アルミニウム合金の番号付けシステムの解読

アルミニウムは軽量でありながら非常に強い金属であるため、自動車、航空宇宙、電子産業の多くの用途に最適です。耐久性と物理的な軽さに加えて、アルミニウムはその表面を覆う強力な酸化膜層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化合物を形成しやすいため、長年にわたって多く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成し、ベースアルミニウムの特定の品質を向上させるには、純粋なアルミニウムに化学元素を追加する必要があります。これには、金属が溶融している間に、マグネシウム、シリコン、亜鉛、銅などの元素をアルミニウムと完全に混合する必要があります。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ることができます。

アルミニウム合金は、その組成と焼き戻しによって大きく異なります。混乱を避けるために、アルミニウム合金は、アルミニウム合金の番号付けシステムに従って名前が付けられ、分類されています。これらのシステムは、設計者やエンジニアがさまざまな合金、その特性、および一般的な用途に慣れるのに役立ちます。これは、製品チームが特定の部品に適したアルミニウム合金と製造方法を選択するのに役立ちます。

鍛造アルミニウムのシリーズ番号

アルミニウム協会は 1954 年に鍛造合金の記述システムを確立しました。システムが最初に実装されたとき、75 の化学組成がリストされていました。現在、530 を超える登録された活性化学元素があり、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 桁の数字で元素を示します。最初の数字は主要な合金元素を表し、2 桁目は特定の合金の変更を示し、3 桁目と 4 桁目はシリーズ内の特定の合金に割り当てられた任意の番号です。

鍛造アルミニウムシリーズの主な合金剤は次のとおりです。

1xxx — 最低 99.000 アルミニウム

アルミニウムが 100% 純粋であ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には、少なくとも 99% のアルミニウムが含まれています。すべての意図と目的において、1xxx 合金は純アルミニウムと見なされます。特に、この合金は鍛造シリーズの命名規則の例外です。1xxx 合金名では、最後の 2 桁は 99 を超えるアルミニウムの最小割合を表します。たとえば、合金 1350 は少なくとも 99.50% のアルミニウムで構成されています。

純アルミニウムは、優れた耐食性と加工性に加えて、高い電気伝導性と熱伝導性を備えています。このため、この合金は電気および化学用途によく使用されます。純粋なアルミニウムはあまり強くなく、構造用途にはめったに使用されませんが、ひずみ硬化により材料強度が適度に向上します.

2xxx — 銅

この鍛造系列合金は、幅広い温度範囲で高い強度と性能を提供し、航空宇宙用途で定期的に使用されています。よく知られている航空機用アルミニウム合金の 1 つに Alloy 2024 があります。ただし、一部の銅アルミニウム合金は熱および応力腐食割れの影響を受けやすく、溶接不可能と見なされますが、他の 2xxx 合金は適切な方法を使用して溶接できます。 2xxx は、アルミニウムの伸びと引張強度を低下させ、鍛造シリーズの他の合金ほど優れた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、最初は鍋やフライパンにのみ使用されていましたが、現在では自動車や発電所の熱交換器部品に広く使用されています。優れた温度安定性と耐食性を備えたこのカテゴリの合金は、極端な条件での使用に適しています。 3xxxは成形性、加工性も良好です。 3003 は、複雑な形状を必要とする中程度の強度の用途に使用される一般的なマンガン合金です。

4xxx — シリコン

シリコンはアルミニウムの融点を下げ、溶融時の流動性を向上させます。このため、4xxx 合金は融接ワイヤーやろう付け合金としてよく使用されます。シリコン自体は熱処理できませんが、多くの 4xxx 合金は、銅またはマグネシウムが追加されているため、熱処理によく反応します。

5xxx — マグネシウム

このカテゴリのアルミニウム合金は溶接が容易で、造船、輸送、橋梁建設、および建設の用途に広く使用されています。 5xxx 合金は、海洋環境で優れた耐食性を提供し、すべての非熱処理合金の中で最高の強度を備えています。ただし、応力腐食割れの可能性があるため、3 ～ 3.5% を超えるマグネシウムを含む 5xxx 合金は、65.6°C (150°F) を超える高温での使用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、強度、成形性、および耐食性を向上させる溶体化熱処理をサポートできます。この鍛造シリーズ番号は、溶接加工業界全体で使用されており、主に構造部品や押出材に組み込まれています。

