アルミニウム合金記号の理解：実践ガイド

アルミニウムは軽量でありながら信じられないほど強い金属で、自動車、航空宇宙、電子機器業界の多くの用途に最適な選択肢です。耐久性と物理的軽さに加え、表面を覆う強力な酸化膜により耐食性があります。

アルミニウムは他の化学元素と容易に化合物を形成するため、長年にわたり多数のアルミニウム合金が開発されてきました。アルミニウム合金を作り、ベースアルミニウムの特定の特性を改善するには、純アルミニウムに化学元素を添加しなければなりません。これは、マグネシウム、シリコン、亜鉛、銅などのこれらの元素を、金属が溶融している間にアルミニウムと徹底的に混合することを要求します。これらの元素は、アルミニウムの強度、密度、加工性、電気伝導性などを向上させます。

アルミニウム合金は組成とテンパーによって大きく異なります。混乱を防ぐため、アルミニウム合金はアルミニウム合金番号システムに従って命名・分類されます。これらのシステムは、設計者とエンジニアがさまざまな合金、その特性、一般的用途に精通するのを助けます。これにより、製品チームは特定部品に適したアルミニウム合金と製造方法を選択できます。

鍛造アルミニウムシリーズ番号

アルミニウム協会は1954年に鍛造合金記述システムを確立しました。システム最初実装時には75化学組成がリストされていました——今日では530以上の登録有効化学組成があり、この数は増え続けています。

鍛造アルミニウムシリーズは4桁の数字で要素を命名します。第1桁が主要合金元素、第2桁が特定合金の修正、第3・4桁がシリーズ内の特定合金に割り当てられた任意の数字です。

鍛造アルミニウムシリーズの主要合金元素は以下です：

1xxx — 最小99.000%アルミニウム

アルミニウムを100%純粋にすることは不可能ですが、この鍛造シリーズカテゴリのアルミニウムは少なくとも99%アルミニウムを含みます。すべての意図と目的で、1xxx合金は純アルミニウムと見なされます。特筆すべきは、この合金が鍛造シリーズ命名ルールの例外——1xxx合金名では、最後の2桁が99%以上の最小アルミニウムパーセンテージを表すことです。例えば、合金1350は少なくとも99.50%アルミニウムで構成されます。

純アルミニウムは優れた耐食性と加工性、高い電気・熱伝導性を持ちます。このため、この合金は電気・化学用途によく使用されます。純アルミニウムはそれほど強くなく、構造用途にはほとんど使用されませんが、ひずみ硬化で材料強度を適度に高められます。

2xxx — 銅

この鍛造シリーズ合金は、幅広い温度範囲で高強度と性能を提供し、航空宇宙用途で定期的に使用されます。よく知られた航空機用アルミニウム合金は合金2024です。しかし、一部の銅アルミニウム合金は熱と応力腐食割れに感受性があり、非溶接と見なされますが、他の2xxx合金は適切な方法で溶接可能です。2xxxはアルミニウムの伸びと引張強さを低下させ、鍛造シリーズの他合金ほど良い耐食性を提供しません。

3xxx — マンガン

3xxxアルミニウム合金は最初、鍋とフライパンのみに使用されましたが、現在は車両と発電所の熱交換器コンポーネントで広く使用されます。優れた温度安定性と耐食性で、このカテゴリの合金は極端な条件下での使用に適しています。3xxxは優れた成形性と加工性も可能にします。3003は複雑な形状を必要とする中程度強度用途で人気のマンガン合金です。

4xxx — シリコン

シリコンはアルミニウムの融点を下げ、溶融時の流動性を改善します。このため、4xxx合金は溶接ワイヤーとろう付け合金によく使用されます。シリコン単体は非熱処理型ですが、銅やマグネシウム添加により多くの4xxx合金が熱処理に良好に反応します。

5xxx — マグネシウム

このカテゴリのアルミニウム合金は容易に溶接可能で、造船、輸送、橋梁建設、建設用途で広く使用されます。5xxx合金は海洋環境で優れた耐食性を備え、非熱処理合金の中で最高強度を持ちます。しかし、3〜3.5%以上のマグネシウムを含む5xxx合金は、応力腐食割れの可能性があるため、65.6°C（150°F）以上の高温用途には推奨されません。

6xxx — マグネシウムとシリコン

6xxx合金は通常、それぞれ約1.0%のマグネシウムとシリコンで構成され、マグネシウムシリサイドを生成します。マグネシウムシリサイドは溶体化熱処理をサポートし、強度、成形性、耐食性を改善します。この鍛造シリーズ番号は溶接製造業全体で使用され、主に構造コンポーネントと押出材に組み込まれます。

