A7075(초 두랄루민)이란? 특징과 유사 소재의 차이를 설명한다

A7075(초 두랄루민)이란? 특징과 유사 소재의 차이를 설명한다

알루미늄는 항공기나 가전, 자동차 부품 등 

우리 주변의 각종 공산품에 사용되고 있습니다.

 

일반적으로 알루미늄은 철계 재료보다 가벼운 소재이지만 

강도가 낮다는 단점이 있습니다.

그러나 A7075는 알루미늄 합금 중에서도 특히 

강도가 높은 소재로 철계의 소재에 맞먹는 강도가 있습니다.

 

이번 포스팅에서는 A7075의 용도나 장점,

단점, 다른 알루미늄 소재와의 차이 등을 해설합니다.

 

 

 

A7075는?

A7075는 "JIS H 4040"으로 규정된 

"초 듀랄루민"이라고 불리는 알루미늄 합금입니다.

 

아연, 마그네슘, 구리를 포함하고 있는 Al-Zn-Mg-Cu형 합금입니다.

 

7000번대는 Al-Zn-Mg-Cu형과 Al-Zn-Mg형으로 크게 나뉘어 

A7075는 Al-Zn-Mg-Cu형의 대표적인 소재입니다.

 

알루미늄 합금의 7000번대에는 다른 A7072와 A7N01등이 있습니다.

A7075는 T6처리되는 열 처리에서 큰 강도를 올릴 수 있습니다.

 

T6처리는 알루미늄 합금의 대표적인 열 처리의 방법입니다.

용체화 처리를 하고 담금질을 하고 시효 경화 처리에 의해서 강도를 냅니다.

용체화 처리는 금속을 가열하고 고용체로 만드는 원소를 녹인 후 급냉 처리입니다.

 

또 시효 경화 처리는 용체화 처리한 소재를 

적절한 온도로 유지하고 강도를 올리는 방법입니다.

A7075에는 강도의 외에 일반적인 알루미늄과 같이 가볍다는 특징이 있습니다.

그래서 강도가 필요하고 경량화하고 싶은 제품에 적용합니다.

과거에는 일본 해군의 전투기로도 사용된 실적이 있습니다.

 

A7075의 특징

A7075의 특징을 이점과 단점에 나누어 해설합니다.

A7075의 이점

강도가 높다
A7075의 가장 큰 특징은 아무래도 강도입니다.

알루미늄 합금 중 가장 강도가 높은 소재로 인장 강도는 570N/mm^2정도입니다.

또 경도도 높아 150HBW 정도를 띄게 됩니다.

강도가 높으므로, 높은 하중이 부가되거나, 충격이 가해지거나 하는 부품에 사용됩니다.

스쳐서 상처가 나기 쉬운 부품에 사용되는 경우도 있습니다.

절삭성이 좋다
A7075의 피 절삭 지수는 120에서 비교적 절삭하기 쉽습니다.
범용 알루미늄 합금이다A5052의 피 절삭 지수가 180이라 조금 떨어집니다만,

스테인리스의 피 절삭 지수가 55정도여서 금속 중에서는 깎기 쉬운 소재입니다.

 

A7075의 단점

내식성
순수한 알루미늄은 산소와 결합하고 표면에 

산화 알루미늄 막(산화 피막)을 생성하므로 내식성이 높은 소재입니다.

 

그러나 A7075는 구리를 첨가하고 있어 입간 부식을 일으킬 수 있고, 

표면의 산화 피막이 안정되어 생성되지 않습니다.

 

그래서 내식성에 관해서는 다른 알루미늄 합금보다 뒤떨어지고 있습니다.

용접성
A7075는 용접 때 응고 균열이라는 현상이 발생하는 경우가 있습니다.
응고 균열은 열로 녹인 액체상이 응고 완료할 때 

수축 변형이 발생하고 균열로 이어지는 현상입니다.

용접할 수 없는 경우가 많은데,

스테인리스, 철, A5052등이 용접성은 좋습니다.

오래 쓰면 강도가 떨어진다
A7075는 열 처리를 하지 않는 경우는 인장 강도가 270N/mm^2정도입니다만, 

T6처리에 의해서 570N/mm^2정도까지 올릴 수 있습니다.

매우 높은 강도지만 T6처리의 시효 경화는 

오랜 기간 사용하고 있으면 조금씩 강도가 떨어진다는 단점이 있습니다.

