금속 성질 / 황동의 특징, 장점, 단점, 성질 설명한다

이번에는 황동의 특징과 성질에 대해 설명합니다.

황동은 구리와 아연의 합금입니다. 

1983년도 부터 2006년까지 사용했었던 10원 동전 또한 황동을 재료로 하고 있습니다. 

 

구리와 같이 가공성이 뛰어나 세상에서 사용되고 있는 구리의 대부분은 

순동과 황동이라고도 합니다.

 

황동이란?

황동이란, 구리와 아연의 합금으로, 아연이 20% 이상인 것을 말합니다. 

황동의 영어 표기는 「Brass」로, 음악의 밴드에서 사용되는 트럼펫 등의 악기는, 황동으로 만들어져 있습니다.

황동은, 아연의 첨가량에 의해 특성이 크게 달라지기 때문에, 

재료에 따라서는 「73황동」이나 「64황동」등과 같이

구리와 아연의 비율을 나타낸 명칭이 사용되고 있는 것도 있습니다.

황동은 주로 늘이거나 압축하는 가공인 신동품으로 자주 사용되는 재료입니다. 

대표적인 것으로서 금관악기 이외에도 예전 10원짜리 동전이나 수세식 화장실의 급수관 등을 들 수 있습니다.

 

또, 외형이 황금색으로 아름답고, 산화하면 앤티크한 분위기를 감돌게 하여

액세서리에 사용되는 일도 많습니다.

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황동의 특징

황동의 장점

황동의 장점은 우수한 가공성과 내식성, 전기 전도성, 비교적 높은 강도, 가격이 저렴한 점입니다.

가공에 있어서는, 열간 단조성·전연성·전조성·절삭 가공성이 우수하고, 

도금이나 납땜이 하기 쉬운 특징도 있습니다. 

 

높은 전기 전도성이 있기 때문에 단자 커넥터와 같은 전기 제품의 부품으로 사용되는 경우도 많습니다.

또한, 황동은 공기 중에서 서서히 표면이 산화되어 검게되지만,

산화 피막이 되어 내부를 보호하기 때문에 전체가 부식되는 것을 방지합니다.

 

황동의 단점

황동은 응력 부식 균열의 일종으로 여겨지는 "균열"이 발생할 수 있습니다. 

갈라짐은 기계 가공 등을 실시한 황동이 일시의 경과에 의해 대기 중의 수분이나 

이산화탄소 등이 결정립계에 부식을 일으켜, 입계 부식을 일으키는 현상을 가리킵니다. 

 

균열을 피하기 위해서는 도금이나 도장을 실시하거나 

어닐링으로 내부 응력을 제거하는 것이 유효합니다.

또, 라텍스 등의 고무류에 접촉하면, 고무가 분해부식되어 버리는 단점도 있습니다.

 

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황동의 종류

황동(C2600)
C2600은 칠삼황동이라고도 불리는 재료로, 구리와 아연의 비율이 70:30인 황동입니다. 

구리의 비율이 높고, 조리개 가공성이 우수합니다.

 

C2600의 주요 용도는 단자 커넥터, 배선 기구, 카메라 부품 등입니다.

●C2600의 화학 성분(단위:%)

합금 번호	구리Cu	납Pb	철Fe	아연Zn
C2600	68.5～71.5	0.05 이하	0.05 이하	나머지 a)

 

황동(C2680)

C2680은 구리와 아연의 비율이 65:35인 황동입니다. 

C2600과 마찬가지로 조리개 가공성이 좋고, 깊은 조리개용으로 채용되고 있습니다.

C2680의 용도는 C2600과 마찬가지로 단자 커넥터나 배선 기구, 카메라 부품 등을 들 수 있습니다.

 

●C2680의 화학 성분(단위:%)

합금 번호	구리Cu	납Pb	철Fe	아연Zn
C2680	64.0～68.0	0.05 이하	0.05 이하	나머지 a)

 

황동(C2801)

C2801은 6사 황동이라고도 하는 재료로, 구리와 아연의 비율이 60:40인 황동을 가리킵니다. 

