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 열처리 — 비철합금과 표면침투 처리 핵심
비철재료의 열처리는 합금 종류와 목적에 따라 다양한 방식이 존재한다. 표면으로 원소를 침투시키는 확산법과, 조직 변화를 통해 성질을 바꾸는 일반 열처리를 구분하여 이해해야 한다.
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시험에 이렇게 나온다
출제기준 단원 「열처리」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| 열처리 방법 구분 | 1 | 확산 관여 여부로 열처리법을 가려내기 |
| 금속침투법 원소 매칭 | 1 | 침투되는 금속 원소와 처리명 매칭하기 |
| 합금 명칭과 조성 | 1 | Mg-Al계 소량 Zn·Mn 첨가 합금 명칭 식별하기 |
뜻
확산 열처리는 외부 원소를 재료 표면으로 침투시켜 표면 특성을 개선하는 방법을 말한다. 대표적인 예로 침탄법과 질화법이 있으며, 금속침투법으로 분류되는 처리들은 모두 표면 원소의 확산을 수반한다.
반면 담금질과 같은 일반 열처리는 조직 변태에 의해 물성을 변화시키는 방법으로 외부 원소의 침투 과정을 포함하지 않는다. 담금질은 재료를 가열 후 급냉하여 마르텐사이트 등 조직 변화를 일으켜 경도를 높이는 과정이다.
금속침투법의 구체적 사례로 세라다이징(Sheradizing)이 있으며, 이 방법은 아연(Zn)을 강재 표면으로 침투시켜 아연-철 합금층을 형성하여 내식성을 높이는 처리이다. 다른 침투법으로는 보라이징(붕소 침투), 알루미나이징(알루미늄 침투), 크로마이징(크롬 침투) 등이 존재한다.
비철합금별로는 합금의 조성이나 미세조직에 따라 열처리와 가공성, 취성 등의 특성이 달라진다. 예를 들어 Ti-6Al-4V는 α+β 조직을 가지며 열처리와 용접, 단조, 기계가공이 비교적 용이한 합금으로 알려진다.
황동과 같은 구리-아연계 합금은 잔류 응력과 부식성 환경이 결합될 경우 응력부식균열에 취약하다. 이로 인해 계절적 요인에 의해 발생하는 균열이 생길 수 있으므로 잔류응력 제거와 부식성 환경 차단 등이 방지책이 된다.
무산소동(OFC)은 산소와 탈산제가 제거된 구리로 전도성이 우수하고 수소취성이 없어 전자기기용 부품에 적합하다는 특성이 있다. 알루미늄 합금의 번호 체계에서는 4000번대가 규소(Si)를 주원소로 하는 Al-Si계임을 구분하여야 한다.
예제
예1 — 확산이 관여하지 않는 열처리법을 묻는 문제에서는 '담금질'을 정답으로 고른다. 이유는 담금질이 급냉에 의한 조직 변태로 경도를 높이는 방법으로, 외부 원소의 표면 침투를 수반하지 않기 때문이다.
예2 — 금속침투법의 이름-원소 매칭 문제에서는 '세라다이징'을 선택하면 정답이 된다. 세라다이징은 아연을 철강 표면으로 침투시키는 방법으로 아연-철 합금층을 형성하여 내식성을 향상시키는 처리임을 근거로 한다.
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.
Mg-Al 계 합금으로서 소량의 Zn과 Mn을 첨가한 합금은?
- 인바
- 라우탈
- 엘렉트론
- 퍼멀로이
정답과 해설 보기
정답 ③ · 마그네슘(Mg)을 주성분으로 하고 소량의 알루미늄(Al), 아연(Zn), 망간(Mn) 등을 첨가하여 만든 경합금을 '엘렉트론(Elektron)'이라고 부릅니다. 이 합금은 비강도가 우수하여 항공기 등의 부품으로 널리 활용됩니다.
Mg-Al 계 합금에 소량의 Zn과 Mn을 첨가한 경합금은 '엘렉트론'이라고 불리며, 항공기 부품 등 경량화가 필요한 곳에 사용된다.
자주 묻는 물음
- 확산 열처리와 담금질의 차이는 무엇인가?
- 확산 열처리는 외부 원소를 표면으로 침투시키는 처리로서 침탄·질화 등 표면 원소의 확산을 수반하는 반면, 담금질은 가열·급냉에 따른 조직 변태로 경도를 높이는 방법으로 외부 원소의 침투를 포함하지 않는다.
- 세라다이징은 어떤 금속을 침투시키는 처리인가?
- 세라다이징(Sheradizing)은 아연(Zn)을 철강 표면으로 침투시켜 아연-철 합금층을 만드는 처리이다.
- 황동의 자연균열을 방지하려면 어떻게 해야 하나?
- 황동의 자연균열은 잔류응력과 암모니아 등 부식성 환경의 결합으로 발생하므로 응력제거풀림이나 도장·도금 등 부식성 환경 차단 및 합금 조성 변경으로 방지해야 한다.
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