알루미늄 판의 두께

12/29 2025

사람들은 알루미늄 판에 대해 이야기할 때 일반적으로 합금 등급(6061, 5083, 7075)이나 표면 처리 및 내식성으로 바로 이동합니다. 두께는 단순한 치수, 즉 카탈로그에서 찾아본 숫자처럼 취급되는 경향이 있습니다. 실제로 두께는 단순한 물리적 척도가 아닙니다. 이는 강도, 무게, 제조 가능성, 비용은 물론 합금이 미시적 수준에서 어떻게 작용하는지 조용히 제어하는 ​​설계 변수입니다.

엔지니어나 제작자의 관점에서 보면 "얼마나 두껍습니까?" 사소한 질문인 경우는 거의 없습니다.

강도와 무게 사이의 협상으로서의 두께

알루미늄 판 두께를 경쟁 우선순위 간의 협상 결과로 생각해 보십시오.

해양 엔지니어는 파도 충격과 국지적 좌굴을 견딜 수 있을 만큼 5083-H116 선체 플레이트의 두께가 충분하길 원하지만, 1밀리미터가 늘어날 때마다 무게가 늘어나 연료 소비가 늘어납니다. 2024-T351 또는 7075-T651 플레이트를 사용하는 항공우주 설계자는 무게 대비 강성 비율에 집착합니다. 큰 날개 피부를 0.5mm만 깎으면 항공기 전체에서 수백 킬로그램을 절약할 수 있습니다.

알루미늄 판의 역설은 강도가 낮은 합금에 필요한 것보다 더 적은 두께만 필요하기 때문에 높은 강도를 위해 특정 합금을 선택하는 경우가 많다는 것입니다. 이를 통해 우리는 무게를 줄일 수 있고 때로는 킬로그램당 가격이 더 높음에도 불구하고 전체 자재 비용을 줄일 수도 있습니다.

예를 들어 일반적인 비교는 다음과 같습니다.

• 5083-H111의 구조 패널은 특정 하중 및 강성 요구 사항을 충족하기 위해 12mm의 두께가 필요할 수 있습니다.
• 더 높은 항복 강도와 좋은 모듈러스를 갖춘 6061-T651로 전환하면 동일한 패널이 8~10mm에서 안전하게 작동할 수 있습니다.
• 무게에 매우 민감한 설계에서는 7075-T651과 같은 고강도 합금을 사용하면 내식성과 용접성이 상충되지만 두께를 더욱 줄일 수 있습니다.

두께는 기계적 특성, 안전계수 및 질량이 수렴되는 지점입니다.

제조 보기: 공정 제약으로서의 두께

압연기의 관점에서 볼 때, 알루미늄판의 두께는 설계보다는 공정 능력에 관한 이야기입니다.

알루미늄 판은 일반적으로 두께가 400~600mm인 주조 슬래브로 시작됩니다. 해당 슬래브는 원하는 두께가 달성될 때까지 반복적으로 열간 압연됩니다. 두께가 얇아지면 제약 조건도 늘어납니다.

• 매우 두꺼운 판(약 100~150mm 이상)은 열처리 균일성의 한계를 뛰어넘습니다. 두께를 통해 완전하고 일관된 성질을 얻는 것이 더 어렵습니다.
• 중간 플레이트(약 6~50mm)는 롤링, 열처리, 기계 가공 및 테스트가 용이한 다양한 구조적 응용 분야에 가장 적합합니다.
• 얇은 판 접근 시트 게이지(약 4~6mm 미만)에서는 평탄도 및 잔류 응력 제어에 대한 요구가 발생합니다. 얇은 판은 휘어지기 쉬우며 가공 및 용접에 더욱 극적으로 반응합니다.

플레이트 두께는 템퍼링 구현 방법도 결정합니다. 두 가지 일반적인 합금을 사용하십시오.

• 6061-T651 판은 용체화 열처리, 담금질, 연신에 의한 응력 완화 후 인위적으로 노화됩니다. 두꺼운 판을 늘리려면 중장비가 필요하며, 이러한 방식으로 안정적으로 응력을 완화할 수 있는 최대 두께에는 실질적인 제한이 있습니다.
• 5083-H116 해양 플레이트는 변형 경화되고 안정화되었습니다. 기계적 성질은 압연 중 냉간 가공에 크게 영향을 받습니다. 최종 두께는 과도한 내부 응력이나 뒤틀림 없이 단면을 통해 얼마나 많은 냉간 가공이 분산될 수 있는지를 결정합니다.

