ASTM B211 2011-T4/T451 알루미늄 – 특성, 가공성 및 응용
개요
ASTM B211 2011-T4 및 T451 알루미늄 합금은 구리를 주 합금 원소로 하는 2000 시리즈 시효 경화형 합금으로, 뛰어난 자유 절삭 성질과 기계적 특성을 겸비하고 있습니다. T4 템퍼(용체화 처리 후 자연 시효) 및 T451 템퍼(용체화 처리 후 응력 제거 및 자연 시효)는 T3 대비 향상된 연성을 제공하면서도 우수한 절삭성을 유지합니다. 이 합금은 매우 엄격한 공차로 정밀 가공이 가능하며 매끄럽고 밝은 표면 마감을 제공합니다. 다만, 내식성과 용접성은 다른 알루미늄 합금에 비해 낮습니다.
주요 특징
- 우수한 절삭 가공성: 고속 정밀 가공에 적합하며 공구 마모가 적습니다.
- 향상된 연성: T3 대비 높은 신율(14-16%)로 성형 가공성이 개선되었습니다.
- 치수 안정성: T451은 잔류 응력 제거로 가공 후 변형이 적습니다.
- 양호한 표면 마감: 추가 연마 없이 밝은 표면 획득 가능.
- 제한점: 내식성 및 용접성이 낮아 부식 환경에서는 표면 처리 필요.
물리적 및 기계적 특성
일반 특성
| 특성 |
값 |
비고 |
| 밀도 |
2.75 - 2.84 g/cm³ |
단조 2000 시리즈 알루미늄의 대표값 |
기계적 특성 (T4 및 T451 템퍼, ASTM B211, 바/로드/와이어)
| 특성 |
값 |
조건 |
관련 표준 |
형상 |
비고 |
| 탄성 계수 |
70.0 - 73.0 GPa |
T4, T451 |
ASTM B211 |
바, 로드, 와이어 |
단조 2000 시리즈 알루미늄의 대표값 |
| 신율 |
14.0 % |
T4, T451 |
ASTM B211 |
바, 로드, 와이어 |
|
| 신율 |
16.0 % |
T4, T451 |
ASTM B211 |
바, 로드, 와이어 |
A50 |
| 평면 변형 파괴 인성 |
22.0 - 35.0 MPa·√m |
T4, T451 |
ASTM B211 |
바, 로드, 와이어 |
단조 2000 시리즈 알루미늄의 대표값 |
| 푸아송 비 |
0.33 |
T4, T451 |
ASTM B211 |
바, 로드, 와이어 |
단조 2000 시리즈 알루미늄의 대표값 |
| 전단 계수 |
26.0 - 27.5 GPa |
T4, T451 |
ASTM B211 |
바, 로드, 와이어 |
단조 2000 시리즈 알루미늄의 대표값 |
| 인장 강도 |
275.0 MPa |
T4, T451 |
ASTM B211 |
바, 로드, 와이어 |
|
열적 특성
| 특성 |
값 |
비고 |
| 열팽창 계수 |
1.6×10⁻⁵ - 2.4×10⁻⁵ 1/K |
단조 2000 시리즈 알루미늄의 대표값 |
| 융점 |
500.0 - 650.0 °C |
단조 2000 시리즈 알루미늄의 대표값 |
| 비열 용량 |
816.0 - 963.0 J/(kg·K) |
단조 2000 시리즈 알루미늄의 대표값 |
| 열전도율 |
112.0 - 251.0 W/(m·K) |
단조 2000 시리즈 알루미늄의 대표값 |
전기적 특성
| 특성 |
값 |
비고 |
| 전기 전도도 |
18,000,000 - 30,000,000 S/m |
단조 2000 시리즈 알루미늄의 대표값 |
| 전기 저항률 |
3.4×10⁻⁸ - 6.0×10⁻⁸ Ω·m |
단조 2000 시리즈 알루미늄의 대표값 |
화학 조성 (T4 및 T451 템퍼, ASTM B211, 바/로드/와이어, 중량%)
| 원소 |
함량 범위 |
조건 |
관련 표준 |
형상 |
| 비스무트 (Bi) | 0.20 - 0.60 % | T4, T451 | ASTM B211 | 바, 로드, 와이어 |
| 구리 (Cu) | 5.0 - 6.0 % | T4, T451 | ASTM B211 | 바, 로드, 와이어 |
| 철 (Fe) | 0.70 % 최대 | T4, T451 | ASTM B211 | 바, 로드, 와이어 |
| 실리콘 (Si) | 0.40 % 최대 | T4, T451 | ASTM B211 | 바, 로드, 와이어 |
| 주석 (Sn) | 0.20 - 0.60 % | T4, T451 | ASTM B211 | 바, 로드, 와이어 |
| 아연 (Zn) | 0.30 % 최대 | T4, T451 | ASTM B211 | 바, 로드, 와이어 |
| 알루미늄 (Al) | 나머지 | T4, T451 | ASTM B211 | 바, 로드, 와이어 |
기술적 특성
적용 분야
2011-T4/T451 합금은 정밀 기계 부품, 항공기 피팅, 나사산 부품, 유압/공압 피팅, 계기 부품, 자동 선반 가공품 등 연성과 절삭성이 모두 요구되는 정밀 부품에 널리 사용됩니다.