알루미늄 합금 (듀랄루민)(AL 6061 / AL7075)
◆특징
알루미늄 합금은 스틸재질에 비교하여 그 강성이 상당히
낮은 것이 사실입니다.
하지만 지름이 큰 튜브를 사용하여 그 강도를 보강하였으며 열처리 및
용접 방법을 개선하여 보다 튼튼한 소재로 거듭나게 되었습니다.
MTB 및 사이클에 가장 많이 사용되는 알미늄합금은 6000번대와 7000번으로
자전거부품 스펙중 6061 또는 7075같은 표기를 보았을 것입니다.
이는 순수한 알미늄에 다른 금속을 섞었다는 것을
의미하는 것으로 6061이라는 소재는
마그네슘 + 실리콘 +구리+크롬 을 혼합한 알루미늄 합금이며
7075소재는 구리 + 크롬 + 아연 + 마그네슘 이 섞인 합금입니다.
6061합금은 가공성이 좋아 다양한 형태의 프레임 제작에 유리하며
7075 합금은 강도는 좋은 반면 가공성형이 어렵기 때문에 하드테일과 같은
간단한 프레임에 많이 적용되고 있습니다.
◆AL6061합금성분
실리콘=0.4 ~ 0.8%
철=0~0.7% 이하
구리=0.15 ~ 0.40%
망간=0~0.15% 이하
마그네슘=0.8 ~ 1.2%
크롬=0.04~ 0.35%
아연=0~0.25% 이하
티탄=0~0.15% 이하
기타=각 0.05% 이하,
합계0.15%
lAluminum 나머지부분
6061-0
열처리 되지않는6061알류미늄의 인장강도는150MPa정도이고
항복강도는110MPa이다.?파괴직전 강도에서의연신율은16%이다.
6061-T4T4 열처리된 6061의 인장강도는207Mpa이고
항복강도는110MPa이다.연신율은16%이다.
6061-T6열처리에 의해 인장강도는290MPa이고
항복강도는241MPa이다.
연신율은8~10%이다.
사용처
6061은 항공기 날개등 구조물 구성에 널리 사용되며
요트에도 많이 사용된다.
7005와 비슷하게 자전거 프레임에 보통 사용된다.
용접
6061은TIG로 용접성이 좋다.용접한후 기계적
물성치가6061-0으로 떨어진다.
즉열처리하였던6061T6은
용접후80%로항복강도 및인장강도의 감소가 일어 날수 있다.
따라서 용접한후 다시 전체 프레임에 대해 열처리를 수행하여야 한다.
가공성압출에 의해 파이프나 판형태로 쉽게 가공이 가능하다.
◆AL 7075
7075알류미늄은 좋은 내구강도와 평균가공성을 가지나 용접이 어렵고
다른 많은 합금에 비해 부식에 대한 저항이 약하다.
7075-0열처리 안된7075의 인장강도는276MPa이고
항복강도는145MPa이다.
연신율은10%이다.7075-T6템퍼링된7075-T6의
인장강도는520Mpa이고 항복강도는475Mpa이다.
사용처
7075는 항공기날개 등과 같은 강도와 무게가 동시에 만족되는 곳에
사용되며등산장비와자전거부품등에 사용된다.
알루미늄이 스틸의 대략1/3정도로 가벼우면서도 스틸과 유사한 항복강도이다.
즉 철과 동일한 두께로 설계가 가능하면서도 무게는1/3수준으로 만들 수 있다.
티타늄은 밀도가 철의 절반 수준으로 알루미늄보다는 무거우나
항복강도가 알루미늄에 2배정도, 합금의 경우5배까지 증가 시킬수 있다.
항복강도는 열처리에 의해 크게 달라진다.
인장강도 및 항복강도가 최대2~3배 상승 가능하다.
T4 혹은 T6은 열처리를 말하는 것으로 템퍼링이란 열처리
기술은 일정한 온도에서 적어도 1시간이상 유지시켜
금속의 조직을 바꾸는 방법이다.
로(전기로)안에서 하므로 에너지 소비가 많다.
원가상승의 원인이 된다.
열처리된 알루미늄을 용접하면 용접부분이 열처리
전 상태로 돌아가서 항복강도가 저하된다.
따라서 용접후 열처리를 다시 시행해야 한다.
요즘 나오는 1/8 버기는 대부분 7075 알루미늄으로 제작되어 나온다는 사실!
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