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| A6061 | |
|---|---|
| 材質タイプ | 合金 |
| 合金特性 | |
| UNS識別子 | A96061 |
| 物理的特性 | |
| 密度 ( ρ ) | 2.70 g/cm3 [ 1] |
| 機械的性質 | |
| ヤング率 （E） | 68 GPa (9,900 ksi) |
| 引張強度（σt ） | 124 ～ 290 MPa (18.0 ～ 42.1 ksi) |
| 破断時の伸び( ε ) | 12～25% |
| ポアソン比 ( ν ) | 0.33 |
| 熱特性 | |
| 融点 （Tm） | 585 °C (1,085 °F) |
| 熱伝導率 ( k ) | 151～202 W/(m·K) |
| 線膨張係数 （α） | 2.32 × 10 −5 K −1 |
| 比熱容量 （c） | 897 ジュール/(kg·K) |
| 電気的特性 | |
| 体積抵抗率 （ρ） | 32.5～39.2 nOhm·m |
6061アルミニウム合金（統一番号システム（UNS）指定A96061）は、マグネシウムとシリコンを主な合金元素として含む析出硬化型 アルミニウム合金です。元々は「合金61S」と呼ばれ、1935年に開発されました。[2]優れた機械的特性と優れた溶接性を備え、押し出し加工が非常に一般的です（ 6063に次いで2番目に人気があります）。[3]汎用 アルミニウム 合金の中で最も一般的なものの1つです。
一般的に、6061-O (焼鈍) などの事前焼戻しグレード、6061-T6 (溶体化処理および人工時効処理) や 6061-T651 (溶体化処理、応力緩和、伸張、人工時効処理) などの焼戻しグレードで入手できます。
化学組成
6061アルミニウム合金の質量組成: [4]
プロパティ
6061の機械的特性はその材料の焼き戻し、つまり熱処理に大きく依存する。[5] ヤング率は焼き戻しに関係なく69GPa（10,000 ksi）である。[6]
6061-O
焼鈍処理された6061（6061-Oテンパー）の最大引張強度は150 MPa（22 ksi）以下[7] [8]、最大降伏強度は83 MPa（12 ksi）以下[7]または110 MPa（16 ksi）以下[8]です。 この材料の伸び（極限破壊前の伸び）は10～18％です。焼鈍処理された状態を得るには、通常、合金を415 °Cで2～3時間加熱します。[9]
6061-T4
T4テンパー6061は、引張強度が少なくとも180MPa（26ksi）[8]または210MPa（30ksi）[7]であり、降伏強度が少なくとも110MPa（16ksi）である。伸びは10～16％である。
6061-T6
T6 テンパー 6061 は、6061 アルミニウム合金として最大の析出硬化 (したがって最大の降伏強度) が得られるように処理されています。極限引張強度は少なくとも 290 MPa (42 ksi)、降伏強度は少なくとも 240 MPa (35 ksi) です。より一般的な値は、それぞれ 310 MPa (45 ksi) と 270 MPa (39 ksi) です。[10]これは、特定の種類のステンレス鋼の降伏強度を超える場合があります。[11]厚さ 6.35 mm (0.250 インチ) 以下では、伸びが 8% 以上、厚い部分では 10% です。T651 テンパーは同様の機械的特性を持っています。 6061-T6 の 25 °C (77 °F) での熱伝導率の標準値は約 152 W/m K です。標準的な RR Moore 試験機と試験片を使用した場合、周期的荷重下での疲労限度は 500,000,000 回の完全逆転サイクルで 97 MPa (14 ksi) です。 [12]アルミニウムはSN 曲線に明確な「屈曲点」を示さないため、何サイクルが「無限寿命」に相当するかについては議論があります。また、アプリケーションの疲労限度の実際の値は、荷重、勾配、表面仕上げなどの従来の定格軽減要因によって大幅に影響を受ける可能性があることにも注意してください。
微細構造
アルミニウムの熱処理の違いにより、マグネシウムのサイズと分散が制御されます。
2材料中のSi析出物。粒界サイズも変化するが、析出物ほど強度に大きな影響を与えない。粒度は応力に応じて桁違いに変化し、数百ナノメートルほどの小さな粒になることもあるが、通常は直径が数マイクロメートルから数百マイクロメートルである。鉄、マンガン、およびクロムの二次相（Fe
2シ
2アル
9、（鉄、マンガン、クロム）
3シアル
12）は物質中に介在物として形成されることが多い。[13]
アルミニウム合金の結晶粒径は、加工技術と熱処理に大きく依存します。応力を受けた材料の断面が異なると、結晶粒径に桁違いの差が生じることがあります。[14]特殊加工されたアルミニウム合金の中には、数百ナノメートルの粒径を持つものもありますが、[15]ほとんどのものは数マイクロメートルから数百マイクロメートルの範囲です。[16]
用途
6061 は、主に次のような用途に使用されます。
- 航空機の翼や胴体などの構造物の製造に使用され、民間機や軍用機よりも自家製航空機でよく使用されます。 [17] 2024合金はやや強度がありますが、6061は加工しやすく、表面が摩耗しても耐腐食性を維持します。2024の場合はそうではなく、通常は耐腐食性のために薄いアルクラッドコーティングが施されます。[18]
