株式会社renue
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アルミ合金の選び方：なぜ種類が多いのか
アルミニウム合金は、添加元素の組み合わせで1000系～7000系に分類され、それぞれ強度・耐食性・加工性・溶接性が大きく異なります。「どのアルミを使えばいいか」は設計者が最も頻繁に悩む選定課題の一つです。
本記事はA5052・A6061・A7075を比較対象とします。元の最多使用という順位、表の強度・硬さ/伸び・価格の出典と製品形状/寸法・試験条件は未確認です。Kaiserの旧5052管材資料は典型値としてH32引張230MPa、H34引張260MPaを別に示しますが、元表の板材と同じ条件の証明ではありません。同資料の硬さ68はブリネルで、ビッカース硬さHVへそのまま転記できません。硬さを比較する場合は同じ試験方法と荷重・製品条件の資料を使います。調質、板/棒/管と厚さ、試験尺度・荷重、規格最小値と典型/実測値をそろえて比較してください。
A5052・A6061・A7075の定量比較表
| 項目 | A5052-H34 | A6061-T6 | A7075-T6 |
|---|---|---|---|
| 系統 | 5000系（Al-Mg） | 6000系（Al-Mg-Si） | 7000系（Al-Zn-Mg-Cu） |
| 引張強さ（元値：製品/試験条件を確認） | 260 MPa | 310 MPa | 570 MPa |
| 耐力（0.2%、元値：製品/試験条件を確認） | 193 MPa | 276 MPa | 505 MPa |
| 伸び（元値：試験片/標点距離の条件未） | 10% | 12% | 11% |
| 硬さの比較条件 | 調質・製品と硬さ試験方法/荷重を揃えて確認 | 調質・製品と硬さ試験方法/荷重を揃えて確認 | 調質・製品と硬さ試験方法/荷重を揃えて確認 |
| 密度 | 2.68 g/cm³ | 2.70 g/cm³ | 2.80 g/cm³ |
| 耐食性 | ◎ 優秀（海水にも強い） | ○ 良好 | △ やや劣る（Zn含有） |
| 溶接性 | ◎ 優秀 | ○ 良好（溶接後に強度低下あり） | × 非推奨（割れやすい） |
| 切削加工性 | △ やや劣る（粘りがある） | ◎ 元の比較評価。調質/工具・切削条件別に確認し、常に脆性的に削れるとはしない | ○ 良好 |
| 板金加工性 | ◎ 優秀（曲げ・絞りに強い） | ○ 良好 | △ 割れやすい |
| 熱処理による強化の区分 | 非熱処理型。加工硬化で強化、焼なまし等の軟化処理は可能 | 熱処理型。T6等で強化、接合後の状態も確認 | 熱処理型。T6等で強化、合金/製品により特性は異なる |
| 価格の比較条件 | 製品形状・調質・寸法・数量と調達時点を揃えて見積もり | 製品形状・調質・寸法・数量と調達時点を揃えて見積もり | 製品形状・調質・寸法・数量と調達時点を揃えて見積もり |
A5052：板金加工の定番
特徴
- マグネシウム（Mg）を約2.5%含有する非熱処理型合金
- 耐食性と板金加工性を重視する候補。最良のバランスは調質・加工/使用条件で確認
- 海水・塩害環境で検討される耐食性の良好な候補。接触条件、応力・接合/異種金属、表面状態等を含めて使用環境を確認
- TIG・MIG等で接合する場合も、調質・板厚/継手・溶加材・施工条件と溶接後の性質を確認
用途
板金カバー・筐体・タンク・パネル・船舶部品・自動車ボディパネル
図面での指定例
A5052P-H34 t=2.0（板材・加工硬化処理H34・板厚2mm）
A6061：切削加工の定番
特徴
- マグネシウム＋ケイ素（Mg+Si）を含む熱処理型合金
- T6処理で強度が大幅に向上（元の耐力276MPa。典型値/製品・試験条件を確認）
- 切削部品の候補。合金名だけで最良・最適とはせず、調質、工具・切削速度/送り・冷却、要求公差や仕上げを確認
- アルマイト処理との相性が良い
用途
構造材（フレーム・アングル）・治工具・機械部品・自転車フレーム
図面での指定例
A6061-T6（丸棒・角材。T6処理済み）