비용이 높다
A7075는 고성능은 아니지만, 다른 알루미늄 소재와 비교해서 비용이 높습니다.

강도가 필요한 곳에는 A7075를 사용하고,

다른 곳에는 A5052등 범용적인 알루미늄 합금을 쓰면 좋을 것입니다.

A7075의 용도
A7075는 가볍고 강도가 높은 특징이 있으므로 여러 분야에서 사용되고 있습니다.이하가 그 주된 용도입니다.

항공 우주 관련
경량이자 강도가 높아 항공기와 인공 위성, 로켓 등의 부품으로서 사용되고 있습니다.
예컨대 하우징이거나, 고 정밀의 링 모양의 부품 등 많이 채용되었습니다

차량, 로봇 관련
철도나 자동차 등 차량 관련 부품에도 A7075가 사용되고 있습니다.또 로봇의 구조 부품에서 강도가 필요한 곳에서 사용되고 있습니다.

금형
고도가 높은 마모에 잘 볶는다, 사출 성형품 등금형에서 사용되고 있습니다.

스포츠 용품
스키나 금속 배트 등의 스포츠 용품에 사용됩니다.경량이고 충격에도 강한 것에 경기용 용품에 적합합니다.

A7075와 다른 알루미늄 소재와의 차이

알루미늄 합금은 1000번대부터 8000번대까지 있으며, 각각 특징이 있습니다.
이번에는 알루미늄 합금 속에서 흔히 쓰이는

A2017, A2024, A5052에 대해서 A7075의 차이를 해설합니다.

또 스테인리스나 철과 A7075와의 차이에 대해서도 해설합니다.

 

듀랄루민이나 초 듀랄루민과의 차이

듀랄루민으로 불리는 알루미늄은 3개, A2017은 듀랄루민,

 A2024는 초듀랄루민, A7075는 초초 듀랄루민으로 불립니다.

A2017은 구리, 마그네슘을 포함하고 있어, 강도가 뛰어납니다.

철강 재료만큼 강도가 높아 항공기 부품 등에 사용되고 있습니다.

같은 2000번대에서도 A2024는 A2017보다 구리, 마그네슘 함유량이 많고 

강도나 절삭 가공성이 향상되어 있습니다.

 

그러나 A2024는 A2017보다 내식성이 다소 떨어지고 있습니다.

A7075는 주로 마그네슘과 아연, 구리를 함유하고 있으며 

A2017과 A2024보다 강도가 높습니다.

 

한편, 응력 부식 균열을 일으킬 가능성을 가지고 있습니다.

 

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A5052의 차이

A5052는 5000번대의 알루미늄 합금으로, 마그네슘을 함유하고 있습니다.

가장 일반적인 알루미늄 합금으로, 범용 알루미늄으로 부르기도 합니다.

선박의 부품이나 자동차 부품 외에도 다양한 기계 부품으로서 사용되고 있습니다.

A5052는 가볍고 가공성이 좋다는 특징이 있습니다.

그러나 강도는 그다지 높지 않습니다.

한편, 두랄루민은 구리를 함유하는 것으로 강도를 높이고 있습니다.

A7075는 A5052만 아니라 두랄루민 속에서 강도가 가장 높은 알루미늄 합금입니다.

A5052는 범용 알루미늄이어서 다양한 부품 소재로 쓰입니다.

 

한편 A7075는 강도가 높다는 특징을 살려서 

하중이 걸리거나 충격이 가해지거나 하는 부품 소재로 사용되고 있습니다.

다만, 내식성이 떨어지므로, 사용 환경에는 주의가 필요합니다.

 

스테인리스나 철과 차이

일반적인 알루미늄의 비중은스테인리스이나 철과 비교하면 절반 이하입니다.

그러므로 철계의 부품을 경량화할 때 등에 사용됩니다.

 

다만 일반적으로 알루미늄은 스테인리스, 

철과 비교하면 강도가 떨어진다는 결점을 가지고 있습니다.

A7075의 비중은 일반적인 알루미늄과 거의 바뀌지 않습니다만, 

강도는 철이나 스테인레스에 비해서도 동등 이상입니다.

 

그러므로 가볍고 강도가 필요한 부품에는 A7075이 가장 적합합니다.

A7075는 용접성이 나쁜 철이나 스테인레스처럼 쉽게 가공되지 않아 

나사, 볼트, 리벳을 사용하는 등 체결 방법에 주의합시다.

 

 

 

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