Astm標準マリングレードアルミニウムシート
12/05 2025
ASTM 標準の船舶グレードのアルミニウム シートは、造船、海洋プラットフォーム、海洋構造物、沿岸用途に高い耐食性、優れた溶接性、最適な強度重量比を提供します。 5083、5086、5456、5052 などの一般的な合金が用意されており、ASTM B928/B928M および B209 規格に適合し、海水や過酷な海洋環境において信頼できる性能を保証します。
ASTM 標準の海洋グレードのアルミニウム シートは、海洋および沿岸環境での使用向けに特別に設計され、認定されています。汎用アルミニウムシートと比較して、船舶用グレードの材料は以下の点で最適化されています。
- 海水耐食性の向上
- 船体および上部構造設計のための高い強度対重量比
- 優れた溶接性（特にMIG/TIG溶接）
- 動的な波の状況における耐疲労性と衝撃靱性
- 主要な海洋分類および ASTM 規格への準拠
これらのシートは通常、合金ファミリー 5000 (Al-Mg) および 6000 (Al-Mg-Si) で提供されますが、直接海水にさらされる場合は 5000 シリーズが主な選択肢です。
2. 関連する ASTM 規格
2.1 船舶用アルミニウム板の一次規格
| ASTM規格 | タイトル/範囲 | 海洋利用との関連性 |
|---|
| ASTM B928 / B928M | 海洋サービスおよび同様の環境向けの高マグネシウムアルミニウム合金板およびプレートの標準仕様 | SCC リスクの低い 5xxx 船舶用合金の主な規格 |
| ASTM B209 / B209M | アルミニウムおよびアルミニウム合金板および板の標準仕様 | 5xxx および 6xxx 合金を含む一般仕様 - 海洋分類規則でよく参照されます。 |
| ASTM B928 付属書 | 微細構造と剥離腐食に関する追加要件 | 長期的な耐食性能を確保するために重要 |
多くの船級協会 (DNV、ABS、LR、BV など) は、独自の規則でこれらの ASTM 規格を相互参照しています。
3. ASTMシート用海洋合金
多くの合金が存在しますが、主要な海洋グレードは次のとおりです。
- 5083– 高強度、優れた耐海水性、船体および甲板
- 5086– 高強度、良好な靭性、非常に良好な溶接性、船体、サイドシェル、デッキ
- 5456– 5083/5086 よりも高い強度。通常、大きな応力がかかる構造で使用されます
- 5052– 優れた耐食性、適度な強度。内部パネル、継手、ハウジングに使用
- 6061(一部の用途) – 高強度 6xxx、主に海水に常時浸漬されない構造コンポーネントに使用
3.1 代表的な機械的特性 (室温)
代表的な値 - 設計には実際の工場証明書を参照する必要があります
| 合金 | 気性 | 厚み範囲(mm) | 引張強さRm(MPa) | 降伏強さ Rp0.2 (MPa) | 伸び(A50、%) |
|---|
| 5083 | H116 | 3.0～25 | 305 – 345 | ≥ 215 | ≥ 10 – 12 |
| 5083 | H321 | 3.0～50 | 275 – 330 | ≥ 215 | ≥ 10 – 12 |
| 5086 | H116 | 3.0～25 | 275 – 315 | ≥ 205 | ≥ 10 – 12 |
| 5086 | H116 | 25～50 | 260 – 300 | ≥ 200 | ≥ 10 |
| 5456 | H116 | 3.0～25 | 330 – 370 | ≥ 240 | ≥ 10 |
| 5052 | H32 | 1.0～6 | 215 – 265 | ≥ 160 | ≥ 7 – 10 |
4. 化学組成（代表範囲）
以下は、海洋コア合金の典型的な ASTM 組成制限 (質量 %) です。
4.1 アロイ 5083
| 要素 | 最小 (%) | 最大(%) |
|---|
| マグネシウム | 4.0 | 4.9 |
| ん | 0.4 | 1.0 |
| Cr | 0.05 | 0.25 |
