加工におけるアルミニウム：特性、用途、産業利用
アルミニウムは酸素、ケイ素に次いで地球地殻で3番目に豊富な元素です。優れた耐食性と低密度を持ち、輸送、航空宇宙、電気、建築産業で重要です。家庭用品にも使用されます。アルミの25%は鋳造、残りは鍛造または合金アルミです。
鋳造アルミニウム MIC6、319、356、383
アルミ319はシリンダヘッド・トランスミッションハウジング、356はシリンダヘッド、383はエンジンブロックに使用。高圧ダイカスト部品は熱処理不要。アルミダイカストは非常に強く、鍛造アルミより安価。
メリット
- 完全リサイクル可能
- 優れた耐食性
- 熱・電気伝導良好
- より軽量で剛性高い設計可能
デメリット
- 温度変化時の伸縮が鋼より大きい
- 変形抵抗性に劣る
- 疲労に弱い
鍛造アルミニウム 6061、7050、7075
アルミ合金の弾性率は約70GPaで、鋼の約1/3。同荷重下でより大きな変形。一部アルミ合金は一般鋼より高い引張強度を持ちます。通常、アルミでより軽量・剛性高い設計可能。例：アルミ自転車フレームは大径チューブ採用で軽量高強度実現。しかしアルミ合金疲労強度は鋼より劣ります。
合金系別特徴
- 1000系： ほぼ純アルミ
- 2000系： 銅添加。応力腐食割れ感受性高く、新設計では7000系に置換傾向
- 3000系： マンガン添加
- 4000系： ケイ素添加
- 5000系： マグネシウム添加。優れた耐食性で海洋分野に最適
- 6000系： ケイ素＋マグネシウム添加。溶接性・加工性良好。6061は最も一般的
- 7000系： 亜鉛添加。析出硬化で最高強度達成
- 8000系： 他系列にない元素。高強度重量比重要な航空宇宙等で幅広く使用
メリット（鍛造アルミ共通）
- リサイクル可能
- 優れた耐食性
- 電気・熱伝導良好
- 鋼より軽量剛性高い設計可能
デメリット（鍛造アルミ共通）
- 温度変化時の伸縮が鋼より大きい
- 変形抵抗性に劣る
- 疲労に弱い
産業技術