これらの合金は凝固亀裂の影響を受けやすいため、溶加材なしで溶接するべきではありません。多くの場合、6xxx は溶接性を高めるために 4xxx または 5xxx の溶加材で溶接されます。主要なケイ化マグネシウム合金は 6061 で、これは熱処理可能な最も用途の広い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、競争の激しいスポーツ用品や航空機および航空宇宙産業での高性能アプリケーションに最適な、最高強度のアルミニウム合金が含まれています。亜鉛の添加量は 7xxx 合金で 0.8 から 12% の範囲であり、熱処理性のためにマグネシウム、銅、およびクロムのより少ない割合と組み合わせることができます。

2xxx と同様に、7xxx には溶接に適した合金と適していない合金の両方が含まれています。一般的に溶接される合金の 1 つは 7005 で、主に 5xxx 合金フィラーと共に使用されます。入手可能な最高強度の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に関する考慮事項

どのアルミニウム合金が熱処理可能で、どのアルミニウム合金が熱処理不可能であるかに注意することが重要です.これは、製品チームが特定のアルミニウム合金の適切な用途を決定し、必要に応じて部品を高温から保護するのに役立ちます。

2xxx、6xxx、および 7xxx シリーズの合金は熱処理可能です。
1xxx、3xxx、および 5xxx シリーズの鍛造アルミニウム合金は熱処理できず、ひずみ硬化のみ可能です。
4xxx シリーズには熱処理可能な合金が含まれていますが、ほとんどの合金は非熱処理合金です。ただし、ほとんどの 4xxx 非熱処理合金は、他の熱処理合金と混合すると、熱処理に対応できます。

米国では、主に鍛造アルミニウム合金シリーズを使用していますが、鋳造アルミニウム合金シリーズなど、他のアルミニウムの命名および組織システムがあります。鋳造アルミニウムのシリーズ番号は、上記の番号と似ています。鋳造アルミニウムシリーズでは、3 桁の数字と小数点以下 1 桁 (xxx.x) を使用します。最初の数字 (Xxx.x) は主要な合金元素を示します。

アルミニウム合金と焼き戻しについて理解する

焼き戻しは、アルミニウム合金が引張強度、硬度、または耐熱性などの機械的特性を向上させるための処理を受けているかどうかを示します。焼き戻しは、鍛造アルミニウムシリーズでは、合金番号の後にタグ付けされた文字として表示されます。 3003-H.

緊張硬化気質 (-H)

合金 1xxx、3xxx、5xxx、および場合によっては 4xxx の後の「-H」の追加は、合金が熱処理できないため、ひずみ硬化されていることを示します。 H の直後の数字は、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 — ひずみ硬化および漆塗りまたは塗装

ひずみ硬化アルミニウム合金には 2 つの数字が続き、2 番目の数字は 0 (完全に焼きなました、最も柔らかい) から 8 (最も硬い) までのスケール指定を示します。たとえば、アルミニウム 5052-H32 はひずみ硬化と安定化が施されており、比較的柔らかいです。

熱および熱処理テンパー (-T)

合金 2xxx、6xxx、7xxx、および一部の 4xxx の後の「-T」の追加は、合金が熱処理、急冷または急冷、または析出硬化されたことを示します。 T に続く数字は、どの熱プロセスを経たかを示します。

T1 — 高温から冷却され、自然に熟成されたもの
T2 — 高温から冷やし、冷間加工し、自然に熟成させたもの
T3 — 溶液熱処理、冷間加工、自然熟成
T4 — 加熱処理され、自然に熟成された溶液
T5 — 高温から冷却し、人工的に熟成させます
T6 — 加熱処理され、人工熟成された溶液
T7 — 熱処理および安定化された溶液
T8 — 溶液熱処理、冷間加工、人工老化
T9 — 溶体化熱処理、人工熟成、冷間加工
T10 — 高温から冷やし、冷間加工し、人工熟成させたもの

析出硬化または熱処理された合金には追加の数字が含まれている場合があり、これは伸張 (-T51) または圧縮 (-T52) による応力緩和などの特定の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む

アルミニウム合金の番号付け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暗記している必要はありません。プロジェクトの用途に適したアルミニウム合金を確実に選択するには、経験豊富な製造パートナーの助けを借りてください。

Fast Radius は、アルミニウム合金の鍛造シリーズを理解し、特定の部品に最適なアルミニウム合金を決定するのに役立ちます。当社の専門メーカーのチームは、業界に関する深い知識と経験を備えており、お客様の次のプロジェクトを成功させるために専念します。アルミニウム合金の旅を始めるには、今すぐお問い合わせください。

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