AA 6082 T6151 アルミニウム合金:高強度6000系の特性
AA 6082 T6151 アルミニウム合金の概要
AA 6082 T6151は、マグネシウム・シリコン系6000系列アルミニウム合金で、T6151テンパー(溶体化処理、水冷、応力除去引き伸ばし、人工時効)状態の厚板・ブロック材です。T651(標準的な厚板テンパー)に対し、T6151は「溶体化処理温度からの制御冷却後、室温で応力除去引き伸ばし(1-3%)、その後人工時効」という特定のプロセスを経た材料で、航空宇宙・防衛仕様(AMS 4026等)で要求される厳格な品質管理下で製造されます。最高レベルの強度・靭性バランスと、極めて優れた寸法安定性を兼ね備え、航空機構造部品、精密金型、高精度機械部品、防衛装備品などに採用されています。
一般特性
| 特性 |
値 |
条件 |
| 密度 |
2.7 g/cm³ |
T6151 |
機械的特性
| 特性 |
値 |
条件 |
備考 |
| 弾性係数 |
72.0 GPa |
T6151 |
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| 伸び |
9.2 % |
T6151 |
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| 平面ひずみ破壊靭性 |
22.0 - 35.0 MPa·√m |
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鍛造6000系アルミニウムの典型値 |
| ポアソン比 |
0.33 |
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鍛造6000系アルミニウムの典型値 |
| せん断弾性係数 |
26.0 - 26.5 GPa |
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鍛造6000系アルミニウムの典型値 |
| 引張強さ |
320.0 MPa |
T6151 |
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| 降伏強さ |
230.0 MPa |
T6151 |
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熱的特性
| 特性 |
値 |
条件 |
備考 |
| 熱膨張係数 |
2.3×10⁻⁵ 1/K |
T6151 |
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| 融点 |
580.0 °C |
T6151 |
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| 比熱容量 |
890.0 J/(kg·K) |
T6151 |
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| 熱伝導率 |
170.0 - 220.0 W/(m·K) |
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鍛造6000系アルミニウムの典型値 |
電気的特性
| 特性 |
値 |
備考 |
| 電気伝導度 |
21,000,000 - 34,000,000 S/m |
鍛造6000系アルミニウムの典型値 |
| 電気抵抗率 |
2.9×10⁻⁸ - 5.0×10⁻⁸ Ω·m |
鍛造6000系アルミニウムの典型値 |
化学組成
| 元素 |
含有量 (%) |
条件 |
| アルミニウム (Al) |
95.2 - 98.3 |
T6151 |
| クロム (Cr) |
0.25 |
T6151 |
| 銅 (Cu) |
0.1 |
T6151 |
| 鉄 (Fe) |
0.5 |
T6151 |
| マグネシウム (Mg) |
0.6 - 1.2 |
T6151 |
| マンガン (Mn) |
0.4 - 1.0 |
T6151 |
| その他 |
0.15 |
T6151 |
| シリコン (Si) |
0.7 - 1.3 |
T6151 |
| チタン (Ti) |
0.1 |
T6151 |
| 亜鉛 (Zn) |
0.2 |
T6151 |
技術的特性
6082系厚板テンパー比較:T651 vs T6151 vs T7451
| テンパー |
処理プロセス |
引張強さ (MPa) |
降伏強さ (MPa) |
伸び (%) |
応力腐食割れ耐性 |
主要規格・用途 |
| T651 |
溶体化→水冷→引き伸ばし→人工時効 |
310-340 |
260-300 |
9-10 |
標準 |
AMS 4025 / 一般産業・構造用厚板 |
| T6151 ★ |
溶体化→制御冷却→引き伸ばし→人工時効 |
320 |
230 |
9.2 |
良好(制御冷却により向上) |
AMS 4026 / 航空宇宙・防衛・精密機械 |
| T7451 |
溶体化→水冷→引き伸ばし→過時効 |
290-320 |
240-270 |
10-12 |
最高(過時効で最大化) |
AMS 4027 / 高応力腐食環境・翼構造 |
主な用途
- 航空機構造部品(翼リブ・スパー・フレーム・ランディングギア部品・エンジンマウント)
- 精密プラスチック金型・ダイカスト金型ベース・プロトタイプ金型
- 半導体製造装置(真空チャンバー・ステージ・ロボットアーム・定盤)
- 防衛装備品(装甲車両構造・ミサイル構造体・レーダーアンテナ構造)
- 高精度検査治具・測定ジグ・CMM測定ベース・光学定盤
- 医療機器フレーム・CT/MRIガントリ構造・手術ロボットアーム
- 宇宙機器構造体(衛星バス・打ち上げ機構造・ペイロードアダプタ)
T6151の特徴とメリット
標準T651との違い
T6151は、溶体化処理後の冷却工程を「制御冷却(緩やかな冷却)」とすることで、クエンチ時の熱応力・組織不均一を低減し、その後の引き伸ばし(1-3%永久ひずみ)で残留応力をさらに除去します。これにより:
- 機械加工歪みが最小限:厚板からのポケット切削・ポケットミリング後の反り・歪みがT651より大幅に低減
- 寸法安定性が優秀:経時変化・温度変化による寸法変動が極めて小さい
- 応力腐食割れ(SCC)耐性向上:制御冷却により析出物分布が均質化、SCC感受性が低下
- 疲労特性向上:残留引張応力が圧縮側にシフトし、疲労寿命が延伸
品質保証・トレーサビリティ
- AMS 4026 / AMS-QQ-A-250/11 等の航空宇宙規格準拠
- ミルシート(材質証明書)付き、熱処理ロット単位で機械試験実施
- 超音波探傷試験(UT)標準実施、内部欠陥フリー保証
- 化学分析・機械試験・金相検査のフルドキュメント提供可能
設計者向けメモ
- T651より降伏強さは低め(230 vs 260-300 MPa)だが、靭性・SCC耐性・加工安定性で優位
- 溶接性は良好だが、溶接部は軟化するため溶接構造にはT451材を使用し、溶接後全体時効が推奨
- 機械加工は超硬工具・高速切削・エアブロー推奨、切削油使用時は硫黄フリー必須
- 陽極酸化処理(硬質・通常)両対応可能、耐食性・耐摩耗性向上に有効