5083 5056 6003 6001 合金アルミニウムシート
5083、5056、6003、6001 アルミニウム シートのいずれかを選択する場合、データシートの比較だけが重要になることはほとんどありません。実際のプロジェクトでは、決定は腐食リスク、成形挙動、溶接戦略、疲労寿命、表面外観、さらには下流のコーティングや陽極酸化処理の間の交渉によって決まります。これらの合金を並べて見ると、特に焼き質、微細構造、環境を一緒に考慮すると、非常に異なる工学上の問題を解決する 4 つの異なる個性が明らかになります。
4 つの合金、2 つのファミリー: 5xxx 対 6xxx
4 つの指定はすべて、次の 2 つの主要な冶金ファミリーに分類されます。
- 5083 および 5056 は、Mg ベースの非熱処理 5xxx シリーズ合金です。その強度はアルミニウム中のマグネシウムの固溶強化によって生じ、冷間加工によってさらに強化されます。
この基本的な違いにより、溶接挙動、高温に対する反応、塗装焼き付け硬化の可能性、応力腐食傾向など、性能のコントラストの多くが説明されます。
5083 アルミニウム シート: 構造的な野心を備えた海洋の主力製品
5xxx ファミリの中で、5083 は、特に海水、塩水噴霧、または攻撃的な産業雰囲気が避けられない厳しい環境向けに設計された高マグネシウム、高強度のシート合金として認識されています。
5083 の一般的な化学組成範囲 (質量パーセント、参考値):
- マグネシウム：約4.0～4.9
- マンガン：約0.4～1.0
- クロム：約0.05～0.25
- 鉄 + シリコン: 通常、それぞれ約 0.4 未満
- 銅: 耐食性を保護するために通常約 0.1 未満
- 残り: アルミニウムと微量元素
5083 はマグネシウム含有量が高いため、熱処理を行わなくても構造上の機能が得られます。 H116 または H321 焼き戻しでは、5083 シートは、海洋および塩化物環境における応力腐食割れに対する優れた耐性と併せて、高い降伏強度を示します。クロムとマンガンは粒子構造を微細化し、時間の経過とともに腐食挙動を安定させます。
加工の観点から、5083 は溶接されるように設計されています。 MIG または TIG による溶融溶接では、局部焼きなましにより母材よりも若干柔らかい接合部が得られますが、十分な強度と耐食性を保持しています。これは、船体、甲板構造、LNG タンク、車体、耐圧冷蔵倉庫ユニットにとって非常に重要です。
5083 の強度は析出物ではなく冷間加工に依存するため、約 65 ～ 70 °C を超える高温に長時間さらされると、歪み硬化がゆっくりと緩和され、強度が低下する可能性があります。このため、極低温タンクや海洋構造物には最適ですが、長時間の高温での使用にはあまり適していません。
5083 シートがデフォルトの選択となる傾向があるアプリケーションは次のとおりです。
- 海洋船体のメッキ、上部構造および甲板
- オフショアプラットフォームコンポーネントとスプラッシュゾーン構造
- LNG・低温貯蔵タンク
- 高強度、耐食性に優れた車体およびセミトレーラー
設計者が海水の中でも生息でき、数十年にわたる繰り返し荷重や溶接に耐えられる構造シートを求めている場合、5083 はよく知られ、十分に特徴付けられたソリューションを提供します。
5056 アルミニウム シート: 腐食が重要な接合および留め具のスペシャリスト
5056 は化学的には 5083 に近いですが、独自の最適化が施されています。これは伝統的に、腐食環境におけるリベット、ファスナー、ワイヤー、特にマグネシウムに富む合金やアルミニウム - マグネシウム構造の接合に対する厳しいニーズに応えるために開発されてきました。
5056 の参照化学組成 (質量パーセント、代表値):
- マグネシウム：約4.5～5.6
- マンガン：最大約0.3
- クロム：最大約0.3
