6061アルミニウム合金

A6061
材質の種類合金
合金特性
UNS識別子A96061
物理的特性
密度（ρ）2.70 g/cm 3 [ 1 ]
機械的特性
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（T m）585℃（1,085℉）
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（℃）897 J/(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）の呼称はA96061）は、マグネシウムとシリコンを主要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良好な溶接性を有し、押し出し加工も非常に一般的に行われています（ 6063に次いで2番目に多く使用されています）。[ 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 (焼きなまし) などの事前焼き戻しグレード、6061-T6 (溶体化処理および人工時効処理) および 6061-T651 (溶体化処理、応力除去伸張および人工時効処理) などの焼き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 ]

6061アルミニウム合金
構成要素最小値（重量％）最大値（重量％）
アル95.85%98.56%
マグネシウム0.80%1.20%
シ0.40%0.80%
鉄00.70%
銅0.15%0.40%
Cr0.04%0.35%
亜鉛00.25%
ティ00.15%
マン00.15%
（その他）0合計0.15% （各0.05%）

プロパティ

6061の機械的特性は、材料の焼き戻し、つまり熱処理に大きく依存します。[ 5 ]ヤング率は焼き戻しに関係なく69GPa（10,000 ksi）です。[ 6 ]

6061-O

焼鈍処理された6061（6061-O調質）の最大引張強度は150 MPa（22 ksi）以下[ 7 ] [ 8 ]であり、最大降伏強度は板材で83 MPa（12 ksi）以下[ 7 ]、棒材、ロッド、ワイヤで110 MPa（16 ksi）以下[ 8 ]である。 この材料の伸び（破壊に至るまでの伸び）は10～18%である。焼鈍処理された状態を得るには、通常、合金を415 °Cで2～3時間熱処理する。[ 9 ]

6061-T4

T4質別6061は、板材および鋼板の場合、引張強度が210MPa（30ksi）以上[ 7 ]、棒材および線材の場合、引張強度が180MPa（26ksi）以上[ 8 ]であり、降伏強度は110MPa（16ksi）以上である。伸びは10～16%である。

6061-T6

6061-T6アルミニウム標準熱処理プロセス

T6調質6061は、6061アルミニウム合金として最大の析出硬化（ひいては最大の降伏強度）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）で、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ことがあります。[ 11 ] 6.35 mm（0.250 in）以下の厚さでは8%以上の伸びがあり、厚い部分では10%の伸びがあります。T651調質も同様の機械的特性を持っています。 6061-T6の25℃（77℉）における熱伝導率の典型的な値は約152 W/m・Kです。標準的なRR Moore試験機と試験片を用いた繰り返し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曲線上に明確な「屈曲点」を示さないため、「無限寿命」に相当するサイクル数については議論があります。また、用途における疲労限度の実際の値は、荷重、勾配、表面仕上げといった従来のディレーティング要因によって大きく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度が制御されます。2材料中にSiが析出する。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（Fe2シ2アル9、（Fe、Mn、Cr）3SiAl12）は材料中に介在物として形成されることが多い。[ 13 ]

6061アルミニウム合金押出板の粒界

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形状によって、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 ]、ほとんどの合金で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。

6061-T6は次の用途に使用されます。

溶接

6061は溶接性に優れており、例えばタングステンイナートガス溶接（TIG）やメタルイナートガス溶接（MIG）が用いられます。通常、溶接後、溶接部付近の特性は6061-T4となり、強度は約40%低下します。この材料は再熱処理を施すことで、全体を-T6に近い強度に回復させることができます。溶接後、材料は自然に時効処理され、強度もいくらか回復します。強度の大部分は、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、溶接部近傍の材料の設計強度を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鋼板は、冷間状態では延性が限られていますが、成形可能です。深絞りや複雑な形状、またスプリングバックを回避するために、アルミニウムホットスタンププロセス（ホットフォームクエンチ）が用いられます。このプロセスでは、冷却された金型内で高温（約550℃）でブランクを成形し、Wテンパー状態の部品をT6の完全強度状態まで人工時効処理します。

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、密閉金型で鍛造されます。この合金は開放型鍛造に適しています。自動車部品、ATV部品、産業部品などは、鍛造材として様々な用途に使用されています。アルミニウム6061は、平鋼や丸鋼、リング、ブロック、ディスク、ブランク、中空体、スピンドルなどに鍛造できます。また、特殊形状やカスタム形状にも鍛造可能です。[ 25 ]

鋳物

6061は、シリコン含有量が低いため鋳造時の流動性が低下するため、従来の鋳造法では鋳造できません。特殊な遠心鋳造法を用いることで、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 ]

私たち 欧州連合 ISO 日本 中国
標準 グレード（UNS） SAE AMS規格 学年 標準 数値（化学記号） 標準 学年 標準 学年 標準 学年
AA;

ASTM B209;

ASTM B211;

ASTM B221;

ASTM B210;

ASTM B308/B308M;

ASTM B241/B241M

6061 (UNS A96061) SAE AMS 4025;

SAE AMS 4026;

SAE AMS 4027;

SAE AMS 4117

6061 EN 573–3 EN AW-6061

（EN AW-AlMg1SiCu）

ISO 209 AW-6061 JIS H4000;

