공업적으로 사용되는 알루미늄은 합금으로 사용되는 경우가 많으며 다양한 종류가 있습니다.
A2017은 그 중 하나로 공업적으로 뛰어난 성질을 가지고 널리 활용되고 있습니다.
이 기사에서는 A2017의 개요와 특징에 대해 설명합니다.
목차
A2017이란?
A2017은 “두랄루민”의 이름으로 알려진 알루미늄 합금의 일종입니다. 알루미늄 에 동(구리)이나 마그네슘을 첨가하고 있으며, 각각의 배합은 동(구리)이 3.5~4.5%, 마그네슘이 0.40~0.80%로 되어 있습니다.
알루미늄은 매우 가벼운 금속이지만 강도가 낮은 것이 약점이었습니다. 순 알루미늄의 경도는 65HB 정도입니다.
그러나 A2017은 구리를 포함시켜 경도는 105HB까지 향상되었습니다. 사용하는 환경에 따라 철강 재료에 필적하는 강도를 가진다고도합니다.
또한 A2017은 가볍고 강하고 게다가 가공하기 쉬운 것이 특징입니다. 따라서 항공기 재료 및 기계 부품 재료 등에 많이 사용되고 있습니다.
A2017의 특징
여기에서는 A2017의 가공성과 장점, 단점에 대해 설명합니다.
A2017의 가공성
A2017은 마그네슘이 첨가되어 있기 때문에 절삭성 가공성이 높고, 절삭 가공에 적합 소재입니다. 열처리 나 단조 등의 가공에도 적합합니다.
A2017의 장점
- 탄소강 등에 비해 가볍다
- 다른 알루미늄 재료에 비해 강도가 높다
A2017의 비중은 2.79이며 탄소강의 7.8과 비교하면 매우 낮다는 것을 알 수 있습니다. 금속으로서는 매우 경량인 알루미늄을 주체로 하고 있기 때문에, 금속 재료로서는 매우 가벼운 것이 큰 이점의 하나 입니다.
또한 앞에 서술한 바와 같이 구리를 첨가하고 있기 때문에 강도가 향상되어 순 알루미늄의 1.6배 정도의 강도를 가지고 있습니다.
A2017의 단점
- 용접성이 낮다
- 내식성이 떨어진다
원래 알루미늄은 산화 피막을 생성하는 것이나, 열전도성의 높이로부터 용접에는 별로 향하지 않는 소재입니다만, A2017도 마찬가지로, 용접성이 낮은 소재입니다.
표면에 생성하는 산화 피막이 대상 금속보다 융점이 높고, 사전에 산화 피막의 제거가 필요한 것이나, 대상 금속의 열이 도망치기 쉽기 때문에, 용입이 불안정해지기 쉽다 등의 단점이 있습니다.
또, 동(구리)이 첨가되어 있기에 알루미늄과 비교하면 내식성이 떨어지는 것도 단점입니다. 부식하기 쉬운 환경에서 사용할 때는 충분한 부식 처리가 필요합니다.
두랄루민은 범용 알루미늄이나 순 알루미늄에 비해 아노다이징 가공이 어렵기에 부식 처리로서 아노다이징 가공을 할 때는 주의해야 합니다.
알루미늄계 합금의 JIS 표기
A2017도 포함한 알루미늄 합금계 소재에 대해서, JIS의 표기 룰은 다음과 같이 되어 있습니다.
① 알루미늄 또는 알루미늄계 합금을 나타내는 「A」가 표기됩니다.
② 알루미늄 합금의 계통을 나타냅니다. 1은 순 알루미늄, 2는 동(구리)계 알루미늄 합금, 5는 마그네슘계 알루미늄 합금입니다. 1에서 8까지의 숫자가 있습니다.
③ 유통 시의 형상을 나타냅니다. P는 판과 원판을 의미합니다. PC, BE, W, S 등의 기호가 있습니다. 재료로서의 형상을 나타내는 기호이기에, 이 기호의 유무나 기호가 바뀌어도 소재 그 자체의 질이 바뀌는 것은 아닙니다.
④ 조질 처리를 나타내는 식별 번호입니다. F는 소재로 제조된 그대로 임을 의미합니다. H는 가공 경화, O는 풀림, 등과 같이 기호 마다 행해진 처리가 다릅니다. 강철의 조질 처리 식별 번호와 다르기에 주의가 필요합니다.