| そして | – | 0.40 |
| 鉄 | – | 0.40 |
| 銅 | – | 0.10 |
| 亜鉛 | – | 0.25 |
| の | – | 0.15 |
| その他（それぞれ） | – | 0.05 |
| その他（合計） | – | 0.15 |
| アル（余り） | – | バランス |
4.2 アロイ 5086
| 要素 | 最小 (%) | 最大(%) |
|---|
| マグネシウム | 3.5 | 4.5 |
| ん | 0.20 | 0.70 |
| Cr | 0.05 | 0.25 |
| そして | – | 0.40 |
| 鉄 | – | 0.50 |
| 銅 | – | 0.10 |
| 亜鉛 | – | 0.25 |
| の | – | 0.15 |
| その他（それぞれ） | – | 0.05 |
| その他（合計） | – | 0.15 |
| アル（余り） | – | バランス |
4.3 アロイ 5456
| 要素 | 最小 (%) | 最大(%) |
|---|
| マグネシウム | 4.7 | 5.5 |
| ん | 0.5 | 1.0 |
| Cr | 0.05 | 0.20 |
| そして | – | 0.25 |
| 鉄 | – | 0.40 |
| 銅 | – | 0.10 |
| 亜鉛 | 0.25 | 0.50 |
| の | – | 0.20 |
| その他（それぞれ） | – | 0.05 |
| その他（合計） | – | 0.15 |
| アル（余り） | – | バランス |
4.4 アロイ 5052
| 要素 | 最小 (%) | 最大(%) |
|---|
| マグネシウム | 2.2 | 2.8 |
| Cr | 0.15 | 0.35 |
| そして | – | 0.25 |
| 鉄 | – | 0.40 |
| 銅 | – | 0.10 |
| ん | – | 0.10 |
| 亜鉛 | – | 0.10 |
| の | – | 0.03 |
| その他（それぞれ） | – | 0.03 |
| その他（合計） | – | 0.10 |
| アル（余り） | – | バランス |
5. 機能とパフォーマンスの利点
5.1 製品の主な特長
| 特徴 | 説明/利点 |
|---|
| 高い耐食性 | 継続的に海水やスプラッシュゾーンにさらされるように最適化されています。 ASTM B928に準拠して製造された場合、孔食、隙間、剥離腐食に耐性があります。 |
| 低密度かつ高強度 | ~2.66 ～ 2.70 g/cm3 の密度と、重量が重要な設計 (船舶、高速船) に適した機械的特性を備えています。 |
| 優れた溶接性 | 一般的な海洋溶加材 (ER5183、ER5356 など) を使用した MIG/TIG プロセスと互換性があります。 |
| 優れた疲労性能 | 船底、サイドシェル、デッキ、周期的波荷重ゾーンにとって重要 |
| 非磁性、非火花性 | 海軍、海洋、特殊な取り扱い環境での利点 |
| 良好な成形性と機械加工性 | 船体の曲率、補強材、隔壁、構造プロファイルに合わせて容易に成形可能 |
| 火災の挙動 | 炎は伝播しません。酸化物層を形成します。海洋規則に従って耐火性が必要な場合に一般的に使用されます（適切な断熱材を使用） |
| 長寿命&低メンテナンス | 炭素鋼船体と比較して再塗装や修理の頻度が軽減されます。 |
5.2 表面と仕上げのオプション
| 表面状態 | 説明 | 一般的な使用方法 |
|---|
| ミル仕上げ | 圧延のままの軽圧延ライン | 内部構造、溶接パネル |
| ブラッシュド / グランド | 機械仕上げ | 目に見える構造部品、内装 |
| 陽極酸化処理 (使用箇所) | 酸化膜を厚くして腐食性と美観を強化 | 上部構造、露出プレート (主に非浸漬ゾーンの 5xxx) |
| 塗装/コーティング | ISO/IMO ガイドラインに準拠した船舶用塗料システム | 船体、甲板、舷側、海洋構造物 |
6. 代表的な用途
6.1 造船および造船
