機械加工用の最も一般的なアルミニウム合金は?

利用可能なすべてのグレードのアルミニウムの中で、3003 は、適度な強度と優れた加工性により、さまざまな汎用用途に使用される最も一般的なアルミニウム合金です。主要な合金元素としてマンガンを使用する 3003 は、他のアルミニウム金属や調質材と比較して、成形性と耐食性の点で優れています。ただし、強度に関しては、別の一般的に使用されるアルミニウム合金である 6061 が 3003 よりも優れており、構造用途の設計に役立ちます。

特定の機械加工プロセスに最適なアルミニウム合金を知ることが重要です。以下では、3003 および 6061 アルミニウムの特性を詳しく説明し、各合金が優れている用途について説明します。

3003 アルミニウム合金について理解する

3003は、冷間硬化によって適度に強化されたアルミニウム-マンガン-銅合金です。マンガンは 3003 合金の主要な合金元素であり、アルミニウム合金の製造方法に応じて、その割合は 1% から 1.5% の間で変化します。銅とマグネシウムの存在により、1100 グレードのアルミニウムよりも 20% 高い強度が得られますが、引張り強度と降伏強度が低いため、中程度の強度の材料としてラベル付けされています.

下の表は、さまざまな 3003 調質の典型的な強度を示しています。

3003の気質	最大強度 (KSI)	最大耐力 (KSI)
3003-O	19	6
3003-H12	23	18
3003-H14	26	21
3003-H16	30	25
3003-H18	27	27

適度な強度とは別に、3003 合金は優れた耐腐食性、加工性、および溶接性を示します。したがって、それは理想的な軽量構造材料であり、最も一般的なアルミニウム合金または汎用合金として世界的に認められています。 3003 の最も一般的なアプリケーションは、航空宇宙、食品、および化学産業で発生します。

一般的なアプリケーションには次のものがあります:

• 側溝。
• 折り畳みシート
• 保管容器。
• トラックの屋根
• ラジエーター。
• 圧力容器。
• 防音天井
• 縦樋。

これらすべての利点にもかかわらず、3003 の機械加工は困難な場合があります。 3003 調質は適度な機械加工性を備えていますが、他の硬質合金よりも機械加工性が低くなります。また、熱処理できないため、熱処理された金属とは異なり、強度の向上に必要な析出硬化の第 2 段階を達成できません。

3003 合金は、冷間処理された金属であるため、溶接中に水素による気孔が発生する傾向があります。この状況を回避する最善の方法は、溶接中の水素ピックアップを低いレベルに下げることです。これが、3003 を極限環境アプリケーションに使用できないもう 1 つの主な理由です。

6061 アルミニウム合金について理解する

アルミニウム 6061 は、主要な合金元素としてシリコンとマグネシウムを含む、非常に用途の広い合金です。 6061 は、優れた耐食性と優れた強度対重量比を示し、海洋および航空宇宙構造の構築に非常に求められる特性を示します。優れた電気伝導性と熱伝導性を備えた 6061 プレートは、電気器具、コネクタ、磁気部品にも幅広い用途があります。

6061 は熱処理された合金であるため、F、O、W、T などのさまざまな調質で利用できます。この点で、6061-Tx バリアントには多くの用途があります。 6061-Tx では、文字「T」は焼き戻しを表し、通常は数字で表される「x」は、合金が特別な処理を受けているかどうかを示します。

たとえば、6061-T6 合金は溶体化処理され、人工的に時効処理され、優れた機械加工性と優れた溶接性を提供します。ただし成形性は悪い。 6061 合金の優れた成形性が必要な場合は、6061-T4 がより理想的な選択です。つまり、3003 テンパーとは異なり、さまざまな 6061 テンパーが幅広い用途の要件を満たすことができます。

6061 アルミニウムは、次の用途で一般的に使用されています。

• 自転車のフレーム
• 缶。
• トラック フレーム。
• 塔とパイロン。
• 航空機への応用
• 鉄道車両。

機械加工用の最も一般的なアルミニウム合金:6061 または 3003?

簡単な比較のために、以下の表に 6061 と 3003 の必須要素を示します。

プロパティ	アルミニウム 6061	アルミニウム 3003
究極の引張強度	310MPa	200MPa
耐力	276 MPa	186 MPa
せん断強度	207MPa	110MPa
ブリネル硬度	95HB	28HB
機械加工性	良い	可
成形性	悪い	良い
溶接性	良い	良い
働きやすさ	暑さ:良い	風邪:とても良い

成形性の点では、3003 は 6061 よりも優れた選択肢であり、特に用途が設計要件を満たすために優れた成形性を必要とする場合に適しています。たとえば、3003 は、適度な強度と優れた美的魅力を兼ね備えた成形性を必要とする屋外装飾建築に最適です。

ただし、冷間処理された合金であるため、重切削を必要とする構造用途には適していません。アルミニウム生産の大部分は、自動車や航空宇宙産業向けの車体フレームや部品などの構造用途を対象としており、強度対重量比の向上を実現しています。この点で、6061 は幅広いアプリケーション要件を満たす最も一般的なアルミニウム合金と見なすことができます。

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