황동(Brass) 이란?
황동은 동에 니켈과 아연이 합금된 백색을 띤 동합금으로, 우리나라에서는 놋쇠라고도 불립니다. 양은(洋銀), 양백(洋白), 니켈실버(nickel silver), 혹은 저먼실버(German silver)라고도 부릅니다.
황동의 종류
동의 종류는 다음과 같습니다.
1. 톰백, 단동(丹銅)
아연이 5 ~ 20% 미만으로, 적색이 강하기 때문에 붉은 황동(red brass) 또는 건메탈(Gunmetal)이라고도 합니다.
전연성이 좋고 황금색에 가까워 금박대용, 금대용품, 황동단추, 장식품, 악기 등에 사용되는 구리 합금입니다.
2. 카트리지 브라스(7-3황동)
구리를 70%, 아연을 30%를 섞은 황동입니다. 연실율 최대, 상온가공 양호, 복잡한 가공물에 사용됩니다.
3. 문츠 메탈(6-4황동)
구리를 60%, 아연을 40%를 섞은 황동입니다. 상온 조직이 α+β 상으로 탈아연 부식을 일으키기 쉬우나 강력하기에 기계부품용으로 널리 사용됩니다.
인장강도 최대, 단조성 및 고온가공성 우수, 일반 판금가공품에 사용됩니다.
4. 특수 황동
황동에 Sn, Ni, Mn, Fe, Al 등의 원소를 첨가하여 내마멸성, 내식성, 기계적 성질을 좋게 한 것을 특수 황동이라고 합니다.
함연 황동, 함석 황동, 델타 메탈, 강력 황동, 황동납 등이 있습니다.
황동의 특성
황동은 구리에 비해 주 조성, 가공성, 내식성이 좋고 색깔이 아름다워 공업용으로 널리 쓰입니다. 아연 함유량이 적은 것은 미술 공예품, 장식품 등에 사용됩니다.
황동은 아연 함량에 따라 강도가 달라집니다. 아연 함량이 40%일 때 기계적 강도는 최대가 되나 40%를 초과하면 강도가 급격히 떨어집니다.
황동은 단상 황동(H96~H65)은 가소성이 우수하고 열간 가공 및 냉간 가공을 견딜 수 있습니다. 단상 황동은 단조와 같은 열간 가공 중에 온건한 온도 취성 경향이 있으며 특정 온도 범위는 Zn의 함량에 따라 다릅니다. 변화는 일반적으로 200도에서 700도 사이입니다.
인장강도
- 합금번호 C2300의 경우, 질별에 따라 인장강도는 245 이상, 275~355, 305~380입니다.
- (단위: kgf/mm2 = N/mm2)
- 황동 1종, 2종, 3종의 경우, 인장강도는 각각 15(147) 이상, 20(196) 이상, 25(245) 이상입니다.
- 고력황동 1종, 2종, 3종의 경우, 인장강도는 각각 470, 530, 655입니다.
전기전도도
황동의 전기 전도도는 약 30% Sn까지는 급격히 감소하고 10%Sn에서 순동의 약 1/50정도입니다.
황동 연신율
황동의 종류에 따라 연신율이 다릅니다.
- 1종: 86.0~90.0%
- 7·3황동: 구리가 70%, 아연이 30% 함유되어 있습니다. 가공성이 목적이라 연신율이 최대지만, 열간가공이 곤란합니다.
- 6·4황동: 구리가 60%, 아연이 40% 함유되어 있습니다. 강도가 목적이기 때문에 인장강도가 최대이며, 열간가공이 가능합니다.
- 황동2종: 합금번호 C2700, 연신율 20, 25, 35
- 황동/Yellow Brass: 합금번호 KS/JIS C2700, UNS C27000, 연신율 30, 25
마무리
오늘은 황동(Brass)의 종류와 특성에 대해 알아보았습니다.
황동은 원소주기율표상 29번 원소로 전이금속에 속합니다. 황동은 주로 황화동과 동으로 이루어진 광석에서 얻어지며 연성과 전도성이 뛰어난 금속입니다.
황동의 종류로는 청동, 황청동, 적청동 등이 있습니다. 이 중 청동은 동과 주석의 합금으로 가장 많이 사용되며, 황청동은 동과 아연의 합금입니다.