이산화탄소가스아크용접기능사 알루미늄과 경금속 합금 — 가벼운 금속을 강하게 만드는 법

알루미늄의 성질은 수치와 한계를 함께 본다. 비중은 약 2.7이고 용융온도는 약 660도다. 전기와 열의 전도율은 구리 다음으로 좋으며, 표면에 생기는 산화피막이 대기 중 내식성을 준다. 가공성과 주조성, 합금성도 좋다. 다만 해수의 염소이온에는 점부식이 생기고 염산과 황산 같은 무기산, 알칼리에는 쉽게 부식된다. 해수에 매우 강하다는 설명은 틀리다.

알루미늄은 변태점이 없어 강과 같은 담금질 경화가 되지 않는다. 대신 용해도가 온도에 따라 크게 변하는 성질을 이용한다. 높은 온도에서 녹인 원소를 급냉해 과포화 고용체로 만든 뒤 두면 미세한 석출물이 생기며 경도와 강도가 올라가는데 이것이 시효경화다. 상온에 두는 것은 자연시효, 가열하는 것은 인공시효다. 두랄루민과 Y합금이 대표적인 시효경화성 합금이다.

합금은 이름과 성분, 용도를 함께 익힌다. 실루민은 알루미늄과 규소의 합금으로 육각판상의 거친 규소 결정을 나트륨 접종으로 미세화해 주조성을 좋게 한 대표 주조합금이다. 라우탈은 알루미늄, 구리, 규소의 합금으로 규소가 주조성을, 구리가 피삭성을 좋게 한다. 두랄루민은 알루미늄, 구리, 마그네슘, 망간의 합금으로 단련용이며 열처리로 강도를 높여 항공기와 교량에 쓴다. 하이드로날륨은 알루미늄에 마그네슘을 약 4~10% 넣은 합금으로 내식성, 강도, 연신율이 좋아 선박 부품과 조리 기구, 화학 장치에 쓴다. Y합금은 구리 4%, 니켈 2%, 마그네슘 1.5%를 넣은 내열 주물합금으로 피스톤과 실린더 헤드에 쓴다. 알민은 알루미늄과 망간, 알드레리는 알루미늄과 마그네슘과 규소의 합금이다.

다이캐스팅용 알루미늄 합금은 유동성이 좋고 응고할 때 수축한 부분을 용탕이 보충할 수 있어야 하며 열간취성이 적어야 한다. 금형에 눌어붙으면 탈형이 어렵고 금형 수명이 짧아지므로 점착성은 적어야 한다. 점착성이 좋아야 한다는 조건은 요구 성질과 반대다. 내식성 알루미늄 합금에서는 크롬 첨가가 응력부식균열을 막는 데 효과가 있다.

구리와 견주면 전도율은 은이 가장 높고 구리가 그다음, 알루미늄이 그 뒤를 잇는다. 구리와 아연의 합금은 황동, 구리와 주석의 합금은 청동이다.