1 구리 개요
1) 구리의 물리적 성질
- 비중 8.96
- 용융점 1083℃ 변태점은 없다.
- 비자성체, 전기 및 열의 양도체이다.
* 전기전도율을 해치는 원소: Al, Mn, P, Ti, Fe, Si, As
2) 구리의 기계적 특징
- 전연성이 우수하여 소성가공 재료로 이용된다.
- 가공 경화 경향이 있다. 600~700℃에서 30분간 풀림하여 연화 가능
- 황산, 질산, 염산에 용해되며 습기, 탄산가스, 해수에 발청된다. 공기중에는 산화피막 형성함.
- 수소병 : 수소가 동 중 확산 침투하여 균열(hair crack)이 발생하는 현상
2 구리합금
1) 황동(Cu-Zn)
① 황동의 성질
- 가공성, 주조성, 내식성, 기계적 성질, 광택이 우수, 압연과 단조가 가능하다.
- 종류
a 70%Cu +30%Zn : 7-3황동( α 고용체)은 연신율 최대, 가공성을 목적
b 60%Cu +40%Zn40% : 6-4황동(α+β고용체)은 인장강도 최대, 강도 목적(문쯔메탈)
② 종류
- 톰백(tom bac) : 8～20% Zn 함유, 색상이 황금빛이며, 연성이 크다. 장식품, 악기제작에 사용
- 연황동(lead brass: 쾌삭 황동) : 6-4%황동에 1.5～3.0%Pb 를 첨가
- 주석 황동 : 내식성 및 내해수성 개량(Zn의 산화, 탈아연 방지)
a 애드미럴티황동(admiralty brass) : 7-3%황동+1%Sn
b 네이벌황동(naval brass) : 6-4%황동+1%Sn
- 델타메탈(delta metal: 철 황동) : 6-4황동에 Fe 1～2% 첨가
- 강력 황동 : 6-4황동에 Mn, Al, Fe, Ni, Sn
- 알루미늄 황동 : 7-3황동에 Al첨가
- 양은(nikel silver) : 7-3황동에 15～20%Ni, 전기 저항선, 스프링 재료, 바이메탈용에 사용
2) 청동(Cu-Sn)
① 청동의 성질
- 주조성, 강도, 내마멸성이 좋다.
- Cu + Sn 4% : 연신율 최대
- Cu + Sn 15~17(20)% : 강도, 경도 급격히 증가
- 인청동 : Cu+Sn 9%+P 0.35%(탈산제), 스프링제(경년변화가 없다), 베어링, 밸브시트 등에 사용.
② 청동의 성질
- 베어링용 청동 : CU+13~15%Sn
- 납청동 : Cu+10%Sn + 4~16%Pb
- 켈밋(kelmet) : Cu+Pb 30～40%, 고속 고하중용 베어링에 사용
- 콜슨 합금(탄소 합금) : Cu+4%Ni+1%Si, 인장강도 105kg/mm2
- 오일레스 베어링 : Cu+Sn+흑연분말을 소결시킨 것. 주기적인 급유가 곤란한 곳에 사용되는 베어링용 재료.
* 가전제품, 식품기계, 인쇄기 등에 사용. 큰하중 및 고속회전부에는 부적당하고,
- 베릴륨 청동(Be-bronze) : Cu+2~3%Be 베어링, 고급스프링용.