금속재료에 대해서 알아보자!

금속재료에 대해서 알아보자!

 

 

 

금속재료는 광석으로부터 제련하여 얻어진 것으로서

일반적으로 철금속과 비철금속으로 구분한다.

철금속은 철과 강을 합쳐서 일컫는 말로서

철강이라고 한다.

일반적으로 철이라 하면 철금속을 말한다.

철금속은 대기 중에서 산화되어 광택을 잃은

특징이 있다.

비철금속은 철 이외의 금속을 말한 것으로

특히 녹이 쉽게 나지 않는 장점이 있다.

 

출처: 핀터레스트

 

금속재료는 구조재뿐만 아니라 장식재로도 많이 쓰이고 있다.

건축공사에서 사용되고 있는 금속재료의 대부분은

단일체보다도 합금으로 사용하고 있다.

합금은 하나의 금속에 하나 이상의 다른 금속 또는

비금속을 가해서 금속적인 성질을 나타내는 것으로

현재 사용되고 있는 모든 금속은 엄밀히 말해서

합금이라 할 수 있다.

 

금속재료 중 건축재료로 많이 사용되고 있는 것은

철강, 주철, 동, 알루미늄, 납, 아연과 이들의 합금 등이다.

실내건축재료에는 동 및 알루미늄 등의 

비철금속이 많이 쓰인다.

 

 

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◇ 금속재료

 

▶ 철금속

 

(1) 철강

 

철 이외에 소량의 탄소 ·망간 ·규소 및 불순물로 인 ·유황 등을 함유하고

있는 금속으로서, 탄소량에 따라 철, 강, 주철로 구분하고 있다.

철강으로 가공 및 성형된 제품으로는 형강 ·강판 ·평강 ·봉강류 등의

압연강재가 있고 못, 철사 등이 있다.

 

(2) 탄소강

 

철 ·탄소 이외에 망간 ·인 ·황 ·규소 등을 함유하고 있는 금속으로서,

탄소의 함유량에 따라 저탄소강, 중탄소강, 고탄소강으로 구분한다.

탄소강으로 만든 제품으로는 리벳, 못, 새시바, 철골, 철근, 박판, 강판,

형강 등 여러 가지가 있다.

 

(3) 특수강

 

탄소강에 특수한 성질을 주기 위하여 다른 금속을 적당량만큼

첨가한 합금강이다. 특수강을 그 성질에 따라 구조용 특수강,

특수 용도용 특수강으로 구분한다.

- 구조용 특수강으로 제조된 것으로는 피아노선 또는 강선이 있고,

특수용도용 특수강으로는 스테인리스강 ·내열강 ·내후성강이 있다.

- 스테인리스강은 크롬 니켈 등을 함유하며 탄소량이 적고 내식성이

우수한 특수강으로서, 일반적으로 전기저항이 크고 열전도율이

낮은 반면 강도가 크고 경도에 비해 가공성이 좋으며 외관이

아름답고 납땜도 가능하는 등 여러 가지 장점 때문에 건축재료로

널리 사용되고 있다. 특히 창호재, 설비재, 위생기구재 등으로

실내건축재료도 많이 쓰이고 있다.

- 내후성강은 대기 중 녹 발생이 적은 내식성이 우수한 강재로서

구조용 재료로 주로 사용된다. 내열강은 온도에 대한 강한 저항성을

갖는 강재로서 보일러 등 난방설비재로 주로 사용된다.

 

(4) 주철과 주강

 

- 주철은 철이 대부분 함유(92~96%)하고 나머지는 크롬 ·규소 ·망간 ·유황

인 등이 함유하고 있는 금속으로서 강보다 용융점이 낮아서 복잡한

형태의 것이라도 주조하기 쉽지만 압연 ·단조성이 없는 것이 결점이다.

주철은 창호철물, 자물쇠, 장식철물, 방열기, 맨홀뚜껑 등에 주로 쓰인다.

 

- 주강은 저탄소 주철로서 탄소량이 적은(0.1~0.5%) 용해강을 주형에

주입하여 제작한 주물이다. 주철로서는 강도가 불충분한 것에 사용된다.

주로 철골기둥과 보의 접합부 등에 쓰인다.