- 鉄 + シリコン: 一般に低く、通常は約 0.4 未満
- 銅: 非常に低く、多くの場合約 0.1 未満
- 残り: アルミニウムと微量元素
5083 と比較してわずかに高いマグネシウム範囲により、重度の冷間加工焼き戻しで達成可能な強度が向上します。これは、設定力や長期疲労に耐える必要があるリベット ワイヤーや機械的接合要素に特に役立ちます。
シートとしては、5056 はニッチではありますが、非常に価値のある素材です。ガルバニック関係、リベットの腐食、または接合部の寿命が設計範囲の大半を占める場合に好まれます。たとえば、ファスナーとシート合金の不一致により局所的な孔食が発生する可能性がある海洋および航空機用途では、5056 は周囲の 5xxx 合金および一部のマグネシウム合金とのより互換性のある耐食性の接合材料を提供します。
シート形式でのその役割は次のとおりです。
- 2xxx または 7xxx 構造合金と組み合わせた耐食性クラッドまたはライナー シート
- ベースシートと接合要素の両方がシステムとして調整された特殊な海洋パネル
- 強力な腐食性能を維持しながら、後の冷間加工（深絞り、複雑な曲げ）が予想されるコンポーネント
5083 と比較すると、5056 は主要な構造プレートとしてはあまり目立たないものの、接合、適合性、ガルバニックバランスが主な設計要因となる補完的な材料としてより重要です。
6003 アルミニウム シート: 建築および自動車トリムにおける隠れたパフォーマー
6xxx ファミリに移行すると、設計哲学が変わります。ここでは、制御された溶体化熱処理と時効により、Mg と Si のバランスがとれ、強化相 Mg2Si が形成されます。
6003 はあまり知られていませんが、技術的に興味深いバリエーションで、良好な押出性、適度な強度、優れた表面仕上げを実現するように調整されています。押出成形品の方がよく知られていますが、シート製品は次のような場合に使用されることが増えています。
- 陽極酸化の外観は重要です
- 中程度の強度は許容可能です
- 成形性と曲げ性は、薄いゲージでも堅牢性を維持する必要があります
典型的な 6003 の化学的性質 (質量パーセント、参考値):
- マグネシウム：約0.4～0.7
- シリコン：約0.5～1.0
- マンガン：0.5程度まで
- 鉄: 通常約 0.35 未満
- 銅: 通常は非常に低く、多くの場合約 0.1 未満です
- クロムおよびその他の修飾子: 必要に応じて少量の追加
- 残り: アルミニウムと微量元素
適度な Mg および Si レベルと低銅の組み合わせにより、6003 は良好な耐食性ときれいな陽極酸化仕上げを維持できます。 T5 または T6 焼き戻しでは、6003 シートは、プレス ブレーキ操作で確実に成形しながら、6060 などの標準建築用合金を適切に上回る降伏強度を達成できます。
加工の観点から見ると、6003 は熱処理可能な種類に属しているため、強度を調整できます。溶体化処理とそれに続く人工時効により、微細な Mg₂Si 析出構造が生成され、より高い硬度と降伏強度が得られます。塗装焼き付けプロセスでは、自動車パネルは部分的に時効焼戻しされた状態で供給され、その後、顧客の塗装焼き付け中に最終特性に到達する場合があります。
6003 シートの一般的な応用分野は次のとおりです。
- 陽極酸化処理の色の一貫性が重要な建築用外装パネル
- 同じ合金族の押出成形品とともに使用されるドアおよび窓枠シート部品
- 塗装焼き付け硬化のメリットを享受できる自動車外装トリムおよび内装構造パネル
- 表面仕上げ、適度な強度、成形性のバランスが求められる軽量構造部品
本質的に、6003 シートは美観を重視したデザインと強度を重視したデザインの間のスペースを埋め、外観と機械的性能を融合させています。
6001 アルミニウム シート: 6xxx シート ファミリの構造的意図
