アルミニウムは地球上で最も広く見られる元素の 1 つであり、金属加工において最も人気のある元素の 1 つです。さまざまな形状のアルミニウムとその合金は、低密度、高い強度重量比、耐久性、耐食性で高く評価されています。アルミニウムはスチールに比べて密度が 2.5 分の 1 であるため、移動性や携帯性が必要な用途ではスチールに代わる優れた代替品となります。
アルミニウムを扱う場合、現在、利用可能な合金のさまざまな種類を分類するために 8 シリーズのグレードが使用されています。次の記事では、利用可能なさまざまなグレードのアルミニウム、その物理的および機械的特性、および最も一般的な用途のいくつかについて説明します。
1000 シリーズ – 「純粋な」アルミニウム
1000 シリーズの金属は、アルミニウム含有量が 99% 以上であり、入手可能な中で最も純粋です。一般に、これらは利用可能な中で最も強力なオプションではありませんが、優れた加工性を備えており、ハードフォーミング、スピニング、溶接などに適した多用途の選択肢です。
これらの合金は耐腐食性が高く、優れた熱伝導性と電気伝導性を備えているため、食品加工や包装、化学物質の保管、送電用途などの多くの用途で人気があります。
2000 シリーズ – 銅合金
これらの合金はアルミニウムに加えて主な元素として銅を使用しており、熱処理することで一部の鋼に匹敵する優れた靭性と硬度を得ることができます。優れた機械加工性と優れた強度対重量比を備えています。これらの特性の組み合わせにより、航空宇宙産業で人気の選択肢となっています。
これらの合金の欠点の 1 つは、耐食性が低いことです。そのため、その用途が風雨にさらされることを意味する場合には、高純度の合金で塗装または被覆されることがよくあります。
3000 シリーズ – マンガン合金
マンガンを主成分とする 3000 シリーズの合金は、あらゆる用途での汎用用途に適しており、現在入手可能な最も人気のある選択肢の 1 つです。適度な強度と耐食性があり、加工性も良好です。このシリーズには、最も広く使用されているアルミニウム合金の 1 つである 3003 が含まれており、その汎用性、優れた溶接性、美しい仕上げにより人気があります。
このシリーズの材料は、調理器具、看板、踏板、倉庫、屋根や雨樋などの他の数多くの板金用途など、さまざまな日常品に使用されています。
4000 シリーズ – シリコン合金
このシリーズの合金はシリコンと結合されており、その主な用途は延性を維持しながら材料の融点を下げることです。このため、合金 4043 は溶接ワイヤの選択肢としてよく知られており、高温での使用に適しており、他の多くの選択肢よりも滑らかな仕上がりを提供します。
4000 シリーズは一般に、優れた熱伝導性と電気伝導性を備え、優れた耐食性を備えているため、これらの合金は自動車工学でよく選ばれています。
5000 シリーズ – マグネシウム合金
5000 シリーズ合金はマグネシウムと結合していますが、多くはマンガンやクロムなどの追加元素を含んでいます。これらは優れた耐食性を備えているため、ボートの船体などの海洋用途や、貯蔵タンク、圧力バルブ、極低温タンクなどのその他の業界特有の用途に人気があります。
これらの汎用性の高い合金は、適度な強度と溶接性を維持し、加工や成形によく対応します。もう一つよく使われるのが溶接ワイヤは合金 5356 で作られており、陽極酸化処理後も色が保たれるため、美的目的でよく選ばれます。
6000 シリーズ – マグネシウムおよびシリコン合金
6000 シリーズのアルミニウム グレードには、主要な合金元素として 0.2 ～ 1.8% のシリコンと 0.35 ～ 1.5% のマグネシウムが含まれています。これらのグレードは溶体化熱処理して降伏強度を高めることができます。時効中にケイ化マグネシウムが析出すると、合金が硬化します。シリコン含有量が高いと析出硬化が促進され、延性が低下する可能性があります。それでも、この効果は、熱処理中の再結晶を抑制するクロムとマンガンを添加することによって逆転する可能性があります。これらのグレードは凝固亀裂を生じやすいため溶接が困難であるため、適切な溶接技術を使用する必要があります。
アルミニウム 6061 は、熱処理可能なアルミニウム合金の中で最も多用途です。成形性（曲げ加工、深絞り加工、プレス加工）に優れ、耐食性も良く、アーク溶接をはじめあらゆる溶接方法が可能です。6061 の合金元素により、腐食や応力亀裂に耐性があり、溶接可能で、容易に成形可能です。アルミニウム 6061 は、アングル、ビーム、チャネル、I ビーム、T 形、半径およびテーパー コーナーなど、あらゆる形式のアルミニウム構造形状の製造に使用されます。これらはすべて、アメリカン スタンダード ビームおよびチャネルと呼ばれます。
アルミニウム6063は、引張強度が高く、耐食性が高く、仕上げ性に優れており、アルミニウム押出材に使用されます。複雑な形状を成形した後に滑らかな表面を得ることができ、良好な溶接性と平均的な機械加工性を備えているため、アルマイト処理に適しています。アルミニウム 6063 は、手すり、窓やドアの枠、屋根、欄干などに広く使用されているため、建築用アルミニウムと呼ばれています。
アルミニウム 6262 は、機械的強度と耐食性に優れた快削性合金です。
7000 シリーズ – 亜鉛合金
入手可能な最も強力な合金であり、多くの種類の鋼よりもさらに強力な 7000 シリーズには、主剤として亜鉛が含まれており、ある程度の加工性を維持するために、より少ない割合のマグネシウムまたはその他の金属が含まれています。この組み合わせにより、非常に硬く、強度があり、応力に強い金属が得られます。
これらの合金は、その優れた強度対重量比により、航空宇宙産業だけでなく、スポーツ用品や車のバンパーなどの日用品にもよく使用されています。
8000 シリーズ – その他の合金カテゴリ
8000 シリーズは、鉄やリチウムなど、他のさまざまな元素と合金化されています。一般に、これらは航空宇宙やエンジニアリングなどの専門産業内の非常に特殊な目的のために作成されます。1000 シリーズと同様の特性を備えていますが、より高い強度と成形性を備えています。
投稿日時: 2024 年 1 月 22 日