두랄루민 Duralumin 특징에 대하여 설명하시오 고강도 Al합금 금속재료기술사 서브노트

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금속재료기술사 1교시 기출문제인 두랄루민의 특징에 대하여 정리해본다.

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두랄루민 고강도 알루미늄 합금

두랄루민을 원조로 하여 발달한 시효경화성 합금이다.
이러한 합금은 Al-Cu-Mg계와 Al-Zn-Mg계로 나눌 수 있으며, 이 외에 단조용으로 Al-Cu계, 내열용으로 Al-Cu-Ni-Mg계의 합금도 있다.

1. 두랄루민(duralumin) 2017 합금(Al-Cu4%-Mg0.5%-Mn0.5%) 에 해당하며, 500~510℃에서 용체화처리 후 수냉하여 상온 시효경화 시키면 기계적 성질이 개선되며, 강도가 크고 성형성도 좋다.
가공은 용체화처리 후 시효경화 전에 하는 것이 보통이다. 이와 같이 용체화처리 후의 냉간가공은 처음의 시효경화 속도를 크게 하나 가공 후의 경화량은 가공도가 클수록 적어진다. 시효 후 다시 냉간가공하면 시효경화는 더욱 진행된다.

2014(Al-Cu4.4%-Si0.8%-Mn0.8%- Mg0.4%)는 강도, 성형성, 경도가 높고 T4처리재는 2024합금보다 강도가 적으나 T6처리하면 2024 합금과 같은 강도를 가진다.

2. 초두랄루민(super duralumin, SD) 2024 합금(Al-Cu4.5%-Mg15%-Mn0.6%)으로 T4처리를 하면 약 48kgf/㎟의 강도를 가지며, 항공 재료로 사용된다. T6처리하면 T4처리한 것에 비하여 강도는 같으나 내력이 상승하고 연신율이 감소한다. 인장강도 50kgf/㎟ 이상의 두랄루민을 말한다.

3. Al-Zn-Mg계 합금 이 계에 속하는 것으로서 초초 두랄루민(exta super duralumin, ESD)이라 하며, 항공기용 재료에 쓰인다. ESD 합금은 Cu1.5~2.5%, Zn7~9%, Mg1.2~18%, Mn0.3~1.5%, Cr0.1~0.4%을 함유한다.
Alcoa 75S 등이 이에 속하며 인장강도 54kgf/㎟ 이상의 두랄루민을 말한다.

Al-MgZn2계 상태도 : 신금속재료학

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