JIS H4040

6061 GB/T 3880.2

GB/T 3190

6061

標準

6061アルミニウム合金の様々な形状と焼き戻しについては、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規格
  • ASTM B210: アルミニウムおよびアルミニウム合金引抜継目無管の標準仕様
  • 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、および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: 一般用途向け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: 鍛造アルミニウム及びアルミニウム合金のシート、ストリップ及びプレート

参考文献

  1. ^ ASMハンドブック第2巻：特性と選定：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 .{{cite book}}: CS1 メンテナンス: 場所の発行元が見つかりません (リンク)
  2. ^ Robert E. Sanders Jr. (2001). 「アルミニウム製品における技術革新」 . JOM . 53 (2): 21– 25. Bibcode : 2001JOM....53b..21S . doi : 10.1007/s11837-001-0115-7 . S2CID 111170376 . 
  3. ^ 「アルミニウム合金」 . Materials Management Inc. 2015年12月23日. 2016年7月31日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2016年7月25日閲覧。
  4. ^アルミニウム及びアルミニウム合金板の規格（メートル法）（報告書）. B07委員会. doi : 10.1520/b0209m-14 .
  5. ^ Alcoa 6061 データシートArchived 2006-10-20 at the Wayback Machine (pdf), accessed October 13, 2006
  6. ^アルミニウム規格およびデータ 2006 メートル法 SI、アルミニウム協会発行。
  7. ^ a b c ASTM B209
  8. ^ a b c ASTM B221
  9. ^ ASMハンドブック委員会 (1991). 「アルミニウム合金の熱処理」第4巻：熱処理(PDF) . ASM. p. 871. doi : 10.1361/asmhba0001205 (2025年7月11日非アクティブ). hdl : 11115/192 .{{cite book}}: CS1 maint: DOIは2025年7月時点で非アクティブです（リンク）
  10. ^材料特性データ: 6061-T6アルミニウム
  11. ^ 「ASM材料データシート」 。 2018年10月1日時点のオリジナルよりアーカイブ。2020年12月23日閲覧。
  12. ^ 「ASM材料データシート」 。 2018年10月22日時点のオリジナルよりアーカイブ。2010年3月21日閲覧。
  13. ^ハッチ、ジョン (1984). 「合金の微細構造」.アルミニウム：特性と物理冶金学. ASMインターナショナル. pp.  54– 104. ISBN 9780871701763。
  14. ^中井学、伊藤悟郎 (2014). 「鍛造6061アルミニウム合金の機械的特性に及ぼす微細組織の影響」 . Materials Transactions . 55 (1): 114– 119. doi : 10.2320/matertrans.ma201324 . ISSN 1345-9678 . 
  15. ^ Lee, S. H; Saito, Y; Sakai, T; Utsunomiya, H (2002-02-28). 「積層圧延接合法による6061アルミニウム合金の微細構造と機械的特性」. Materials Science and Engineering: A. 325 ( 1): 228– 235. doi : 10.1016/S0921-5093(01)01416-2 . ISSN 0921-5093 . 
  16. ^ Easton, MA; StJohn, DH (2008). 「冷却速度の影響を考慮したアルミニウム合金の結晶粒径の予測精度の向上」. Materials Science and Engineering: A. 486 ( 1–2 ) : 8–13 . doi : 10.1016/j.msea.2007.11.009 .
  17. ^ aluminum information at aircraftspruce.com、2006年10月13日アクセス
  18. ^ 6061 vs 2024 2013年1月25日アーカイブ、 archive.today . Homebuiltairplanes.com。2012年4月4日閲覧。
  19. ^アルミニウムを使ったボート作り、スティーブン・F・ポラード、1993年、 ISBN 0-07-050426-1
  20. ^ Sorokanich, Bob (2015年12月16日). 「プリムス・プラウラーは、実はクライスラーにとって最も重要なエンジニアリング実験だった」 . Road & Track . 2022年1月28日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2022年11月2日閲覧。
  21. ^ Koch, Susanne (2021年6月9日). 「自転車フレームに最適なアルミニウム合金はどれか？」 . Shapes – The Aluminium Design Knowledge Hub . 2021年10月26日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2022年9月27日閲覧。
  22. ^ EVOLUTION 9mm, 1/2-28 TPI Archived 2011-08-01 at the Wayback Machine . Advanced Armament. 2012-04-04閲覧。
  23. ^ Amphibian S .22LR : サプレッサー : AWC Systems Technology Archived 2011-10-01 at the Wayback Machine . Awcsystech.com. 2012年4月4日閲覧。
  24. ^ Bothell, Jed (2015年9月30日). 「次世代真空システム：アルミニウム」 . Atlas Technologies . 2022年1月17日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2022年9月27日閲覧。
  25. ^ “6061アルミニウム合金鍛造 | Anderson Shumaker” . www.andersonshumaker.com . 2016年1月17日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2015年10月8日閲覧。
  26. ^ 「アルミニウム合金 | ジョンソン・セントリフューガル」 johnsoncentrifugal.com 2019年8月27日. 2019年10月14日閲覧。
  27. ^ Cole, Andrew (2020年5月24日). 「AL 6061-T6アルミニウム合金の特性、引張強度および降伏強度、熱伝導率、弾性係数、等価材料」 . The World Material . 2020年8月3日閲覧。
  28. ^ 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。

アルミニウム合金テーブル

「 https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=6061_aluminium_alloy&oldid=1337003914」より取得