アルミニウム合金

アルミニウム合金（アルミニウムごうきん、）は、アルミニウムを主成分とする合金である。アルミニウムは軽いという特徴がある一方軟らかい金属であるため、銅(Cu)、マンガン(Mn)、ケイ素(Si)、マグネシウム(Mg)、亜鉛(Zn)、ニッケル(Ni)などを添加して合金にすることで強度などの特性の向上が図る。アルミニウム合金を加工する場合は大きく分けて展伸法と鋳造法が採用される。

アルミニウム合金の軽さと強度を応用した例として、航空機材料としてのジュラルミンの利用が挙げられる。ジュラルミンはAl-Zn-Mg-Cu系のアルミニウム合金である。

アルミニウム合金は高い強度を持つ反面、溶接・溶断が難しく、アルミ合金製品の用途変更に応じた改造や、修繕での溶接・溶断作業は鋼などに比べて困難である。

なお、近年ではリチウムを添加した合金も実用化されている【解説概要 17-5-7】）松澤和夫：「Al-Li系合金」、J.JILM, v62(2012年4月），pp.185-197．。

展伸用合金
一般に展伸法で利用されるアルミニウム合金には、4桁の数字からなる国際アルミニウム合金名が使用されている。日本産業規格(JIS H 4140)においても、国際アルミニウム合金名がアルミニウム合金名の一部に取り入れられ準用されている。名称としては、例えばA3003P-H12 のようにアルミをあらわすAの後に合金の種類を示す4桁の数字が続き、ハイフン以降は加工硬化や熱処理などの調質記号である。

 1000番台
 純アルミニウム 加工性、耐食性、電気伝導性、熱伝導性はよいが強度が低い
 用途：アルミ箔、化学工業タンク類、導電材･航空機
 1100 耐食性に優れているが強度が弱い為、航空機のジュラルミンに使用されている表面上の被覆機材（アルクラッド材）に使用されている
 1199 用途：電解コンデンサー
 2000番台  Al-Cu系合金 
 2011 快削アルミとして知られ、機械切削性に優れる。耐食性、対応力腐食割れ性が劣る。
 2017 熱処理系高強度アルミ合金。「ジュラルミン」として知られる。熱処理によって高強度化が可能。耐食性、対応力腐食割れ性が劣る。溶接割れ感受性が高いため溶接性が劣る。
 2024 熱処理系高強度アルミ合金。「超ジュラルミン」として知られる。熱処理によって高強度化が可能。耐食性、対応力腐食割れ性が劣る。溶接割れ感受性が高いため溶接性が劣る。
 2117 熱処理系高強度アルミ合金。耐食性、対応力腐食割れ性が改善している。熱処理によって高強度化が可能であるが、A2017、A2024ほどの高強度は得られない。溶接割れ感受性が高いため溶接性が劣る。
 2219 熱処理系高強度アルミ合金。溶接割れ感受性を低減し溶接性を改善している。熱処理によって高強度化が可能。耐食性が劣る。鋳造が不可。
 3000番台  Al-Mn系合金 加工性、耐食性、強度が良好
 用途：航空機・ビール・ジュース缶ボディ部
 3003 Mnを1.0〜1.5%加えて1100よりやや強度を上げた合金
 4000番台  Al-Si系合金 耐摩耗性が良好
 4032 鍛造ピストンなど
 4043 建築用パネルなど
 5000番台  Al-Mg系合金
 用途：船舶、車両、航空機・自動車用アルミホイール、建築用内外装、圧力容器、ビール・ジュース缶蓋部分
 5052 1100･3003より強度を持つ合金、強度･耐食性･加工性･溶接性のバランスに優れている
 5056 5052のMgの含有量を2.5%から5.0%に上げた合金、溶接性は良くない
 6000番台  Al-Mg-Si系合金 強度、耐食性が良好
 6061　Cuをわずかに含み6063よりも強度が高い 用途：ヨーヨーなど
 6063 用途：建築用サッシなど
 7000番台  Al-Zn-Mg系合金・Al-Zn-Mg-Cu系合金 高強度材でありCu系はアルミ合金中の最高強度である
 7068 7075より強度が高い 用途：航空機、登山用具など
 7075 超々ジュラルミン 用途：航空機など
 7204（旧7N01） 鉄道車両用構造材など（アルミニウム合金製の鉄道車両）
 8000番台  それ以外の合金。