냉간 가공성이 떨어지지만, 열간 가공성이나 강도가 우수하고, 전연성도 양호합니다.

 

C2801의 주요 용도로는 위생관/기계부품/배선기구 등을 들 수 있습니다.

 

●C2801의 화학 성분(단위:%)

합금 번호	구리Cu	납Pb	철Fe	아연Zn
C2801	59.0～62.0	0.10 이하	0.07 이하	나머지 a)

 

 

네이벌 황동(C4641)

C4641은 황동에 소량의 주석을 첨가한 재료입니다. 

C4600대의 황동을 「네이벌 황동(해군 황동)」이라고도 부릅니다.

 

C4641은 내식성(특히 내해수성)이 좋고, 선박용 부품이나 샤프트 등에 사용됩니다. 

주석에 의해 경도와 강도를 향상시키고 있습니다만, 한편으로 신장은 감소하고 있습니다.

 

●C4641의 화학 성분(단위:%)

합금 번호	구리Cu	납Pb	철Fe	주석Sn	아연Zn
C4641	59.0～62.0	0.50 이하	0.20 이하	0.50～1.00	나머지 a)

 

황동의 기계적 특성

여기에서는 황동 C2801의 기계적 성질을 아래에 나타냅니다.

 

●C2801의 기계적 성질

품질	제품 기호	인장 시험			굽힘 시험 a)			경도 시험 a) (참고)
		두께 구분 (mm)	인장 강도 b) (N/mm2)	펴짐 b) (%)	두께의 구별하다 (mm)	굴곡 각도 다)	내부 반경 c)	두께 구분 (mm)	비커스 경도 b) (HV)
0	C 2801 PO d)	0.30 이상 1.0 이하	325 이상	35이상	0.30 이상 2.0 이하	180°	두께의 1번	-	-
		1.0 초과 30 이하		40이상
	C 2801 RO d) C 2801 RS-O d)	0.30 이상 1.0 이하		35이상
		1.0 초과 3.0 이하		40이상
1/4H	C 2801 P-1/4H d)	0.30 이상 30 이하	355～440	25이상	0.30 이상 2.0 이하	180°	두께의 1.5배	0.30 이상 30 이하	85～145 f)
	C 2801 R-1/4H d) C 2801 RS-1/4H d)	0.30 이상 3.0 이하						0.30 이상 3.0 이하
1 / 2H	C 2801 P-1/2H d)	0.30 이상 20 이하	410～490	15이상	0.30 이상 2.0 이하	180°	두께의 1.5배	0.30 이상 20 이하	105~160 f)
	C 2801 R-1/2H d) C 2801 RS-1/2H d)	0.30 이상 3.0 이하						0.30 이상 3.0 이하
H	C 2801 PH d)	0.30 이상 10 이하	470 이상	-	0.30 이상 2.0 이하	90°	두께의 1번	0.30 이상 10 이하	130 이상 f)
	C 2801 RH d) C 2801 RS-H d)	0.30 이상 3.0 이하						0.30 이상 3.0 이하

a): 굽힘 시험 및 경도 시험에 관하여 규정한 두께의 구분을 벗어나는 것은 시험을 적용하지 않는다.

b) : 수치는 정수치로 반올림한다.

c): 굽힘 시험의 조건을 나타낸다.

d) : 도전용 판 및 조에도 적용한다.

f): 최소 시험력은 4.903N이어야 한다.

 

황동은 아연량이나 열처리, 가공도 등에 따라 기계적 성질이 크게 변화합니다.

 

예를 들어, 아연을 많이 첨가할수록 인장 강도가 커집니다. 

단, 경도를 늘리는 동시에 취성도 늘어나 버려 아연의 비율이 45%를 넘으면 실용적이지 않게 됩니다.

 

 

 

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