가스텅스텐아크용접기능사 아연, 납, 주석, 저용융점 금속과 그 합금 — 모넬메탈·6:4 황동·방사선 차단 납

모넬메탈은 니켈을 약 65~70%, 나머지를 구리로 만든 니켈-구리계 합금이다. 내열성과 내식성이 뛰어나 산이나 화학 약품을 다루는 화학공업의 밸브·펌프·기계 부품 재료로 쓰인다. 콘스탄탄은 구리와 니켈의 합금이지만 전기저항·열전쌍용이고, 실루민은 Al-Si계, Y합금은 Al-Cu-Ni-Mg계라 성분과 용도가 각각 다르다.

황동은 구리와 아연의 합금이고, 이름의 앞숫자와 뒷숫자는 구리와 아연의 비율을 뜻한다. 6:4 황동은 60% 구리와 40% 아연의 합금으로, 아연이 많아지면서 생기는 단단한 β상 때문에 7:3 황동보다 인장강도와 경도는 높지만 상온에서 늘어나는 전연성은 낮다. 아연이 많은 황동은 탈아연 부식에 주의해야 하며, 판재와 열교환기 등에 쓰인다.

특수 황동은 6:4 황동에 다른 원소를 조금 넣어 성질을 개선한 합금이다. 철을 1~2% 넣으면 강도가 커지고 내식성이 좋아지는데 이것이 델타메탈이고, 선박용 부품과 밸브 같은 기계 구조용으로 쓰인다. 네이벌황동은 6:4 황동에 주석을 약 1% 넣어 바닷물에 강하게 만든 해수용 합금이며, 망간황동은 망간을 넣은 합금, 망가닌은 구리-망간-니켈 합금으로 전기저항 재료다.

납은 회백색 금속으로 아주 무르고 윤활성이 좋으며 공기 중에서 잘 부식되지 않는 내식성을 갖는다. 무엇보다 밀도가 커서 엑스선이나 라듐에서 나오는 방사선을 잘 막으므로 병원 촬영실의 납문·납유리나 방사선 취급자의 납 가운에 쓰인다. 니켈은 은백색의 자성 금속, 아연은 철판 도금용, 구리는 적갈색의 전기전도용 금속이라 색과 용도가 다르다.

알루미늄은 표면에 얇은 산화피막이 저절로 생겨 대기 중에서 내식성이 좋고, 수산화암모늄(암모니아수) 속에서도 부식되지 않는다. 반면 염산 중에서는 산화피막이 녹아 대단히 빨리 침식된다. 순도가 높은 알루미늄은 부드럽고 지나치게 유연하며, 비중은 철의 약 1/3이고 전기와 열을 잘 통하고 전연성도 좋다. 다만 용융점이 약 660℃로 철의 약 1,500℃보다 훨씬 낮아 고온강도가 작다.

실루민은 알루미늄에 규소를 넣은 Al-Si계 합금으로 알팩스라고도 부른다. 규소가 들어가면 녹는 온도가 낮아지고 용탕의 유동성이 좋아져 복잡한 모양의 주물을 만들기 쉬우므로 주물용으로 많이 쓴다. Y합금은 알루미늄에 구리·니켈·마그네슘을 넣은 단련용 열처리형 합금으로, 고온에서도 강도가 유지되어 피스톤과 실린더 헤드 같은 내연기관 부품에 쓰인다. 알민은 순도 99% 이상의 순수 알루미늄, 알드레이는 전선용 가공재, 하이드로날은 내식용 합금이라 내열 조건과 구분한다.

주조용 알루미늄 합금은 녹여서 틀에 부어 형태를 만드는 합금으로, Al-Cu계, Al-Si계, Al-Mg계, Al-Zn계와 내열용 알루미늄 합금으로 분류한다. 내식성은 합금이 지닌 성질을 가리키는 표현일 뿐 독립된 분류명이 아니므로, '내식성 알루미늄 합금'은 주조용 합금의 종류로 보지 않는다.