AA 5086-H16 アルミニウム合金：高強度・高耐食性の構造用材
概要
AA 5086-H16 アルミニウム合金は、マグネシウム（3.5–4.5%）とマンガン（0.2–0.7%）を主要合金元素とする5000系非熱処理型アルミニウム合金です。H16テンパー（3/4硬、加工硬化のみ）で供給され、5052や5083より高い強度を持ちながら、優れた耐食性（特に海水・海洋環境）と高い電気伝導度を維持します。加工硬化と冷間加工によりさらに強度向上が可能で、コストパフォーマンスに優れた構造材です。溶接はアーク溶接（TIG/MIG）が推奨されます。
主な用途
- 船舶・海洋構造物（船体、上部構造、デッキ、隔壁）
- LNG・LPGタンク、低温貯蔵タンク（極低温靭性良好）
- 輸送機器（トラックトレーラー、鉄道車両、自動車フレーム）
- 橋梁・建築構造材（溶接構造、耐候性重視）
- 圧力容器・配管（化学プラント、海水淡水化プラント）
- オフショア構造物・デッキプレート
物理的・機械的特性
一般特性（H16）
| 特性 | 値 | 条件 |
|---|---|---|
| 密度 | 2.70 g/cm³ | H16 |
機械的特性（H16）
| 特性 | 値 | 条件 | 備考 |
|---|---|---|---|
| 弾性係数 | 71.0 GPa | H16 | – |
| 伸び | 1.7 % | H16 | – |
| 平面ひずみ破壊靭性 | 22.0 – 35.0 MPa·√m | – | 圧延5000系アルミニウムの典型値 |
| ポアソン比 | 0.33 | – | 圧延5000系アルミニウムの典型値 |
| せん断弾性係数 | 26.0 – 26.5 GPa | – | 圧延5000系アルミニウムの典型値 |
| 引張強さ | 360.0 MPa | H16 | – |
| 降伏強さ | 300.0 MPa | H16 | – |
熱的特性（H16）
| 特性 | 値 | 条件 | 備考 |
|---|---|---|---|
| 熱膨張係数 | 2.4×10⁻⁵ 1/K | H16 | – |
| 最高使用温度 | 150.0 °C | – | 圧延5000系アルミニウムの典型値 |
| 融点 | 590.0 °C | H16 | – |
| 比熱容量 | 900.0 J/(kg·K) | H16 | – |
| 熱伝導率 | 130.0 W/(m·K) | H16 | – |
電気的特性
| 特性 | 値 | 備考 |
|---|---|---|
| 電気伝導度 | 18,000,000 – 31,000,000 S/m | 圧延5000系アルミニウムの典型値 |
| 電気抵抗率 | 3.3×10⁻⁸ – 5.0×10⁻⁸ Ω·m | 圧延5000系アルミニウムの典型値 |
化学組成（H16、質量%）
| 元素 | 含有量 | 条件 |
|---|---|---|
| アルミニウム (Al) | 93.0 – 96.3 | H16 |
| クロム (Cr) | 0.05 – 0.25 | H16 |
| 銅 (Cu) | 0.10 以下 | H16 |
| 鉄 (Fe) | 0.50 以下 | H16 |
| マグネシウム (Mg) | 3.5 – 4.5 | H16 |
| マンガン (Mn) | 0.2 – 0.7 | H16 |
| その他 | 0.15 以下 | H16 |
| シリコン (Si) | 0.40 以下 | H16 |
| チタン (Ti) | 0.15 以下 | H16 |
| 亜鉛 (Zn) | 0.25 以下 | H16 |
技術的特性
| 特性 | 評価 |
|---|---|
| 加工性 | 良好 |
5086合金のテンパー別特性比較
| テンパー | 状態 | 引張強さ (MPa) | 降伏強さ (MPa) | 伸び (%) | 主用途 |
|---|---|---|---|---|---|
| O | 焼鈍 | 240–290 | 110–145 | 18–24 | 深絞り、複雑成形 |
| H112 | 鍛造・押出し後 | 275–310 | 145–180 | 12–16 | 鍛造品、押出形材 |
| H32 | 1/4硬・安定化 | 290–340 | 195–240 | 8–12 | 汎用溶接構造 |
| H34 | 1/2硬・安定化 | 325–375 | 240–285 | 6–10 | 高強度構造 |
| H16 | 3/4硬・加工硬化のみ | 360–410 | 300–345 | 1.5–3 | 高強度・高剛性部品 |
| H18/H38 | 全硬 | 395–440 | 330–380 | 1–2 | 最高強度、成形不可 |
5000系主要合金の比較
| 合金 | Mg含有量 | 引張強さ (H32/O MPa) | 耐食性 | 溶接性 | 主用途 |
|---|---|---|---|---|---|
| 5052 | 2.2–2.8% | 215–265 / 170–215 | 最高 | 最高 | 板金、タンク、海洋 |
| 5083 | 4.0–4.9% | 305–350 / 270–315 | 優良 | 優良 | 船体、極低温タンク |
| 5086 | 3.5–4.5% | 290–340 / 240–290 | 優良 | 優良 | 船体、車両、橋梁 |
特記事項
- H16は安定化処理（H36相当の熱処理）を行わないため、H36よりわずかに強度が高く延性が低い傾向があります。溶接部の軟化幅はH36より大きくなる可能性があります。
- マグネシウム含有量が3%以上のため、65℃以上の環境で長期使用すると応力腐食割れ（SCC）感受性が生じる可能性があります。高温用途では5052や6061を検討してください。
- 極低温（-196℃）まで靭性を維持し、LNGタンク等の超低温用途に適します。
- 溶接には5356、5183、5556系溶加材が推奨されます。4043系は割れ感受性が高いため避けてください。
金属
- AA 3004 H16 アルミニウム合金：主要特性と用途
- AA 3103 H16 アルミニウム合金 - 主要機械的・熱的特性
- AA規格 1435 H16：主要な機械的特性と仕様
- AA 5083 H16 アルミニウム合金 - 主要特性と用途
- AA 5050 H16 アルミニウム - 特性、強度、用途
- AA 5049 H16 アルミニウム合金 - 特性と性能
- AA 1050 H16：優れた機械的特性を持つ高純度アルミニウム合金
- AA 1350 H16 グレード - 包括的な機械的・熱的特性
- AW-1350 H16 アルミニウム合金 – EN 573-3/EN 485 規格仕様
- EN 573-3 グレード 3.0257 H16 アルミニウム：主要物理的・機械的特性
- AA規格 3105グレード H16：主要機械的・物理的特性