A2017의 판 두께, 표준 치수
A2017의 판 두께는 JIS H 4000:2014 등에 표준 치수가 정해져 있습니다. 그러나, 재료 메이커에 따라서는 JIS의 표준 치수에 있는 것도 취급하고 있지 않거나, 반대로 JIS의 표준 치수 외의 소재를 취급하고 있는 경우도 있습니다.
A2017재의 치수에 대해서는 메이커의 카탈로그 등에서 확인해 주세요.
A2017의 용도
A2017은 가볍고 높은 강도를 가지므로 매우 폭넓은 분야에서 사용되고 있습니다. 대표적인 예로 다음과 같은 것이 있습니다.
- 항공기 및 로켓 부품
- 선박용 재료
- 유압 장치 및 기어 등의 기계 부품
- 어태쉬 케이스 등으로 대표되는 트렁크
- 나사, 리벳 등의 체결 부재
- 주택 창틀
- 텐트와 야외 의자 프레임
A2017은 한때 비행선의 골조 등에 사용되었던 소재였습니다. 그 후 항공기 등에도 사용되고, 특히 전투기에 사용되었기 때문에 수요가 크게 늘었습니다. 현재는 항공기 등 외에 창틀이나 트렁크 등 우리의 근처에서도 사용되고 있습니다.
A2017과 다른 소재와의 차이
두랄루민에는 A2017 외에 초두랄민이라고 불리는 A2024와 초고속 두랄루민이라고 불리는 A7075 등이 있습니다. A2017과 다른 두랄루민, 또는 범용 알루미늄 등 다른 소재와의 차이를 설명합니다.
초두랄루민과 초초두랄루민과의 차이
두랄루민이라고 불리는 알루미늄 합금에는 A2017(두랄루민)과 A2024(초두랄루민), 또한 A7075(초초 두랄루민)의 3 종류가 있습니다. 비중은 모두 2.79~2.8 정도로, 그다지 차이가 없지만 강도나 성질에는 차이가 있습니다.
A2024는 A2017에 비해 동(구리)나 마그네슘의 함유량이 높고 강도도 높은 것이 특징입니다. 그러나 한편으로, 구리의 첨가량이 증가하고 있기에, 내식성은 약간 뒤떨어집니다.
A7075는 알루미늄에 동(구리) 외에 마그네슘과 아연을 첨가한 알루미늄 합금입니다. 두랄루민 중에서 가장 높은 강도를 가지고 있습니다.
그러나 A2017과 달리 절삭 가공이 어려운 일이나 인장 응력이 가해진 상황에서 부식 환경에 노출되면 균열을 일으키는 응력 부식 균열 등의 단점이 있습니다.
A5052와의 차이
A5052는 알루미늄에 아연을 첨가한 가장 일반적인 알루미늄 합금입니다. 범용 알루미늄이라고도 불리고 있으며, 두랄루민이나 순 알루미늄 등의 지정이 없고 「알루미늄」이라고 하면, 이 A5052를 가리키는 케이스가 대부분입니다.
A5052는 알루미늄의 특징인 가벼움이나 가공성은 뛰어나지만 강도가 낮다는 단점이 있습니다. 그러나 한편으로 동(구리)을 포함하지 않기 때문에, A2017보다는 내식성이 높고, 두랄루민보다 아노다이징 가공하기 쉽다는 장점도 있습니다.
스테인리스나 철과의 차이
A2017과 스테인레스 스틸 및 철과 같은 금속 재료의 가장 큰 차이점은 비중입니다. 스테인리스나 철에 비하면 A2017의 비중은 절반 이하입니다. 그 때문에, 특히 최근에는 경량화 등의 목적으로부터 A2017이 사용되는 부품도 증가하고 있습니다.
그러나, 강도나 용접성에서는 스테인리스나 철에 뒤떨어지기 때문에, 가공 시에는 주의가 필요합니다.
마무리하며
A2017과는 알루미늄 합금의 일종으로 「두랄루민」이라고도 불리고 있습니다. 알루미늄에 동(구리)이나 마그네슘을 첨가하고 있어 매우 가볍지만 강도도 있는 금속으로써 항공기나 기계 부품 등에 사용되고 있습니다.
가볍고 튼튼하고 가공성이 뛰어난 반면, 내식성은 떨어지고, 철강 등에 비하면 강도가 낮다는 등의 단점도 있습니다. 두랄루민의 동료에는 초두랄루민이나 초초두랄루민 등도 있으며, 이것들은 A2017보다 더 강도가 있습니다.