표준 제품군은 이러한 프로세스 현실을 반영합니다. 일반적인 압연 판 두께는 약 6mm에서 최대 150mm까지 가능하며 일부 공장에서는 더 두꺼운 단면을 제작할 수 있습니다. 약 6mm 미만의 재료는 다양한 생산 라인과 표준을 사용하여 판재가 아닌 시트로 분류 및 공급되는 경우가 많습니다.

두께는 법적 및 계약상 값이기도 합니다. 국제 표준은 치수 공차뿐만 아니라 어떤 두께 범위에 어떤 속성 요구 사항이 적용되는지 정의합니다.

몇 가지 예:

• ASTM B209는 알루미늄 및 알루미늄 합금 시트 및 플레이트에 대한 요구 사항을 지정하며 공차는 합금 및 두께에 따라 변경됩니다. 두꺼운 판은 얇은 판보다 평탄도와 두께의 편차가 더 넓습니다.
• EN 485 시리즈 및 EN 573(유럽 시장용)은 허용 가능한 변동, 기계적 특성 테스트 위치 및 배송 조건을 정의할 때 두께를 범주형 요소로 유사하게 처리합니다.
• 해양 및 압력 용기 코드(예: DNV, ABS, ASME)에서는 결함의 결과가 단면 두께에 따라 크기 때문에 두께가 특정 임계값을 초과하면 초음파 테스트 또는 더 엄격한 평탄도와 같은 추가 요구 사항이 종종 발생합니다.

5083 또는 5454와 같은 합금으로 제작된 압력 용기 및 극저온 탱크에서 특정 값보다 두꺼운 플레이트에는 두께 전체 인성 테스트가 필요할 수 있습니다. 6mm 벽에서는 무해한 미세 수축이 50mm에서는 심각한 응력 증가 요인이 될 수 있습니다.

따라서 두께를 선택하는 것은 부품에 기계적으로 "필요"한 것뿐만 아니라 부품이 어떤 표준에 부합하는지, 어떤 검사가 필수인지, 공급업체가 어떤 문서를 제공해야 하는지에 대한 것이기도 합니다.

미세구조, 잔류응력, 두께에 관한 이야기

알루미늄 판이 두꺼워짐에 따라 내부에서 일어나는 일은 종종 무시되지만 미묘한 방식으로 성능을 향상시킵니다.

얇은 6061 판에서 용체화 열처리 및 담금질은 전체 두께에 걸쳐 매우 균일하게 도달할 수 있습니다. 냉각 속도는 후속 노화 중에 석출 경화가 잘 제어될 정도로 일정합니다. 두꺼운 150mm 6082-T651 플레이트에서 중간 두께 영역은 훨씬 더 천천히 냉각되어 잠재적으로 다음과 같은 결과를 낳습니다.

• 표면 근처보다 중간 두께에서 항복 강도가 약간 낮습니다.
• 두께에 따른 침전물 크기와 분포의 변화.
• 단면에 따라 달라지는 잔류 응력 패턴.

이것이 표준의 기계적 특성이 종종 두께에 따라 한정되는 이유 중 하나입니다. 데이터시트는 다음과 같이 말할 수 있습니다.

• 6061-T651 플레이트, 일반 두께 10-60 mm: 항복 강도 ≥ 275 MPa, 인장 강도 ≥ 310 MPa, 연신율 ≥ 8%.
• 두께가 두꺼워지면 보장된 최소 항복 강도와 인장 강도가 약간 감소할 수 있습니다.

가공 및 용접 측면에서 두꺼운 판의 잔류 응력은 눈에 보이지 않는 적이 될 수 있습니다. 80mm 플레이트에서 밀링된 부품은 플레이트가 밀에서 평평하게 유지되더라도 재료가 제거됨에 따라 10분의 1밀리미터 정도 "이동"할 수 있습니다. 적절한 응력 완화 템퍼(예: -T651, -T652)와 신중한 황삭/정삭 전략은 두께가 증가함에 따라 더욱 중요해집니다.

두께가 적일 때: 형성과 접합

알루미늄은 강철에 비해 상대적으로 부드럽지만 판 두께는 성형 및 접합 중에 협력할지 반격할지를 결정합니다.

