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알루미늄은 가볍지만 믿을 수 없을 만큼 강한 금속으로 자동차, 항공우주, 전자 산업의 많은 응용 분야에 훌륭한 선택입니다. 내구성과 물리적 가벼움과 함께 알루미늄은 표면을 덮는 강한 산화막 덕분에 내식성이 있습니다.
알루미늄이 다른 화학 원소와 쉽게 화합물을 형성하기 때문에 수년에 걸쳐 수많은 알루미늄 합금이 개발되었습니다. 알루미늄 합금을 만들고 순수 알루미늄의 특정 품질을 개선하려면 순수 알루미늄에 화학 원소를 추가해야 합니다. 이는 마그네슘, 실리콘, 아연, 구리 같은 이러한 원소들을 금속이 용융 상태일 때 알루미늄과 철저히 혼합하는 것을 요구합니다. 이 원소들은 알루미늄의 강도, 밀도, 가공성, 전기 전도성 등을 증가시킬 수 있습니다.
알루미늄 합금은 구성과 템퍼링에 따라 크게 달라질 수 있습니다. 혼란을 방지하기 위해 알루미늄 합금은 알루미늄 합금 번호 시스템에 따라 명명되고 분류됩니다. 이러한 시스템은 설계자와 엔지니어가 다양한 합금, 그 특성, 일반적인 응용 분야에 익숙해지도록 돕습니다. 이는 제품 팀이 특정 부품에 적합한 알루미늄 합금과 제조 방법을 선택하는 데 도움을 줍니다.
알루미늄 협회는 1954년에 단조 합금 설명 시스템을 수립했습니다. 시스템이 처음 구현되었을 때 75개의 화학 구성을 나열했습니다. 오늘은 530개 이상의 등록된 활성 화학 원소가 있으며 이 숫자는 계속 증가하고 있습니다.
단조 알루미늄 시리즈는 첫 번째 숫자가 주요 합금 원소를 나타내고, 두 번째 숫자가 특정 합금의 수정을 나타내며, 세 번째와 네 번째 숫자가 시리즈의 특정 합금에 할당된 임의의 숫자인 4자리 숫자로 원소를 명명합니다.
단조 알루미늄 시리즈의 주요 합금 원소는 다음과 같습니다.
알루미늄이 100% 순수할 수는 없지만 이 단조 시리즈 범주의 알루미늄은 최소 99% 알루미늄을 포함합니다. 모든 실용적인 목적을 위해 1xxx 합금은 순수 알루미늄으로 간주됩니다. 주목할 점은 이 합금이 단조 시리즈 명명 규칙의 예외라는 것입니다. 1xxx 합금 이름에서 마지막 두 자리는 99 이상 알루미늄의 최소 비율을 나타냅니다. 예를 들어 합금 1350은 최소 99.50% 알루미늄으로 구성됩니다.
순수 알루미늄은 뛰어난 내식성과 가공성, 높은 전기 및 열 전도성을 가집니다. 이 때문에 이 합금은 종종 전기 및 화학 응용 분야에 사용됩니다. 순수 알루미늄은 그리 강하지 않고 구조적 응용 분야에는 거의 사용되지 않지만 변형 경화로 소재 강도를 적당히 증가시킬 수 있습니다.
이 단조 시리즈 합금은 넓은 온도 범위에서 높은 강도와 성능을 제공하며 정기적으로 항공우주 응용 분야에 사용됩니다. 잘 알려진 항공기 알루미늄 합금은 합금 2024입니다. 그러나 일부 구리 알루미늄 합금은 열 및 응력 부식 균열에 취약하고 비용접성으로 간주되는 반면, 다른 2xxx 합금은 올바른 방법을 사용하여 용접할 수 있습니다. 2xxx는 알루미늄의 신율과 인장 강도를 감소시키며 단조 시리즈의 다른 합금만큼 좋은 내식성을 제공하지 않습니다.
3xxx 알루미늄 합금은 처음에 냄비와 프라이팬에만 사용되었지만 이제 차량 및 발전소의 열교환기 구성 요소에 널리 사용됩니다. 우수한 온도 안정성과 내식성으로 이 범주의 합금은 극한 조건에서 사용하기에 적합합니다. 3xxx는 또한 우수한 성형성과 가공성을 허용합니다. 3003은 복잡한 형태가 필요한 중간 강도 응용 분야에 사용되는 인기 있는 망간 합금입니다.
실리콘은 알루미늄의 녹는점을 낮추고 용융 시 유동성을 개선합니다. 이 때문에 4xxx 합금은 종종 용융 용접 와이어와 브레이징 합금으로 사용됩니다. 실리콘 자체는 비열처리형이지만, 첨가된 구리나 마그네슘 덕분에 많은 4xxx 합금이 열처리에 잘 반응합니다.
이 범주의 알루미늄 합금은 쉽게 용접 가능하며 조선, 운송, 교량 건설, 건설 분야의 응용 분야에 널리 사용됩니다. 5xxx 합금은 해양 환경에서 우수한 내식성을 제공하며 모든 비열처리형 합금 중 가장 높은 강도를 가집니다. 그러나 3~3.5% 이상의 마그네슘을 가진 5xxx 합금은 65.6°C(150°F) 이상의 고온 서비스에는 권장되지 않습니다. 응력 부식 균열 가능성 때문입니다.
6xxx 합금은 보통 각각 약 1.0%의 마그네슘과 실리콘으로 구성되어 마그네슘-실리사이드를 생성합니다. 마그네슘-실리사이드는 강도, 성형성, 내식성을 개선하는 용체 열처리를 지원할 수 있습니다. 이 단조 시리즈 번호는 용접 제작 산업 전반에서 사용되며, 주로 구조적 구성 요소와 압출재에 통합됩니다.
