전산응용기계제도기능사 비철금속 재료 — 가벼운 합금과 시효경화

비철금속 합금의 무게는 비중으로 비교한다. 마그네슘 합금은 알루미늄 합금보다 가볍고, 비철금속 합금 가운데 비중이 가장 작다. 가장 가벼운 구조용 금속은 마그네슘이다.

알루미늄 합금 가운데 Y합금은 구리 4%, 니켈 2%, 마그네슘 1.5%를 표준 성분으로 한다. 시효경화성이 있어 모래형과 금형 주물로 쓰이고, 열간단조와 압출가공이 쉬워 단조품과 피스톤에 이용된다. 인공 시효시키면 고온 강도가 살아나 내연기관의 실린더 피스톤과 실린더 헤드로도 쓰인다. 고온 부품용 알루미늄 합금을 고르는 자리에서 니켈이 들어간 Y합금이 단서가 된다.

분말 형태의 금속 탄화물을 프레스로 성형한 뒤 소결해 만든 합금이 초경합금이다. 주로 탄화텅스텐과 결합제인 코발트로 이루어지며, 절삭 공구와 내열·내마멸성이 요구되는 부품에 많이 쓰인다. 분말과 절삭 공구라는 두 단서가 함께 나오면 초경합금으로 읽는다.

소결 공정으로 내부에 기공을 만든 다공질 재료는 윤활유를 흡수해 보유하므로 외부에서 기름을 공급하지 않아도 윤활 효과를 낸다. 오일리스 베어링과 방직기용 소결 링크, 열교환기, 전극 촉매처럼 유체를 다루는 공업 분야에 널리 쓰인다. 소결과 다공성, 오일리스 베어링은 한 묶음으로 기억하면 된다.

상온에서 냉간가공을 거듭하면 재료의 강도가 올라가고 연성이 줄어든다. 이 현상을 가공경화라고 한다. 시간과 온도에 따라 석출로 굳어지는 시효경화, 표면만 단단하게 하는 표면경화와 구분해야 한다. 냉간가공을 거치면 강도는 오르고 연성은 내려간다.