 

 

 

▶ 비철금속

 

(1) 동과 합금

 

- 동은 자연으로 생산되는 천연동도 있지만 대부분 황동광 또는 휘동광으로부터

조동을 만들고 이 조동을 원료로 정련하여 동을 얻는다. 동을 일반적으로 구리라고

한다. 동은 부식이 잘 안되고 아름다운 색과 광택을 지니고 있으며, 유연하고

전연성이 좋아 가공하기 쉬울 뿐만 아니라 열전도성 및 전기전도성 등의 특성이 있어

장식철물, 창호철물, 냉 난방 등의 배관재료, 전기재료 등에 많이 사용되고 있다.

 

- 동합금에는 여러 종류가 있으나 건축재료로 사용되는 종류로는 황동과 청동이

있다. 황동은 일명 놋쇠라고도 하며 주로 동 70%와 아연 30%로 된 합금으로서,

압연 ·인발 등의 가공이 용이하고 내식성이 크므로 논슬립, 난간, 코너비드, 정첩,

창문의 레일, 장식철물 및 나사 ·볼트 ·너트 등의 긴결철물 등에 널리 사용되고 있다.

황동은 산 ·알칼리 및 암모니아에 침식되기 쉬우므로 사용에 특히 주의하여야 한다.

청동은 동과 주석을 주성분으로 한 합금으로서, 황동보다는 내식성이 강하고 표면이

특유의 아름다운 색깔을 지니고 있어 건축물 장식 부품으로 사용되고 실내건축에서는

장식 효과를 내기 위해 부분적으로 사용되고 있다.

 

(2) 알루미늄과 합금

 

알루미늄은 다방면으로 많이 사용되고 있는 비철금속으로서 대표적인 경금속이기도

하다. 독특한 은백색의 광택을 나타내고 전연성이 좋아 가공하기 쉬우며 내식성도

우수하다. 또한 광성 및 열의 반사율이 크고 열 ·전기의 전도성이 동 다음으로 높다.

그러나 맑은 물에는 거의 침식되지 않으나 염산에는 침식되기 쉬우며, 특히 산이나

알칼리 및 해수에 침식되기 쉬우므로 콘크리트 및 해수에 접하거나 흙속에 매립된

경우에는 사용을 금하거나 주의하여 사용해야 한다.

 

- 알루미늄은 여러 가지 우수한 특성을 이용하여 건축재료로 광범위하게 사용되고

있다. 내외벽 마감재료, 도어 ·새시 ·셔터 ·창호철물 등의 창호재료, 계단 ·손잡이 ·논슬립 등

조작재료, 블라인드 ·루버 ·창격자 등의 내 외장재료, 설비재료 가구재료 열절연재료 등으로

널리 사용되고 있고 그 사용이 급증하고 있는 추세이다.

 

- 알루미늄 합금은 내식성 내열성 또는 강도를 높이기 위하여 알루미늄에 구리 ·마그네슘

규소 ·아연 등의 원소를 첨가하여 제조된 합금이다. 이 합금은 내 ·외부 장식용 착색 무늬 판재,

대형 창격자, 조각판재, 메탈 커튼월 등에 사용되고 있다.

 

- 알루미늄 합금 중 고력합금인 두랄루민은 오늘날 널리 실용되고 있는 합금으로서

알루미늄에 구리를 첨가한 Al-Cu계 두랄루민과 이에 마그네슘을 첨가한 Al-Cu-Mg계

초 두랄루민, 다시 아연을 첨가한 Al-Cu-Mg-Zn계 초초두랄루민으로 크게 3가지로

나눌 수 있는데, 초초두랄루민은 주로 항공기 재료로 사용된다. 두랄루민은 비중이 2.7

정도로 일반 철강의 1/3밖에 되지 않으므로 중량에 비해 강도가 매우 우수하고 

알루미늄보다 강도와 내식성이 크므로 특히 고층건축물의 내 ·외장 대형 판재 제조용으로

사용되고, 장식용 또는 가구용 재료로도 사용된다.

 

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(3) 아연과 합금

 

아연은 회백색의 비철금속으로서 연질이고, 내식성 ·연성이 우수하여 철판의 아연도금으로

쓰이며, 함석 제조에 사용된다.

아연제품은 중량이 가벼워 지붕이나 벽 마감재로 많이 쓰인다.

 

- 아연합금은 아연에 알루미늄 ·구리 ·마그네슘을 약간 첨가한 합금으로서 용융점이 낮고

강도가 크며 대기 중의 내식성이 우수하여 건축 철물로써 유망한 합금이다.

 

 

 

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