EN 573-3 AW-3103 H17：最高強度・食品対応アルミニウムマンガン合金
概要
AW-3103 H17は、EN 573-3規格に準拠したアルミニウム・マンガン（Al-Mn）系合金の中で最も高い加工硬化度を持つテンパーです。食品接触用途に適合し、3103合金シリーズで最高強度（引張強さ170〜205 MPa）を実現したチューブ材です。
主な特徴
- 食品安全性：食品衛生法および欧州食品接触規制に適合
- 最高強度：3103系列で最高の引張強さ170〜205 MPa
- 高硬度：ブリネル硬度51 HBWで優れた耐摩耗性
- 高弾性率：室温で約69〜70 GPaのヤング率を維持
- 優れた耐食性：マンガン添加による自然な耐食性
- 限定的な成形性：伸び2〜3%、曲げ加工には大きな半径が必要
機械的特性（20℃、H17テンパー、チューブ形状）
| 特性 | 値 | 備考 |
|---|---|---|
| 引張強さ | 170〜205 MPa | EN 573-3準拠、シリーズ最高強度 |
| 伸び（A50） | 2〜3% | 最小限の延性 |
| ブリネル硬度 | 51 HBW | シリーズ最高硬度 |
| ヤング率 | 69〜70 GPa | 温度依存性あり |
| せん断弾性率 | 24〜26.5 GPa | |
| ポアソン比 | 0.33 | |
| 平面ひずみ破壊靭性 | 22〜35 MPa·√m | 3000系アルミニウム典型値 |
物理的・熱的特性
| 特性 | 値（20℃） | 備考 |
|---|---|---|
| 密度 | 2.73 g/cm³ | |
| 熱伝導率 | 160〜200 W/(m·K) | |
| 比熱容量 | 892〜893 J/(kg·K) | |
| 線膨張係数 | 22〜24 × 10⁻⁶ /K | 3000系典型値 |
| 融点範囲 | 629〜654℃ | 3000系典型値 |
| 電気伝導率 | 22〜29 MS/m | IACS約38〜50% |
| 電気抵抗率 | 3.4〜4.5 × 10⁻⁸ Ω·m |
化学組成（質量%）
| 元素 | 含有量 |
|---|---|
| マンガン (Mn) | 0.9〜1.5% |
| 鉄 (Fe) | ≤0.7% |
| シリコン (Si) | ≤0.5% |
| 銅 (Cu) | ≤0.1% |
| マグネシウム (Mg) | ≤0.3% |
| クロム (Cr) | ≤0.1% |
| 亜鉛 (Zn) | ≤0.2% |
| アルミニウム (Al) | 残部 |
温度によるヤング率の変化
| 温度 | ヤング率 (GPa) |
|---|---|
| -270℃ | 70.0 |
| 20℃ | 69〜70 |
| 50℃ | 69.0 |
| 100℃ | 68.0 |
| 150℃ | 66.0 |
| 200℃ | 63.0 |
| 250℃ | 57.0 |
| 300℃ | 50.0 |
3103系列テンパー完全比較
| 特性 | H11 | H13 | H15 | H17 |
|---|---|---|---|---|
| 引張強さ (MPa) | 105〜140 | 125〜160 | 145〜180 | 170〜205 |
| 伸び A50 (%) | 16〜20 | 8〜11 | 4〜5 | 2〜3 |
| ブリネル硬度 (HBW) | 32 | 38 | 44 | 51 |
| ヤング率 (GPa) | 69〜70（全テンパー共通） | |||
| 推奨最小曲げ半径 | 1.0×OD | 2.0×OD | 3.0×OD | 5.0×OD以上 |
| 加工性評価 | ◎ | ○ | △ | × |
主な用途
- 高圧食品・飲料配管用チューブ
- 高圧熱交換器チューブ
- 医薬品製造装置高圧配管
- 化学プラント高圧配管
- 油圧配管（中圧）
- 構造用高強度チューブ
- 自動車高圧燃料・ブレーキ配管
規格・認証
EN 573-3、食品接触材料規制（EU）No 10/2011、FDA 21 CFR 175.300準拠。
設計・加工上の重要ポイント
成形加工
- 冷間成形は極めて困難。必須の場合はアニーリング（O材化）後成形、再加工硬化が必要
- 曲げ加工は外径の5倍以上の曲げ半径を推奨
- スピン加工、深絞り加工には不向き
機械加工
- 高硬度のため、超硬工具・コーティング工具推奨
- 切削速度は中程度、送りは大きめで切りくず処理に注意
- 切削油剤の使用で工具寿命・仕上げ面向上
溶接・接合
- TIG溶接、MIG溶接可能だが、溶接熱影響部で軟化（強度低下）発生
- 溶接後は全体アニーリングまたは応力除去焼鈍を推奨
- 機械的接合（フランジ、継手、圧着）が最も信頼性高い
- ろう付け・はんだ付けも可能
熱処理
- アニーリング：350〜400℃ × 1〜3時間、徐冷でO材化可能
- 再加工硬化：冷間加工（引抜き、ロール成形等）でH17相当に復帰可能
- 固溶化熱処理は非熱処理型合金のため不要・無効
金属
- AW-8014 O アルミニウム合金：食品安全・高性能グレード（EN 573-3 準拠）
- AW-8111 O アルミニウム合金：EN 573-3 グレード、食品安全・高強度 AlFeSi 系
- EN 573-3 AW-2091 アルミニウム合金 – 構造用途向け時効硬化型 AlCu 合金
- EN 573-3認証 AW-3103 O3 アルミニウム合金 – 特性と規格
- AW-4006 F – 食品安全・自然硬化 AlSi 合金 (EN 573-3)
- AW-3103 H36 アルミニウム合金 – EN 573-3/EN 1592 認定グレード
- AW-5010 F アルミニウム合金：EN 573-3グレード、仕様と特性
- AW-3103 H38 アルミニウム合金 – EN 573-3 認定グレード
- EN 573-3 AW-3103 H224 アルミニウム合金：マンガン系合金の特性と規格
- EN 573-3 AW-3103 H244 アルミニウム合金：主要特性と適用規格
- EN 573-3 AW-3103 H11：食品対応・高弾性率アルミニウムマンガン合金