두꺼운 판:

• 특히 6061-T6 또는 7075-T6과 같이 노화 경화된 템퍼에서는 균열을 방지하기 위해 더 큰 굽힘 반경이 필요합니다.
• 냉간 성형을 위해서는 더욱 강력한 프레스와 도구가 필요합니다.
• 용접에서는 더 많은 열이 축적되므로 더 높은 열 입력, 세심한 예열 및 엄격하게 제어되는 패스간 온도가 필요한 경우가 많습니다. 열 구배가 더 가파르므로 용접 주변의 잔류 왜곡과 국부적 연화 현상이 더 두드러질 수 있습니다.

이것이 선체 및 데크용 5xxx 합금의 해양 설계가 매우 두꺼운 판으로 점프하는 대신 의도적으로 상대적으로 적당한 두께를 사용하고 구조 패턴(보강재 및 프레임)을 반복하는 이유 중 하나입니다. 구조는 더 가볍고, 용접하기 쉬우며, 제작 과정에서 더 관대합니다.

두께와 부식: 단순한 수명 문제가 아닙니다

부식의 경우 두께는 종종 시간 완충 장치로 간주됩니다. 금속이 많을수록 천공 전에 희생되는 재료가 많아진다는 의미입니다. 그것은 사실이지만 합금과 성질은 두께가 적절한 방어인지 여부를 결정합니다.

5083-H116 및 5456-H116과 같은 합금은 해양 환경에서 입계 부식 및 박리 부식에 대한 저항성을 최대화하기 위해 특별히 가공되고 강화됩니다. 성질과 화학적 성질은 입자 구조와 침전물 분포를 제어합니다. 판의 두께가 8mm이든 20mm이든 바닷물과 상호 작용하는 표면 영역은 매우 유사해 보입니다.

대조적으로, 2024 및 7075와 같은 고강도 구리 함유 합금은 특히 T6과 같은 최고 경화 템퍼에서 국부적인 형태의 부식에 더 취약합니다. 높은 내부 응력이 두꺼운 판과 단조품에 갇히는 경우가 많기 때문에 단면이 두꺼울수록 부식 피로 및 응력 부식 균열의 영향이 증폭될 수 있습니다. 이러한 경우 적절한 설계 세부 사항, 표면 보호 및 응력 제어 없이는 실제 두께가 "안전"하지 않습니다.

스냅샷: 두께, 합금 및 특성

아래는 두께가 합금 선택 및 기계적 특성과 어떻게 교차하는지에 대한 단순화된 보기입니다. 이 값은 표시용일 뿐 보장되지는 않으며 일반적인 플레이트 범위를 기준으로 합니다.

많은 합금의 경우 게시된 특성 범위는 특정 두께 범위를 가정합니다. 해당 범위를 벗어나면 속성이 바뀔 수 있으며 표준은 다른 최소값을 지정할 수 있습니다.

단지 밀리미터가 아닌 두께 레이어로 생각하기

알루미늄 판 두께를 생각하는 가장 생산적인 방법은 이를 정적 치수가 아닌 시스템 매개변수로 처리하는 것입니다. 두께가 변경될 때마다 여러 가지 사항이 동시에 변경됩니다.

• 부품의 응력 및 강성 동작.
• 압연, 열처리 및 템퍼링 전략을 사용할 수 있습니다.
• 적용 가능한 표준, 허용 오차 및 테스트 의무.
• 성형, 용접, 가공이 용이합니다.
• 내부 잔류 응력 패턴 및 미세 구조 균일성.
• 시간이 지남에 따라 그리고 하중이 가해질 때 부식 거동.

특정 두께에서 단순히 "강도를 충족"하는 디자인은 무겁거나 제작이 어렵거나 표준을 준수하지 않을 수 있습니다. 보다 세련된 디자인은 두께를 조정 손잡이로 봅니다. 합금, 템퍼 및 가공 경로와 함께 두께를 조정하여 제조가 안정적이고 품질이 높으며 사용 수명에 따른 성능이 진정으로 최적화되는 좁은 밴드에 도달합니다.

그런 의미에서 알루미늄 판의 두께는 도면의 측정이라기보다는 물리학, 야금학, 실용성 사이에서 조용하고 결정적인 논거가 됩니다. 합의에 도달하면 선택한 두께가 우연으로 보이는 경우가 거의 없습니다.

https://www.al-alloy.com/a/thickness-of-aluminum-plate.html