| 船のエリア/コンポーネント | 代表的な合金 | 備考 |
|---|
| 船底と側殻 | 5083-H116、5086-H116 | 常時海水にさらされる主要構造部品 |
| デッキとプラットフォーム | 5083-H321、5086-H116 | 強度に加え、塗装後の耐滑性も良好 |
| 隔壁（防水および非防水） | 5083、5052 | 平板、強化パネルとして使用 |
| 上部構造物と操舵室 | 5083、5052、6061 | 軽量化により安定性とスピードが向上 |
| 床、内張り、家具 | 5052-H32 | 軽量で耐腐食性のある内装部品 |
| スロープとドア | 5083、5086 | 耐疲労性が必要な高負荷領域 |
6.2 海洋、沿岸および港湾インフラストラクチャー
| 応用 | 代表的な合金 | 注意事項 |
|---|
| 海上プラットフォーム（歩道、ヘリデッキ、居住区） | 5083、5086 | 軽量化と設置の容易さ |
| タラップと連絡橋 | 5083、6061 | Al合金により自重と腐食のリスクが軽減されます |
| 港とフェリーターミナル | 5083、5052 | 塩分雰囲気および飛沫ゾーンでのサービス |
| フェンダーパネルと保護クラッディング | 5083 | 露出した水しぶきに対する高い耐食性 |
6.3 その他の海洋および沿岸用途
| セグメント | コンポーネントの例 |
|---|
| 水産養殖と養魚場 | ケージ、フレーム、作業船構造物 |
| ヨットとレジャーボート | 船体メッキ、デッキ、キャビン |
| 船舶用機器ハウジング | ポンプ筐体、コントロールボックス |
| 沿岸地域の輸送とトレーラー | ボートトレーラー、タンカー、貨物本体 |
7. 調質指定と条件
船舶用シートは、適切な機械的特性と応力腐食耐性を確保するために、特定の焼き戻しで供給されます。
| 気性 | 適用合金 | 説明 | 一般的な使用方法 |
|---|
| ○ | 5xxx、6xxx | 焼きなまし済み、強度は最低、延性は最大 | 深絞り、重成形 |
| H111 | 5xxx | わずかにひずみ硬化 | 一般構造板 |
| H116 | 5xxx | 特別にひずみ硬化され、制御された機械的耐性と SCC 耐性 | 船体メッキ、高荷重プレート |
| H321 | 5xxx | ひずみ硬化および熱安定化 | デッキ、ボトム、サイドシェル |
| H32/H34 | 5052 | 半分から 3/4 の硬さのひずみ硬化 | 成形および溶接されたコンポーネント |
| フロート | 6xxx | 溶液熱処理および人工時効処理 | 非浸漬構造コンポーネント |
重要な船体コンポーネントの場合は、ASTM B928 に準拠した H116 および H321 の焼き戻しが一般的に好まれます。
8. 技術仕様
8.1 サイズ範囲と寸法許容差
利用可能な特定のサイズは工場の能力によって異なりますが、一般的な生産範囲は次のとおりです。
| パラメータ | 代表的な範囲 |
|---|
| 厚み（シート） | 1.0～6.0mm |
| 厚み（板） | >6.0 – 50 mm以上 |
| 幅 | 1000 – 2500 mm (カスタム最大 ~3000) |
| 長さ | 2000 – 12000 mm (ご要望に応じてカスタム) |
8.2 寸法許容差 (参考値)
値は規格と厚さによって異なります。常にサプライヤーのデータを参照してください。
| 厚さ(mm) | 厚み許容差（±mm） | 平面度 (mm/m、代表値) |
|---|
| 1.0～3.0 | 0.05～0.10 | ≤ 3.0 |
| 3.0 – 6.0 | 0.08～0.15 | ≤ 3.0 |
| 6.0 – 12 | 0.20～0.30 | ≤ 2.5 |
| 12～25日 | 0.25～0.40 | ≤ 2.0 |
9. 物理的および熱的性質
9.1 代表的な物性
| 財産 | 5xxx 海洋合金 (約) |
|---|
| 密度 | 2.66 – 2.70 g/cm3 |
| 融解範囲 | 570～640℃ |
