6061アルミニウム合金とは何ですか?

6061アルミニウムの物性

タイプ 6061 アルミニウムは 6xxx アルミニウム合金で、主な合金元素としてマグネシウムとシリコンを使用する混合物が必要です。2桁目はベースアルミニウムの不純物管理の度合いを示します。この 2 番目の桁が「0」の場合、合金の大部分が既存の不純物レベルを含む市販のアルミニウムであり、管理を強化するために特別な注意を払う必要がないことを示します。3 桁目と 4 桁目は、単に個々の合金を指定するものです (1xxx アルミニウム合金には当てはまらないことに注意してください)。タイプ 6061 アルミニウムの公称組成は、Al 97.9%、Si 0.6%、Mg 1.0%、Cr 0.2%、Cu 0.28% です。6061 アルミニウム合金の密度は 2.7 g/cm3 です。6061 アルミニウム合金は、熱処理が可能で、成形が容易で、溶接が可能で、耐食性に優れています。

機械的性質

6061 アルミニウム合金の機械的特性は、熱処理方法や焼き戻しプロセスで強化される方法によって異なります。その弾性率は 68.9 GPa (10,000 ksi)、せん断弾性率は 26 GPa (3770 ksi) です。これらの値は合金の剛性、つまり変形に対する抵抗を測定します。表 1 に示されています。一般に、この合金は溶接による接合が容易で、最も望ましい形状に容易に変形するため、多用途の製造材料となります。

機械的特性を考慮する際の 2 つの重要な要素は、降伏強度と極限強度です。降伏強度は、特定の荷重配置 (引張、圧縮、ねじりなど) で部品を弾性変形するのに必要な応力の最大量を表します。一方、極限強度は、材料が破壊（塑性変形または永久変形）する前に耐えることができる応力の最大量を表します。6061 アルミニウム合金の降伏引張強さは 276 MPa (40000 psi)、極限引張強さは 310 MPa (45000 psi) です。これらの値を表 1 にまとめます。

せん断強度とは、はさみで紙を切るのと同じように、平面に沿った反対の力によるせん断に耐える材料の能力です。この値は、ねじりによって材料にこの種のせん断応力が生じる可能性があるねじり用途 (シャフト、バーなど) に役立ちます。6061 アルミニウム合金のせん断強度は 207 MPa (30000 psi) であり、これらの値を表 1 にまとめます。

疲労強度とは、材料に小さな荷重が時間の経過とともに繰り返し加えられる、周期的な荷重下での破壊に耐える材料の能力です。この値は、車両の車軸やピストンなど、部品が反復的な荷重サイクルを受けるアプリケーションに役立ちます。6061 アルミニウム合金の疲労強度は 96.5 Mpa (14000 psi) です。これらの値を表 1 にまとめます。

表 1: 6061 アルミニウム合金の機械的特性の概要。

機械的性質	メトリック	英語
極限引張強さ	310MPa	45000 psi
引張降伏強さ	276MPa	40000 psi
剪断強度	207MPa	30000 psi
疲労強度	96.5MPa	14000 psi
弾性率	68.9GPa	10000 ksi
せん断弾性率	26GPa	3770 ksi

耐食性

6061 アルミニウム合金は、空気または水にさらされると酸化物の層を形成し、その下の金属を腐食させる元素に対して反応しなくなります。耐食性の程度は大気/水の条件によって異なります。ただし、周囲温度では、空気/水中での腐食の影響は一般に無視できます。6061 には銅が含まれているため、他の合金タイプよりも耐食性がわずかに劣ることに注意することが重要です (そのような5052アルミニウム合金、銅は含まれていません）。6061 は、濃硝酸、アンモニア、水酸化アンモニウムからの腐食に対する耐性が特に優れています。

6061 アルミニウムの用途

タイプ 6061 アルミニウムは、最も広く使用されているアルミニウム合金の 1 つです。溶接性と成形性により、多くの汎用用途に適しています。タイプ 6061 合金は、その高い強度と耐食性により、建築、構造、自動車の用途に特に役立ちます。その用途のリストは網羅的ですが、6061 アルミニウム合金の主な用途には次のようなものがあります。