8006
8009
8011
8014
8019
8025
8030
8090
8091
8093
8176

+アルミニウム合金の成分表合金番号化学成分(wt%)ケイ素鉄銅マンガンマグネシウムクロム亜鉛チタンその他アルミ1050 0.25以下 0.40以下 0.05以下 0.05以下 0.05以下 - 0.05以下 0.03以下 V 0.05以下 99.50以上1060 0.25以下 0.35以下 0.05以下 0.03以下 0.03以下 - 0.05以下 0.03以下 V 0.05以下 99.60以上1070 0.20以下 0.25以下 0.040以下 0.030以下 0.030以下 - 0.040以下 0.030以下 V 0.050以下その他 0.030以下99.70以上1080 0.15以下 0.15以下 0.03以下 0.02以下 0.02以下 0.03以下 - 0.03以下 - 99.80以上1100 Si+Fe 0.95以下 0.05-0.20 0.05以下 - 0.10以下 - - - 99.00以上1145 Si+Fe 残り 0.05 0.05 0.05 - 0.05 0.03 - 99.451199 0.0060以下0.0060以下0.0060以下0.0020以下0.0060以下- 0.0060以下0.0020以下V 0.0050以下Ga 0.0050以下その他 0.0020以下99.99以上1200 Si+Fe 1以下0.050以下- 0.0060以下- 0.10以下0.050以下その他 0.15以下99.0以上2011 0.40以下 0.7以下 5.0-6.0 - - - 0.30以下 - Bi 0.20-0.6Pb 0.20-0.6 残り2014 0.50-1.2 0.7以下 3.9-5.0 0.40-1.2 0.20-0.8 0.10以下 0.25以下 0.15以下 - 残り2017 0.20-0.8 0.7以下 3.5-4.5 0.40-1.0 0.40-0.8 0.10以下 0.25以下 0.15以下 - 残り2024 0.50以下 0.50以下 3.8-4.9 0.30-0.9 1.2-1.8 0.10以下 0.25以下 0.15以下 - 残り2117 0.20-0.8 0.7以下 2.5以下 -0.3以下 0.10以下 0.25以下 0.15以下 - 残り2219 0.20以下 0.3以下 5.8-6.8 0.20-0.400.02以下  - 0.10以下 0.02-0.10 V 0.05-0.15Zr 0.10-0.25 残り3003 --- 1.0~1.5 -- - - - 残り3004 0.30以下 0.7以下 0.25以下 1.0-1.5 0.8-1.3 - 0.25以下 - - 残り5005 0.30以下 0.7以下 0.20以下 0.20以下 0.50-1.1 0.10以下 0.25以下 - - 残り5052 0.25以下 0.40以下 0.10以下 0.10以下 2.5以下 0.25以下 0.10以下 0.03以下 0.05以下(計0.15以下) 残り5056 ----5.0以下 0.25以下 --- 残り5086 0.40以下 0.50以下 0.10以下 0.20-0.7 3.5-4.5 0.05-0.25 0.25以下 0.15以下 - 残り5652 0.4以下0.4以下0.04以下0.01以下2.2-2.80.15-0.350.1以下-0.15以下残り6063 0.20-0.6 0.35以下 0.10以下 0.10以下 0.45-0.9 0.10以下 0.10以下 0.10以下 - 残り7075 0.40以下 0.50以下 1.2-2.0 0.30以下 2.1-2.9 0.18-0.28 5.1-6.1 0.20以下 - 残り7204 0.30以下 0.35以下 0.20以下 0.20-0.7 1.0-2.0 0.30以下 4.0-5.0 0.20以下 V 0.10以下Zr 0.25以下 残り
Vはバナジウム、Zrはジルコニウム、Pbは鉛、Biはビスマス、Gaはガリウム

 鋳造用合金 
AC・・が鋳物用、ADC・・がダイカスト用、AJ・・が軸受鋳物用となる。
 AC1C,AC1B - Al-Cu系
 AC2A,AC2B - Al-Cu-Si系
 AC3A      - Al-Si系
 AC4A,AC4C - Al-Si-Mg系
 AC4B      - Al-Si-Cu系
 AC4D      - Al-Si-Cu-Mg系
 AC5A      - Al-Cu-Ni-Mg系
 AC7A      - Al-Mg系
 AC8A,AC8B - Al-Si-Cu-Ni-Mg系
 AC9A,AC9B - Al-Si-Cu-Mg系
 ADC1 - Al-Si系
 ADC3 - Al-Si-Mg系
 ADC5 - Al-Mg系
 ADC6 - Al-Mg-Mn系
 ADC10,ADC12 - Al-Si-Cu系
 ADC14 - Al-Si-Cu-Mg系

 ろう材 
アルミニウム合金のろう材は、単体のほか、心材となる合金の片面もしくは両面に融点の低い合金を張り合わせたクラッド材としても供給される。

 強化方法 
純アルミニウムは極めて柔らかく、完全焼きなまし状態での強度は約50N/mm2であるが、加工硬化、固溶硬化および析出硬化によって適当な硬さにすることができる。

 調質記号 
日本産業規格（JIS）JIS H 0001「アルミニウム，マグネシウム及びそれらの合金−質別記号」に規定されている。によって、アルミニウム合金の展伸材及び鋳物の質別について規定されている。
 F - 製造のままのもの
 O - 焼きなましたもの
 H - 加工硬化したもの
 H1 - 加工硬化だけのもの
 H2 - 加工硬化後適度に軟化熱処理したもの
 H3 - 加工硬化後安定化処理したもの
 H4 - 加工硬化後塗装したもの
 W - 溶体化処理したもの
 T - 熱処理によってF・O・H以外の安定な質別にしたもの
 T1 - 高温加工から冷却後、自然時効させたもの
 T2 - 高温加工から冷却後、冷間加工を行い、さらに自然時効させたもの
 T3 - 溶体化処理後、冷間加工を行い、さらに自然時効させたもの
 T4 - 溶体化処理後、自然時効させたもの
 T5 - 高温加工から冷却後、人工時効したもの
 T6 - 溶体化処理後、人工時効したもの
 T7 - 溶体化処理後、安定化処理したもの
 T8 - 溶体化処理後、冷間加工し、さらに人工時効したもの（T3を人工時効硬したもの）
 T9 - 溶体化処理後、人工時効し、さらに冷間加工したもの（T6を冷間加工したもの）
 T10 - 高温加工から冷却後、冷間加工を行い、さらに人工時効したもの

 脚注 

 参考文献 
 門間改三『機械材料』SI単位版,実教,1993年,ISBN 978-4-407-02328-2

 関連項目 

 GPゾーン
 時効 (金属)
 クラッド鋼

こうきん
*