- 小型実用ボートを含むヨットの建造。[19]
- アウディA8やプリマス・プラウラーのシャシーなどの自動車部品。[20]
- 懐中電灯
- スキューバタンクおよびその他の高圧ガス貯蔵シリンダー（1995 年以降）
6061-T6は次の用途に使用されます。
- 自転車のフレームと部品[21]
- 中級から高級リカーブライザー
- フライフィッシングリール多数。
- パイオニアの銘板
- 銃器の消音器（主にピストル用消音器で、重量を軽減し、機械的機能を向上させる）の二次チャンバーとバッフルシステムには、通常17-4PHまたは303ステンレス鋼またはチタンが必要です。[22] [23]
- 多くの非ミルスペックAR-15 ライフルのバリエーションの上部および下部レシーバー。
- 多数のアルミニウム製のドックと通路が溶接されて固定されています。
- 一部の超高真空（UHV）チャンバーで使用される材料[24]
- リモートコントロール模型飛行機用の部品、特にヘリコプターのローター部品が多数あります。
- 大型アマチュア無線アンテナ。
- 消防署の救助はしご
溶接
6061 は、たとえばタングステン不活性ガス溶接(TIG) や金属不活性ガス溶接(MIG) などを使用して、非常に溶接しやすい材料です。通常、溶接後、溶接部付近の特性は 6061-T4 の特性となり、強度が約 40% 低下します。材料を再熱処理すると、ピース全体が -T6 焼戻しに近い状態に戻ります。溶接後、材料は自然に老化し、強度もいくらか回復します。強度のほとんどは、最初の数日から数週間で回復します。ただし、アルミニウム設計マニュアル (アルミニウム協会) では、溶接後に適切な熱処理を行わない場合、溶接部に隣接する材料の設計強度を 165 MPa/24000 PSI とすることを推奨しています。一般的なフィラー材料は 4043 または 5356 です。
押し出し
6061 は、押し出し成形品（成形された金型を通して金属を押し出すことによって製造される、長くて一定断面の構造形状）の製造に使用される合金です。
冷間および熱間スタンピング
T4 状態の 6061 シートは、冷間状態では限られた延性で成形できます。深絞りや複雑な形状の場合、およびスプリングバックを回避するために、アルミニウムのホット スタンピング プロセス (ホット フォーム クエンチ) を使用できます。このプロセスでは、冷却された金型で高温 (約 550 ℃) でブランクを成形し、W テンパー状態の部品を残してから、人工的に T6 の完全強度状態に時効します。
鍛造品
6061は熱間鍛造に適した合金です。ビレットは誘導炉で加熱され、密閉型プロセスを使用して鍛造されます。この特定の合金は開放型鍛造に適しています。自動車部品、ATV部品、工業部品は、鍛造品としての用途のほんの一部です。アルミニウム6061は、平らな棒や丸棒、リング、ブロック、ディスク、ブランク、中空部、スピンドルに鍛造できます。6061は、特殊形状やカスタム形状に鍛造できます。[25]
鋳造品
6061は、シリコン含有量が低いため鋳造時の流動性に影響し、従来の鋳造法では鋳造できない合金です。特殊な遠心鋳造法を使用することで適切に鋳造できます。遠心鋳造された6061は、ほとんどの鍛造品の限界を超える大型のリングやスリーブの用途に最適です。[26]
同等の材料
6061アルミニウム当量表[27]
標準
6061アルミニウム合金の様々な形状と焼き入れについては、以下の規格で議論されている。[28]
- ASTM B209: アルミニウムおよびアルミニウム合金板の標準仕様
- ASTM B210: アルミニウムおよびアルミニウム合金引抜シームレス管の標準仕様
- ASTM B211: アルミニウムおよびアルミニウム合金の棒、ロッド、およびワイヤの標準仕様
- ASTM B221: アルミニウムおよびアルミニウム合金の押し出し棒、ロッド、ワイヤ、プロファイル、チューブの標準仕様
- ASTM B308/308M: アルミニウム合金 6061-T6 標準構造プロファイルの標準仕様
- ASTM B483: 汎用アルミニウムおよびアルミニウム合金引抜管およびパイプの標準仕様
- ASTM B547: アルミニウムおよびアルミニウム合金成形およびアーク溶接丸管の標準仕様
- ISO 6361: 鍛造アルミニウムおよびアルミニウム合金のシート、ストリップおよびプレート
参考文献
- ^ ASMハンドブック第2巻：特性と選択：非鉄合金および特殊用途材料（第10版）。マテリアルズパーク、オハイオ州。1990年。ISBN 978-0-87170-377-4. OCLC 21034891.
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- ^ 6061 (3.3214, H20, A96061) アルミニウム。2014年11月14日閲覧。
さらに読む
- 「鍛造アルミニウムおよびアルミニウム合金の特性: 6061 Alclad 6061」、特性と選択: 非鉄合金および特殊用途材料、第 2 巻、ASM ハンドブック、ASM International、1990 年、p. 102-103。
外部リンク
- アルミニウム6061の特性
- 6061アルミニウムと5052アルミニウム