アルミニウムは世界で最も豊富な金属で、地殻の8％を占める3番目にありふれた元素であります。

アルミニウムの生産

アルミニウムはボーキサイトという鉱物を原料としています。 ボーキサイトはバイエルプロセスによって酸化アルミニウム（アルミナ）に変換されます。

アルミニウムの年間需要

世界全体のアルミニウムの需要は、年間約2,900万トンです。 約2,200万トンが新しいアルミニウムで、700万トンがリサイクルされたアルミニウムのスクラップです。 再生アルミニウムの使用は、経済的にも環境的にも説得力があります。 新品のアルミニウム1トンを生産するには、14,000kWhが必要です。 一方、1トンのアルミニウムを再溶解してリサイクルするのに必要な電力は、そのわずか5％です。

アルミニウムの用途

純アルミニウムは柔らかく、延性があり、耐腐食性があり、高い電気伝導性を持っています。 箔や導体ケーブルに広く使用されていますが、他の用途に必要な高い強度を得るには、他の元素との合金が必要です。

強度、軽量性、耐食性、リサイクル性、成形性などの有利な特性をさまざまに組み合わせることにより、アルミニウムはますます多くの用途で使用されるようになっています。

Alloy Designations

アルミニウムは、銅、亜鉛、マグネシウム、シリコン、マンガン、リチウムと最もよく合金にされます。 クロム、チタン、ジルコニウム、鉛、ビスマス、ニッケルも少量添加され、鉄は常に少量存在します。

300以上の鍛造合金があり、そのうち50が一般的に使用されています。 これらは通常、米国で生まれ、現在普遍的に受け入れられている4桁のシステムによって識別されます。 表1は錬合金のためのシステムを記述しています。 鋳造合金は同様の名称を持ち、5桁のシステムを使用します。

Table 1. 鍛造アルミニウム合金の呼称。

1XXX と指定された非合金の鍛造アルミニウム合金のため。 最後の2桁は金属の純度を表します。 これらは、アルミニウムの純度を0.01%単位で表す場合の小数点以下の2桁に相当します。 2桁目は、不純物規制の変更を示す。 2桁目が0の場合、それは自然不純物限界を有する非合金アルミニウムを示し、1から9は個々の不純物または合金元素を示します。

2XXXから8XXXグループの場合、最後の2桁はグループ内の異なるアルミニウム合金を識別します。 2桁目は合金の変更を示します。

アルミニウムの物理的性質

アルミニウムは、鉄や銅の約3分の1の密度を持っており、商業的に利用可能な金属の中で最も軽いものの一つとなっています。 その結果、重量に対する強度が高く、特に輸送産業において、積載量の増加や燃料の節約を可能にする重要な構造材料となっています。 しかし、マンガン、シリコン、銅、マグネシウムなどの合金元素を加えることで、アルミニウムの強度特性を高め、特定の用途に合わせた特性を持つ合金を作ることができます。 アルミニウムは低温環境に適しており、温度が下がると靭性を保ったまま引張強度が増すという点で鋼よりも有利です。 一方、鋼は低温でもろくなります。

アルミニウムの耐食性

空気に触れると、アルミニウムの表面にはほとんど瞬時に酸化アルミニウムの層が形成されます。 この層は優れた耐腐食性を持っています。 ほとんどの酸にはかなり耐性がありますが、アルカリにはあまり耐性がありません。

アルミニウムの熱伝導率

アルミニウムの熱伝導率は、鋼鉄の約3倍です。 このため、アルミニウムは熱交換器などの冷却と加熱の両方の用途で重要な材料となっています。

アルミニウムの電気伝導率

銅と並んで、アルミニウムは電気伝導体として使用できるほど高い電気伝導率を有しています。 一般的に使用されている導電性合金（1350）の導電率は、焼きなまし銅の62％程度ですが、重量は3分の1であるため、同じ重量の銅と比較すると2倍の電気を伝えることができます。 可視光線の反射率は約80%で、照明器具に広く使われています。 同じ反射率という特性から、アルミは夏の太陽光を防ぎ、冬の熱損失を防ぐ断熱材としても理想的です

表2. アルミニウムの特性

値

2.69

2.6898

アルミニウムの機械特性

アルミニウムは破損せずに激しく変形することが可能です。 このため、アルミニウムは圧延、押出、引抜、機械加工、およびその他の機械加工によって成形することができます。

合金化、冷間加工、熱処理はすべて、アルミニウムの特性を調整するために利用できます。

純アルミニウムの引張強さは約90MPaですが、いくつかの熱処理可能な合金では690MPa以上まで高めることができます。

アルミニウム規格

旧BS1470規格に代わって9種類のEN規格が制定されています。 EN規格は表4に示されています。 アルミニウムのEN規格

範囲

EN485-12

旧規格とEN規格は異なっています。 BS1470では、以下の点が異なります。

• 化学組成 – 変更なし。
• Alloy numbering system – unchanged.
• Temper designation for heat treatable alloys now cover a wider range of special tempers.熱処理合金の温度表記は、より広い範囲の特殊温度をカバーします。 Tの後に4桁までの数字が非標準的なアプリケーションのために導入されました（例：T6151）
• Temper designation for non heat treatable alloys – existing tempers are unchanged but tempers are more comprehensively defined in terms of how they are created.
• Temper designations for non-heat treatable alloys – unchanged. 軟質（O）調質は現在H111で、中間調質H112が導入されました。 合金5251の場合、調質はH32/H34/H36/H38（H22/H24などと同等）として表示されるようになった。 H19/H22 & H24は現在別々に表示されています。
• Mechanical properties – remain similar to previous figures.機械的特性は以前の数値と同様です。

アルミニウムの熱処理

アルミニウム合金には様々な熱処理を施すことができます：

• 均質化 – 鋳造後の加熱により偏析を除去することです。
• 焼鈍-加工硬化合金（1XXX、3XXXおよび5XXX）を軟化させるために冷間加工後に使用。
• 析出または時効硬化（合金2XXX、6XXXおよび7XXX）
• 析出硬化合金の時効の前に溶液熱処理する。
• コーティングの硬化のための熱処理
• 熱処理の後、呼称番号に接尾辞が付きます。
• 接尾辞Fは「加工されたまま」を意味します。
• Oは「焼鈍した鍛造製品」を意味します。
• Tは「熱処理」をしたことを意味します。
• W は「固溶化熱処理」を意味します。
• H は「冷間加工」または「ひずみ硬化」した非熱処理合金を意味します。

非熱処理合金は3XXX、4XXX、5XXXグループの合金です。

表5.非熱処理合金は、「冷間加工」または「ひずみ硬化」した非熱処理合金を意味します。

高温成形から冷却し、人工的に時効処理したものです。

アルミニウムの加工硬化

非熱処理合金は冷間加工によってその特性を調整することができます。

これらの調整された特性は、冷間加工の程度と、加工後に焼鈍または安定化熱処理を行うかどうかに依存します。

これらの処理を表す名称は、文字、O、FまたはHに一つ以上の番号を付けて使用されます。 表6に示すように、最初の数字は加工状態を、2番目の数字は焼戻しの程度を意味します。 非熱処理可能な合金の名称

1/4-

表7. 厚板の調質記号

特殊な耐食性を持っている。

Disclaimer

This Data is indicative only and not see as the full specification from which is drawn from the Netherlands. 特に機械的特性は、調質、製品および製品寸法によって大きく異なります。 本情報は当社の現在の知見に基づくものであり、誠意をもって提供されるものです。

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この情報は、Aalco – 鉄鋼および非鉄金属ストッキストの提供する資料を出典、レビュー、翻案したものです。

引用

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