6003 が表面と成形性に関して調整されている場合、6001 は同じ合金ファミリー内でより構造的に傾いています。これは、特に特定の加工上の利点や特定の焼き戻し応答が求められるシートや押出成形品において、より広く知られている 6061 に代わる中程度の強度で溶接性の良い代替品として位置付けられることがよくあります。
6001 の代表的な化学反応 (質量パーセント、代表値):
- マグネシウム：約0.6～1.0
- シリコン：約0.7～1.3
- マンガン：0.5程度まで
- 鉄：通常約0.4未満
- 銅: 一般に低く、多くの場合約 0.15 未満
- クロムおよびその他の元素: 制御された少量の添加
- 残り: アルミニウムと微量元素
6003 と比較して、6001 は一般に、Mg および Si レベルを通じてわずかに高い強度ウィンドウをターゲットにしており、耐荷重フレームや構造サブコンポーネントに適しています。 T6 焼き戻しでは、6001 シートは良好な靭性と溶接挙動を維持しながら、より高い降伏強度と引張強度に達します。
熱処理が再び中心となります。 Mg₂Si ソルバス全体での溶体化熱処理とそれに続く急速急冷および時効により、次の要因となる緻密で微細な析出物構造が生成されます。
- 高い降伏強度と剛性
- 構造部材の優れた耐疲労性
- ペイントとベイクのサイクルに対する予測可能な応答
6001 シートは、システム思考でよく選択されます。車両フレーム、トレーラー、建築構造物、産業用プラットフォームの 6001 または 6xxx 押出成形品と自然に組み合わせられます。溶接の際、熱影響部は T6 母材と比較して軟化しますが、これは 6xxx 合金の基本的な特性ですが、適切な接合設計により全体の構造能力は適切なままであることがよくあります。
6001 シートが特に価値のある用途は次のとおりです。
- 車両または鉄道車両の車体の軽量構造パネル
- 耐荷重建築要素とトラスコンポーネント
- 耐食性と中強度から高強度が必要な産業用プラットフォーム、歩道、機械フレーム
- 一貫した溶接性と機械的動作を実現するために、シートと押出材が同じ合金を共有する統合システム
どの合金が「最良」であるかを尋ねるよりも、どのようなシステムを設計しているかを尋ねる方がより生産的です。
海水が主な構造物や極低温タンクの場合は、固溶 Mg 強化と応力腐食割れに対する固有の耐性を備えた非熱処理 5xxx 合金が優先されます。ここで、5083 は構造上の主力であり、5056 は耐食性ファスナー、リベット、クラッディングのスペシャリストとしてそれを補完します。
自動車のボディパネル、建築のファサード、洗練された内部構造など、表面仕上げ、塗装焼き付けの反応、および制御された経年変化が重要な場合には、6xxx ファミリが参入します。 6003 は、外観と適度な強度の調和されたバランスを提供します。 6001 は、6xxx の特徴である溶接性と析出硬化の柔軟性を維持しながら、より高い構造性能を目指します。
本当の違いは、質質の選択、製造ルート、サービス環境を統合するときに現れます。
- 5xxx シート (5083、5056) は、冷間加工により強度が増し、長時間の加熱により強度が徐々に低下し、塩化物が豊富な用途に優れています。
- 6xxx シート (6003、6001) は熱処理により強度が増し、溶接部が柔らかくなり、塗装、陽極酸化、塗装焼き付けプロセスとの優れた相乗効果を発揮します。
この観点から見ると、5083、5056、6003、および 6001 は競合他社ではなく、連携ツールです。最適な選択とは、単に最大強度や耐食性の問題ではなく、圧延機から成形、溶接を経て数十年にわたる使用に至るまで、冶金学的メカニズムをコンポーネントの実際の寿命に適合させることです。
https://www.al-alloy.com/a/5083-5056-6003-6001-alloy-aluminum-sheet.html
