Meow Engineering

알루미늄 합금은 온도에 따라 기계적 특성이 크게 달라지며, 특히 연화(softening)는 특정 온도 이상에서 명확하게 나타납니다. 이때 연화 거동은 합금의 조성(특히 강화 원소와 석출상)에 따라 달라집니다. 본 글에서는 대표적인 6061 알루미늄 합금을 중심으로 온도에 따른 연화 특성을 정리합니다.

1. 연화란?

연화는 금속이 고온에 노출되면서 강도나 경도가 저하되는 현상을 말합니다. 알루미늄 합금에서는 석출 강화 효과 감소, 재결정, 입자 조대화 등이 연화의 주요 원인입니다.

2. 6061 합금 개요

• 계열: Al-Mg-Si
• 주요 강화 원소: Mg (마그네슘), Si (실리콘)
• 강화 기구: 석출 강화 (Mg₂Si 석출물)

3. 6061의 온도에 따른 연화 거동

→ 일반적으로 200℃ 이상에서부터 강도가 저하되기 시작하며, 250~300℃ 이상에서는 연화가 가속됩니다.

4. 다른 합금과의 비교

→ 열처리형 합금일수록 석출상이 온도에 민감하여 연화도 빠르게 진행됩니다.

5. 설계 및 사용 시 고려 사항

• 사용 온도가 150℃ 이상인 경우에는 석출 강화형 합금의 연화 가능성을 반드시 고려해야 함.
• 고온에서 안정된 합금이 필요하다면, 비열처리형 합금 (예: 3003, 5052) 사용을 고려.
• 용접 시 열영향부 연화(HAZ softening)도 설계에서 고려되어야 함 (6061은 특히 HAZ에 민감).

결론

6061과 같은 석출 강화형 알루미늄 합금은 200℃ 이상에서 급격한 연화가 발생합니다. 합금 조성이 강화 기구와 연화 온도에 직접 영향을 미치므로, 온도 조건에 맞는 합금 선택이 필수입니다.