Al-Mn계합금(3000계열)

Al-Mn계합금 (3000계열)

Mn은 알루미늄합금의 중요한 첨가원소 중 하나로서 1-2%정도의 Mn 첨가는 순알루미늄의 성형성과 내식성을 유지시키면서 합금의 강도를 향상시켜주게 된다. 대표적인 Al-Mn계 합금으로서 전신재용 A3004합금이 있으며 이 합금은 우수한 성형성과 내식성 및 일정 정도의 강도가 요구되는 알루미늄캔 재료로 널리 사용되고 있다. 순알루미늄에 Mn원소를 소량 첨가하면 석출물 입자의 크기와 균일 분산 정도를 쉽게 제어할 수 있어 합금의 미세조직과 기계적 특성을 다양하게 조절할 수 있다. Al-Mg합금에서 제2상 석출물인 MnAl6상은 알루미늄 기지의 전기화학적 안정성을 저하시키지 않아 Al-Mg계 합금이 내식성을 유지하면서도 적당한 강도를 나타내게 하는 역할을 한다.

Al-Mn계 합금은 역사적으로도 매우 오래 전에 실용화 된 합금이다. 1-1.5%Mn과 소량의 Cu, Si, Fe가 포함된 3003합금은 1906년에 소개되었다. 그리고 1929년에는 3003합금에 1%정도의 Mg을 첨가하여 고용강화 시킨 3004합금이 개발되어 오늘날까지도 많이 사용되고 있다. 표1는 대표적인 3000계열의 Al-Mn계 전신재 알루미늄합금의 화학성분을 보이고 있다.

 

<표1. 3000계열 Al-Mn계 전신재 알루미늄합금의 화학성분>

 

  상기 표에서 보이고 있는 합금 이외에도 3000계열 전신재 알루미늄합금은 그 종류가 다양하지만 비교적 사용도가 넓은 Al-Mn계합금은 3003, 3004, 3005, 3105합금으로 한정되어 있다. 이들 4가지의 주된 Al-Mn계 합금의 특성과 용도를 보면 표2과 같다.

 

<표2. 3000계 Al-Mn계실용합금의 특성과 용도>

 3000계열 전신재 Al-Mn 합금은 가정용품, 식음료 캔 재료, 건축자재 칼라알루미늄 등 성형성과 내식성을 가지면서 적당한 강도를 요구하는 곳에 주로 사용되고 있다. 또한 3003과 3004 전신재 합금은 클래드 판재로도 많이 사용되고 있다. 예로서 물을 사용하는 열교환기에는 3003합금을 피복재로 하여 7072합금을 클래드 한 것이 사용되는데 이는 내식성이 양호한 3000계 합금을 표면에 피복함으로써 7072 합금의 내식성을 향상시키기 위한 것이다. 또한 3003 합금 피복재에 4343, 4004, 4104 합금을 클래딩한 소재는 자동차용 열교환기에 적용되고 있다.

 

이글도 추천합니다.

$ Al-Mg계 합금(5000계열)

$ Al-Si계 합금(4000계열)

$ Al-Cu계합금(2000계열)