加工上の確認：A6061を常に脆性的、A5052を弾性的に削れると分けて精度の可否を決めません。Kaiserの旧6061板材資料も調質別に切削性を評価しています。切りくず/構成刃先、工具形状・速度/送り・冷却、部品剛性と要求公差・表面性状から加工条件を確認します。
A7075：超高強度の特殊材
特徴
- 亜鉛（Zn）＋マグネシウム＋銅を含む熱処理型合金
- 本記事の3種では高強度の候補（元の引張強さ570MPaは製品/試験条件を確認）。UACJも7075を高強度の合金群と説明していますが、全アルミ合金・全調質中の最高値とはしません。SS400との比較も製品規格・厚さ・試験条件等をそろえます。
- 「超々ジュラルミン」と呼ばれる
- 耐食性が劣る（Zn含有のため）。溶接は非推奨
用途
航空機構造材・レーシングカー部品・ロボットフレーム・スマートフォン筐体
図面での指定例
A7075-T6（T6処理済み。アルマイト指示を併記推奨）
加工上の注意点として、A7075は溶接すると熱影響部に割れが発生しやすいため、溶接は一般的に非推奨です。接合が必要な場合はボルト締結やリベットを使用します。
その他のよく使うアルミ合金
| 合金 | 系統 | 特徴 | 用途 |
|---|---|---|---|
| A1050 | 1000系（純アルミ） | 導電性・導熱性最高。強度は低い | 放熱板・反射板・電気部品 |
| A2017 | 2000系（ジュラルミン） | 高強度・切削性良好。耐食性劣る | 航空機リベット・機械部品 |
| A5083 | 5000系 | A5052より高強度。溶接構造物に最適 | 船舶・LNGタンク・圧力容器 |
| A6063 | 6000系 | 押出成形に最適。建材の定番 | サッシ・フレーム・レール |
アルミ合金の選定フロー
- 加工方法は？
- 板金加工（曲げ・絞り）→ A5052
- 切削加工（フライス・旋盤）→ A6061
- 押出成形 → A6063
- 必要な強度は？
- 中程度（200MPa級）→ A5052
- 高い（300MPa級）→ A6061-T6
- 本表の高強度側（元の500MPa超という目安）→ A7075-T6。規格/製品条件を確認し全合金の最高とはしない
- 溶接するか？
- Yes → A5052 または A5083等を検討。A6061も接合条件・熱影響部の強度等を確認して候補とする
- No → A6061、A7075も選択可
- 海水・塩害環境か？
- Yes → A5052等を耐食性の候補として、調質・腐食環境/接合条件を照合。全用途の最優秀とはしない
- No → 用途に合わせて選択
調質記号の読み方
JIS H0001:1998は質別記号を規定します。原案作成団体の日本アルミニウム協会の解説ではH2nは加工硬化後の軟化、H3nは加工硬化後の安定化、末尾4は1/2硬質です。処理方法の数字と硬質度の数字を分け、合金/製品に適用する質別を指定します。
| 記号 | 意味 | 例 |
|---|---|---|
| O | 焼なまし（最も軟らかい） | A5052-O |
| H24 | 加工硬化＋部分的な焼なまし/軟化処理（1/2硬質） | A5052-H24 |
| H34 | 加工硬化＋安定化処理（1/2硬質） | A5052-H34 |
| T4 | 溶体化処理＋自然時効 | A6061-T4 |
| T6 | 溶体化処理＋人工時効。得られる性質は合金/製品条件による | A6061-T6, A7075-T6 |
アルミ合金と図面AI
- 材質記号の自動認識：A5052P-H34やA6061-T6をOCRで読み取り、合金系・調質状態を自動判定
- 加工方法との整合性チェック：A7075に溶接指示がないかAIが自動検証
- 材料費の自動概算：合金種と部品体積から材料費を自動算出
renueでは、アルミ合金を含む材質情報のAI読み取り・構造化ソリューションを提供しています。
まとめ
- A5052：板金加工・溶接・海水環境で検討する候補。耐食/加工性は調質と使用条件別に確認
- A6061：切削/構造材の候補。元のT6耐力276MPaは製品/試験条件を確認。切削と溶接後の性質は条件別
- A7075：高強度側の候補（元570MPaは条件確認）。溶接/耐食性・価格は接合法/調質・環境・調達条件別
- 選定は加工方法→強度→溶接→耐食性のフローで判断
- 調質記号（H34/T6等）は強度に直結する重要情報。図面に必ず併記