| 弾性率E | ～70GPa |
| ポアソン比ν | ~0.33 |
| 熱膨張係数 (20 ～ 100 °C) | ~23–25 × 10⁻⁶ /K |
| 電気伝導率 | ~28 ～ 32% IACS |
| 熱伝導率 | 110～130W/m・K |
10. 溶接、製作、接合
10.1 溶接性
| 側面 | 注意事項 |
|---|
| 溶接工程 | GMAW（MIG）、GTAW（TIG）、摩擦撹拌接合（FSW）がよく使われます |
| 一般的なフィラーワイヤー | ER5183、ER5356 (互換性のある Mg レベルと腐食挙動) |
| 予熱要件 | 通常は必要ありません。一貫性を保つためにパス間温度を制限する |
| 溶接後の熱処理 | 通常、5xxx には適用されません。主に冷間加工による機械的特性 |
10.2 成形と曲げ
| 財産 | 5083 / 5086 | 5052 |
|---|
| 曲げ性 | O/H111/H321で良い | O/H32に優れています |
| 最小曲げ半径* | 1 – 3 × t (方向と気性によって異なります) | 0.5～2×t |
* t = 厚さ;正確な値は合金、焼き戻し、圧延方向によって異なります。
11. 耐食性と寿命
ASTM B928 に基づく船舶グレードのアルミニウム シートは、以下を軽減するように設計されています。
- 海水中での全体腐食および局部腐食
- 剥離腐食(微細構造と組成の制御による)
- 応力腐食割れ（SCC）リスク (高マグネシウム合金では重要)
多くの場合適用される拡張機能:
| 保護方式 | 目的 |
|---|
| コーティング前の適切な表面洗浄 | 密着性を確保し、欠陥を低減します |
| エポキシまたはポリウレタンの船舶用コーティング | 耐用年数、色、美観を延長します。 |
| 陰極防食 (該当する場合) | 水没部分でのさらなる安全性 |
| ジョイント内の合金の正しい組み合わせ | ガルバニック電位と腐食を低減します |
12. 品質保証と認証
マリングレードのシートには通常、次のものが付属しています。
| ドキュメント/テスト | コンテンツ |
|---|
| 工場試験証明書 (MTC) | 化学分析、機械的特性、規格準拠 |
| 超音波検査（UT） | 厚板の内部健全性検証 |
| 曲げ・平坦化試験 | 延性と成形性の検証 |
| 腐食試験（剥離など） | ASTM B928 準拠（該当する場合） |
| クラス認定（オプション） | 必要に応じて、DNV、ABS、LR、BV、またはその他の協会スタンプ |
13. 選択ガイド – 適切な合金の選択
| 設計要件 | 推奨合金 / 材質 |
|---|
| 浸漬下での最大の耐食性 | 5083-H116、5086-H116、5456-H116 |
| 高強度の船体構造と軟鋼の代替品 | 5083-H321、5086-H116 |
| 軽量の内部パネルと非浸水部分 | 5052-H32 |
| 外観の良い複雑な形状の部品 | 5052-O/H32 |
| 構造部材が継続的に浸漬されていないため、機械加工またはねじ切りが必要 | 6061-T6 (海底露出に注意し、適切に保護してください) |
14. 梱包、取り扱い、保管
| 側面 | 練習する |
|---|
| 包装 | ポリ包装され、紙またはプラスチックフィルムが挟まれ、木製パレットに固定されます |
| エッジ保護 | 損傷を防ぐプラスチックまたはボール紙のエッジストリップ |
| 取り扱い | 柔らかいスリング/バキュームリフターを使用してください。鋭いフォークやポイントロードを避ける |
| ストレージ | 乾燥した換気の良い場所。湿気や塩化物との長時間の接触を避けてください。スペーサーを使用して地面から離れた場所に保管する |
https://www.al-alloy.com/a/astm-standard-marine-grade-aluminium-sheet.html
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