合金族と強化ルート
アルミニウム 3003 は 3000 シリーズに属します。これは、主な合金添加物としてマンガンを含む本質的に純粋なアルミニウムであり、優れた成形挙動を維持しながら、非合金アルミニウムよりも約 20% 強度が高くなります。この合金は熱処理できないため、その強度はひずみ硬化、つまりプレートに残された冷間加工の量によって設定されます。
アルミニウム 6061 は 6000 シリーズに属し、マグネシウムとシリコンとの合金です。この組み合わせにより、合金は熱処理可能になります。溶体化処理と人工時効により硬質粒子が析出し、3000 シリーズが到達できるものよりも強度と硬度が大幅に向上します。焼き戻しによっては、6061 は 3003 の最大 4 倍の強度を持つ可能性があるため、構造作業においては 6061 が優勢です。
化学組成の比較
| 要素または特徴 | アルミニウム3003 | アルミニウム6061 |
|---|---|---|
| シリーズ | 3000、アル-ン | 6000、Al-Mg-Si |
| 主な追加事項 | マンガン 1.0～1.5％ | マグネシウム 0.8 ～ 1.2 パーセント、シリコン 0.4 ～ 0.8 パーセント |
| 熱処理 | 熱処理不可 | 熱処理可能な一般的な質別 T4、T6、および T651 |
| 追加の効果 | マンガンにより成形性を損なうことなく、低コストで強度と耐食性を向上させます | マグネシウムとシリコンにより析出硬化が起こり、高い強度と良好な耐食性が得られます。 |
| 相対的なコストの位置 | 経済的な汎用合金- | 負荷に耐える義務があるためコストが高くなります- |
サービスの分割は化学的に説明できます。マンガンは、プレートの厚さ全体にわたって 3003 を穏やかかつ一貫して強化し、絞り、曲げ、溶接されたアセンブリに適しています。 6061 のマグネシウムとシリコンは制御された熱サイクルに反応するため、プレートを柔らかく納品した後、構造コンポーネント用に高強度の焼き戻しに時効処理することができます。-
強度、硬度、焼き戻し反応
アルミニウム 6061 は、アルミニウム 3003 よりも著しく強度が優れています。焼き戻しに応じて、6061 は 3003 の最大 4 倍の強度に達することができるため、部品に負荷がかかる場合、曲げに抵抗する場合、または応力下で寸法精度を維持する必要がある場合に推奨されます。アルミニウム 3003 は、引張強度が比較的低い中程度の強度の合金であり、パネル、ダクト、タンク、トリムには適していますが、主要な構造部材には適していません。
硬度も同じパターンに従います。熱処理された 6061 は 3003 よりも大幅に硬く、摩耗や表面損傷に対する耐性がはるかに優れていますが、3003 は比較的柔らかいままであり、硬度を上げるための熱処理はできません。一方、その柔らかさこそが、3003 を亀裂を発生させることなく曲げ、絞り、狭い半径に圧延成形することを可能にするものであり、これが 3003 の溶接を容易にする理由でもあります。
成形性、溶接性、機械加工性
| 特徴 | アルミニウム3003 | アルミニウム6061 |
|---|---|---|
| 強さ | 中程度、非合金アルミニウムより約 20 パーセント高い | 高い、気性によっては 3003 の最大 4 倍 |
| 成形性 | 優れており、複雑な描画や曲げに最適です | 中程度、硬度が高いため成形性が低い |
| 溶接性 | 優れた寛容性により、製造と接合が簡素化されます。 | 良好ですが、熱影響部に亀裂が生じる危険性があるため、より厳格な手順管理が必要です。- |
| 被削性 | 合金は柔らかく、汚れやすいため、低くなります。 | 良好、精密機械加工部品に有利 |
| 溶接後の強度 | 関節全体で有用な特性を保持します | 溶接部で経年強度の一部が失われるため、処置が必要です |
| 典型的な気性 | O、H14、H24 およびその他の緊張-の硬化した気性 | T4、T6、T651 および関連する熱処理された焼き戻し- |
耐食性と用途と選び方
どちらの合金も耐腐食性に優れていますが、すべての環境で同等というわけではありません。アルミニウム 3003 は、化学的に攻撃的で継続的に湿った環境での使用に優れているため、屋根、雨樋、外壁、貯蔵タンク、HVAC ダクト、化学処理装置がアルミニウム 3003 で作られています。アルミニウム 6061 も海洋や航空宇宙環境などで優れた性能を発揮しますが、化学物質にさらされ続ける環境では 3003 よりもわずかに効果が劣ります。
典型的なアプリケーションはその違いを要約しています。アルミニウム 3003 プレートは、屋根と水切り、厨房機器と調理器具、ダクト、化学薬品タンク、建築用トリム、看板、郵便受けなどに使用されます。アルミニウム 6061 プレートは、航空機の構造、自動車のフレーム、車輪とサスペンション部品、足場、送電塔、船舶用ハードウェア、ボートの船体とマスト、自転車のフレームと家具に使用されます。
したがって、選択は最終的には次のような基本的な要件によって決まります。
部品を成形、絞り、または曲げて成形する場合、アセンブリに溶接する場合、化学薬品や湿気に継続的にさらされる場合、またはコストを管理する必要がある場合は、3003 を選択してください。
部品に構造的負荷がかかる場合、高い硬度または耐摩耗性が必要な場合、厳しい公差で機械加工する必要がある場合、または特定の焼き戻しで強度を維持する必要がある場合は、6061 を選択してください。
2 つの要件が矛盾する場合、通常の解決策は、負荷経路に 6061 構造、カバー、ダクト、トリムに 3003 シートを使用することです。
どちらの合金も、幅広い厚さと幅のプレートとシートとして供給され、サイズに合わせてカットするサービスも利用できます。合金、焼き戻し、機械的結果が設計の想定と一致するように、各出荷品をミルテスト証明書と照合する必要があります。{0}{1}
よくある質問
Q: 6061 は 3003 より強いですか?
はい。アルミニウム 6061 は熱処理が可能ですが、3003 は熱処理ができないため、焼き戻しに応じてアルミニウム 3003 の最大 4 倍の強度を得ることができます。
Q: どの合金が溶接しやすいですか?
アルミ3003の方が簡単です。 6061 はより柔らかく、より寛容ですが、亀裂を回避し、溶接部の経年強度の低下を管理するには、より厳格な手順管理が必要です。
Q: どの合金が曲げや成形に優れていますか?
アルミニウム 3003。延性が高いため、亀裂を生じることなく狭い半径と複雑な形状を実現できますが、6061 は強度と硬度が高いため、成形性が低くなります。
Q: 3003 を熱処理して強度を高めることはできますか?
いいえ、アルミニウム 3003 は熱処理できず、ひずみ硬化によってのみ強度が増すため、熱サイクルによって硬度を上げることはできません。
Q: 海洋または化学サービスに適している合金はどれですか?
どちらも耐腐食性がありますが、化学物質にさらされ続ける場合には 3003 の方がわずかに優れており、6061 は同様に高強度が必要な海洋ハードウェアや構造物に広く使用されています。
Q: どちらかを決めるにはどうすればよいですか?
支配的な要件を判断します。成形、溶接、耐薬品性、コストは 3003 を指します。構造負荷、硬度、耐摩耗性、加工精度は 6061 を指します。