これらの合金は凝固割れに敏感で、フィラーマテリアルなしでは溶接すべきではありません——多くの場合、6xxxは4xxxまたは5xxxフィラーマテリアルで溶接され溶接性を高めます。主要なマグネシウムシリサイド合金は6061で、最も汎用性の高い熱処理可能アルミニウム合金の1つです。

7xxx — 亜鉛

この鍛造シリーズ番号には、競技用スポーツ用品や航空機・航空宇宙産業のハイパフォーマンス用途に最適な、最高強度アルミニウム合金の一部が含まれます。7xxx合金の亜鉛添加は0.8〜12%で、より少量のマグネシウム、銅、クロムと組み合わせて熱処理可能にできます。

2xxxと同様、7xxxには溶接適合と非適合の両合金が含まれます——一般的に溶接される合金の1つは7005で、主に5xxx合金フィラーで使用されます。利用可能な最高強度アルミニウム合金の1つは7075で、機体構造やその他の高応力用途によく使用されます。

鍛造アルミニウムシリーズの考慮事項

どのアルミニウム合金が熱処理可能で、どれが非熱処理型かを把握することは重要です。これにより、製品チームは特定アルミニウム合金の適切な用途を判断し、必要に応じて高温からコンポーネントを保護できます。

• 2xxx、6xxx、7xxxシリーズ合金は熱処理可能。
• 1xxx、3xxx、5xxxシリーズ鍛造アルミニウム合金は非熱処理型で、ひずみ硬化のみ可能。
• 4xxxシリーズには一部熱処理可能合金を含むが、ほぼ非熱処理型。しかし、ほとんどの4xxx非熱処理合金は他の熱処理可能合金と混合すると熱処理に反応する。

米国では主に鍛造アルミニウム合金シリーズを使用しますが、鋳造アルミニウム合金シリーズなど、他のアルミニウム命名・整理システムもあります。鋳造アルミニウムシリーズ番号は上記と似ています。鋳造アルミニウムシリーズは3桁数字と小数点1桁（xxx.x）を使用し、第1桁（Xxx.x）が主要合金元素を示します。

アルミニウム合金とテンパーの理解

テンパーは、アルミニウム合金が引張強さ、硬度、耐熱性などの機械的特性を向上させる処理を受けたかどうかを示します。テンパーは鍛造アルミニウムシリーズで、合金番号の後にタグオンされる文字で示されます（例：3003-H）。

ひずみ硬化テンパー（-H）

合金1xxx、3xxx、5xxx、場合によっては4xxxの後に「-H」を追加すると、熱処理できないためひずみ硬化されたことを示します。Hの直後の数字がその処理を示します：

• H1 — ひずみ硬化
• H2 — ひずみ硬化および部分焼鈍
• H3 — ひずみ硬化および安定化
• H4 — ひずみ硬化およびラッカー/塗装

ひずみ硬化アルミニウム合金は2桁の数字が続き、第2数字が0（完全焼鈍、最も柔らかい）から8（最も硬い）のスケール指定を示します。例えば、アルミニウム5052-H32はひずみ硬化＋安定化され、比較的柔らかいです。

熱処理テンパー（-T）

合金2xxx、6xxx、7xxx、一部4xxxの後に「-T」を追加すると、熱処理、急冷、析出硬化されたことを示します。Tに続く数字がどの熱プロセスを経たかを示します。

• T1 — 高温から冷却、自然時効
• T2 — 高温から冷却、加工硬化、自然時効
• T3 — 溶体化熱処理、加工硬化、自然時効
• T4 — 溶体化熱処理、自然時効
• T5 — 高温から冷却、人工時効
• T6 — 溶体化熱処理、人工時効
• T7 — 溶体化熱処理、安定化
• T8 — 溶体化熱処理、加工硬化、人工時効
• T9 — 溶体化熱処理、人工時効、加工硬化
• T10 — 高温から冷却、加工硬化、人工時効

析出硬化または熱処理合金は、追加の桁を含む場合があり、応力除去（伸び：-T51、圧縮：-T52）などの特定最終特性を示します。

Fast Radiusで鍛造アルミニウムシリーズを読み解く

アルミニウム合金番号システムに精通することは重要ですが、すべてのアルミニウム合金を心で覚えることは期待しません。プロジェクト用途に最適なアルミニウム合金を選ぶため、ベテラン製造パートナーの助けを借りましょう。

Fast Radiusは、アルミニウム合金鍛造シリーズを理解し、特定部品に最適なアルミニウム合金を決定するのを支援します。専門メーカーチームが深い業界知識と経験を持ち、次のプロジェクトを成功に導きます。今すぐお問い合わせください、アルミニウム合金の旅を始めましょう。

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