구조재: 차체 프레임, 화차 적재함
열처리 상태 지정 가이드
| 상태 코드 |
설명 |
적용 용도 |
SCC 저항성 |
| O (풀림) |
완전 연화, 최대 연신율 |
심가공, 복잡성형 후 후열처리 |
낮음 (감도화 위험) |
| H112 |
고온가공 후 약간의 가공경화 |
압출재, 단조품, 두꺼운 판재 |
중간 |
| H32/H34 |
안정화 처리된 1/2경, 3/4경 |
일반 구조용, 성형 후 용접 |
양호 |
| H116 |
특수 열처리로 SCC 저항성 보장 |
해양, 압력용기, 고온환경 |
최우수 (인증) |
| H321 |
H116 + 낮은 항복강도 보장 |
ASME 압력용기, 극한 환경 |
최우수 (인증) |
참고 사항
AA 5018은 5052와 5083/5119 사이의 '스위트 스팟'을 겨냥한 합금으로, 5052보다 높은 강도와 5083/5119보다 우수한 가공성·용접성·내식성을 동시에 추구합니다. 국내에서는 5083(H116/H321)이 압력용기/선박 표준 소재로 자리잡고 있어 5018 수급성은 낮을 수 있으나, 5052 강도 부족 시 5083으로 점프하기 부담스러운 경우 좋은 대안이 됩니다. 압력용기 설계 시 ASME BPVC Section II Part A에서 5018 인증 여부(SA-5018 등)를 확인하고, H116/H321 상태 지정 시 제조사의 인증서 제출 가능 여부를 사전 협의하시기 바랍니다.
