가공용 알루미늄 합금 중 4000 번대는 어느 합금계 인가?
- Al-Cu계
- Al-Mn계
- Al-Si계
- Al-Mg계
정답과 해설 보기
정답 ③ · 문항은 알루미늄 합금 번호대별 주원소를 묻고 있다. 4000번대 알루미늄 합금은 규소(Si)를 주원소로 하는 Al-Si계에 해당한다.
알루미늄 합금 4000번대는 규소(Si)를 주 원소로 하는 Al-Si계 합금이다.
개념 한 쪽
침투비파괴검사기사 성질과 용도 — 동·알루미늄 합금의 특성 및 용도
동과 알루미늄 합금은 구성원소에 따른 특성과 용도가 뚜렷하여 합금계와 명칭을 통해 재료 성질을 유추하는 능력이 중요하다. 시험에서는 합금 번호대나 특수 처리에 따른 석출상, 그리고 동 종류별 전기적·기계적 특성이나 균열 취약 메커니즘을 묻는 문항이 자주 출제된다.
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시험에 이렇게 나온다
출제기준 단원 「성질과 용도」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| 동 합금 명칭 판별 | 1 | 구리 합금의 구성원소와 함량으로 합금 명칭을 가르기 |
| 알루미늄 합금 계열 확인 | 1 | 알루미늄 번호대와 주성분을 연결하여 계열을 판별하기 |
| 동 종류 특성 구분 | 1 | 산소제거 여부와 전기적·기계적 특성으로 동 종류를 가리기 |
뜻
구리(Cu) 합금에서 주석(Sn)을 소량(대체로 10% 이내) 첨가한 계열을 주석청동이라고 부른다. 주석청동은 내식성과 마모 저항성이 뛰어나 기계용 주물이나 미술공예품 등 마모와 부식에 강한 용도에 적합하다. 문제 풀이에서는 '주석+구리=청동'과 '주석 10% 이내=주석청동'을 연결하는 기억법이 유용하다.
알루미늄 합금은 번호대별로 주원소가 구분된다. 4000번대 알루미늄 합금은 규소(Si)를 주성분으로 하는 Al-Si계 합금으로, 용융점이 낮아 주조나 용접용 와이어 등 저융점 특성이 필요한 용도에 널리 쓰인다. 번호대에 따른 주성분 구분은 합금의 용도와 가공 특성을 빠르게 판별하는 핵심 지식이다.
동의 종류는 제조·정제 방식과 산소·불순물 함량에 따라 특성이 달라진다. 무산소동(OFC)은 산소와 탈산제를 제거하여 수소취성이 발생하지 않고 전기 전도성이 우수하며 가공성도 좋아 전자기기 부품이나 고주파 케이블 등에 주로 사용된다. 문제에서 '수소취성 없음'과 '전도성 우수'가 동시에 제시되면 무산소동을 우선적으로 고려해야 한다.
동 합금의 균열, 알루미늄 합금의 석출 강화 등은 재료의 처리와 환경 조건에 따라 발생하는 현상이므로, 합금명·처리·특성의 인과관계를 정확히 이해하고 시험 문제의 키워드를 단서로 삼아 정답을 선택해야 한다.
예제
주석을 소량 포함한 구리 합금이 기계주물 재료로 쓰인다는 설명이 나오면 주석청동을 떠올려 정답을 고른다. 4000번대 알루미늄 합금이라는 표기가 나오면 규소가 주성분인 Al-Si계임을 근거로 주조나 용접 관련 용도를 선택한다. 문제에서 전도성·수소취성 관련 조건이 함께 제시되면 무산소동(OFC)을 선택하는 방식이 실전에서 유효하다.
합금의 명칭과 숫자 체계, 처리 결과로 생기는 석출상이나 특성(예: Al-Cu계 시효 석출상은 CuAl2 등)과의 연결을 잊지 않도록 한다. 다만 본 개념의 세트에서 출제된 핵심은 동·알루미늄 합금의 명칭·주성분·대표적 용도·특수 동 종류의 특성이라는 점을 염두에 둔다.
대표 기출 3문항
황동 가공재에서 자연균열이 발생하는 주원인은?
- 아연 도금 때문에
- 황의 유동 때문에
- 저온 풀림에 의하여
- 응력 부식에 의하여
정답과 해설 보기
정답 ④ · 질문은 황동 가공재에서 자연균열이 발생하는 주원인을 묻고 있다. 황동은 잔류응력에 취약한 상태에서 부식성 환경이 결합되면 응력부식균열(SCC)이 잘 발생하는 재료 특성을 가진다.
황동은 아연과 구리의 합금으로, 잔류 응력과 부식성 환경이 결합된 응력 부식 균열에 매우 취약하여 자연균열이 쉽게 발생한다.
산소나 탈산제를 품지 않는 구리로 전도성이 좋고, 수소취성이 없으며, 가공성도 우수하여 주로 전자기기 등에 사용되는 시판동은?
- 탈산동
- 정련동
- 전기동
- 무산소동
정답과 해설 보기
정답 ④ · 문제는 산소와 탈산제가 제거된 구리의 특성과 용도를 묻고 있다. 무산소동은 산소와 탈산제를 거의 제거하여 결정간 수소에 의한 취성이 없고 전기전도도가 우수하므로 전자기기용으로 적합하다는 원리로 정답이 된다.
무산소동(OFC)은 산소와 탈산제가 제거되어 전도성이 좋고 수소취성이 없어 전자기기 부품에 널리 사용된다.
자주 묻는 물음
- 주석청동은 어떤 특성과 용도를 가지는가?
- 주석을 소량(대체로 10% 이내) 첨가한 주석청동은 내식성과 마모 저항성이 뛰어나 기계용 주물이나 미술공예품 등 마모와 부식에 강한 용도에 사용된다.
- 알루미늄 합금의 4000번대는 어떤 합금계이며 어디에 쓰이나?
- 4000번대 알루미늄 합금은 규소(Si)를 주성분으로 하는 Al-Si계 합금으로 용융점이 낮아 주조나 용접용 와이어 등 저융점 특성이 필요한 부품에 적합하다.
- 무산소동(OFC)의 특징과 용도는 무엇인가?
- 무산소동은 산소와 탈산제를 제거하여 수소취성이 발생하지 않고 전기 전도성이 우수하며 가공성이 좋아 전자기기 부품이나 고주파 케이블 등 정밀 전기적 특성이 필요한 용도에 주로 사용된다.
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