이 합금은 응고 균열에 민감하여 필러 소재 없이 용접해서는 안 됩니다. 종종 6xxx는 용접성을 높이기 위해 4xxx 또는 5xxx 필러 소재와 용접됩니다. 주요 마그네슘-실리사이드 합금은 6061로, 가장 다재다능한 열처리 가능 알루미늄 합금 중 하나입니다.
이 단조 시리즈 번호는 경쟁 스포츠 장비나 항공기 및 항공우주 산업의 고성능 응용 분야에 가장 적합한 가장 높은 강도의 알루미늄 합금 일부를 포함합니다. 아연 첨가는 7xxx 합금에서 0.8~12% 범위이며, 더 작은 비율의 마그네슘, 구리, 크롬과 결합되어 열처리 가능성을 가질 수 있습니다.
2xxx와 마찬가지로 7xxx는 용접에 적합한 합금과 비적합한 합금을 모두 포함합니다. 일반적으로 용접되는 합금 중 하나는 7005로, 주로 5xxx 합금 필러와 사용됩니다. 사용 가능한 가장 높은 강도의 알루미늄 합금 중 하나는 7075로, 종종 기체 구조와 기타 고응력 응용 분야에 사용됩니다.
어떤 알루미늄 합금이 열처리 가능하고 어떤 것이 비열처리형인지 아는 것이 중요합니다. 이는 제품 팀이 특정 알루미늄 합금에 적합한 응용 분야를 결정하고 필요할 때 구성 요소를 고온으로부터 보호하는 데 도움이 됩니다.
미국에서는 주로 단조 알루미늄 합금 시리즈를 사용하지만, 주조 알루미늄 합금 시리즈를 포함한 다른 알루미늄 명명 및 조직 시스템도 있습니다. 주조 알루미늄 시리즈 번호는 위의 숫자와 비슷해 보입니다. 주조 알루미늄 시리즈는 3자리 숫자와 소수점 한 자리(xxx.x)를 사용하며, 첫 번째 숫자(Xxx.x)는 주요 합금 원소를 나타냅니다.
템퍼는 알루미늄 합금이 인장 강도, 경도, 내열성 같은 기계적 특성을 증가시키기 위해 어떤 처리를 거쳤는지 나타냅니다. 템퍼는 단조 알루미늄 시리즈에서 합금 번호 뒤에 태그된 문자로 표시됩니다. 예: 3003-H.
1xxx, 3xxx, 5xxx, 때때로 4xxx 합금 뒤에 '-H' 추가는 열처리할 수 없기 때문에 합금이 변형 경화되었음을 나타냅니다. H 바로 다음 숫자는 그 처리를 나타냅니다.
변형 경화 알루미늄 합금은 두 개의 숫자가 뒤따르며, 두 번째 숫자는 0(완전 어닐링, 가장 부드러움)에서 8(가장 단단함)까지의 척도 지정을 나타냅니다. 예를 들어 알루미늄 5052-H32는 변형 경화 및 안정화되었으며 상대적으로 부드럽습니다.
2xxx, 6xxx, 7xxx, 일부 4xxx 합금 뒤에 '-T' 추가는 합금이 열처리, 급속 냉각 또는 담금질, 또는 침전 경화되었음을 나타냅니다. T 다음 숫자는 어떤 열 공정을 거쳤는지 나타냅니다.
침전 경화 또는 열처리 합금은 때때로 추가 숫자를 포함하며, 이는 신장(-T51) 또는 압축(-T52)에 의한 응력 완화 같은 특정 최종 특성을 나타냅니다.
알루미늄 합금 번호 시스템에 익숙해지는 것이 중요하지만, 우리는 당신이 모든 알루미늄 합금을 외우기를 기대하지 않습니다. 주어진 부품에 가장 적합한 알루미늄 합금을 선택하기 위해 숙련된 제조 파트너의 도움을 받으세요.
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정밀 주조 공정에서 가장 흔히 사용되는 금속 중 하나가 알루미늄입니다. 알루미늄의 높은 강도-중량 비율은 항공우주, 의료, 전자 등 내구적이면서도 가벼운 부품이 필요한 산업에 이상적입니다. 이 금속은 우수한 내식성, 뛰어난 전기/열전도성, 가혹한 환경 저항성, 고온 저항성도 가집니다. 알루미늄으로 정밀 주조하면 부품 표면이 매끄럽게 나옵니다. 고객은 부품용 다양한 알루미늄 합금 등급 중 선택할 수 있습니다. 정밀 주조 공정에서 자주 사용되는 대표적인 알루미늄 등급을 살펴보겠습니다. A356 알루미늄 합금 A356 알루미늄 합금은
알루미늄은 용접하기 가장 어려운 합금입니다. 알루미늄 산화물은 3700°F(약 2038°C)에서 녹는 반면 알루미늄은 1200°F(약 649°C)에서 녹습니다. 이 때문에 용접 전 표면에서 알루미늄 산화물을 철저히 제거해야 합니다. 알루미늄은 열처리형과 비열처리형 합금으로 나뉩니다. 열처리형 알루미늄 합금은 에이징(aging)이라는 공정을 통해 강도를 얻습니다. 알루미늄 용접 시 과도한 에이징으로 인장 강도가 크게 감소할 수 있습니다. 알루미늄 주요 합금 원소 9그룹 지정주요 합금 원소 1xxx99% Al 2xxx구리가 주요