アルミは金属加工に使用されている非常に軽量な素材です。アルミの中でも種類がありそれぞれに特徴があります。こちらの豆知識を読めば、代表的なアルミ素材素材が分かります。
- この豆知識の目次
- アルミの大分類
- 1000系 -純アルミニウム-
- 2000系 -Al-Cu-Mg系合金-
- 3000系 -Al-Mn系合金-
- 4000系 -Al-Si系合金-
- 5000系 -Al-Mg系合金-
- 6000系 -Al-Mg-Si系合金-
- 7000系-Al-Zn-Mg系合金-
アルミの大分類
アルミは非常に軽量で、耐食性、熱伝導性、導電性が高いなどの特性から幅広い分野の製品に使用されており、非鉄金属の中で最も生産量が高い金属です。
純粋なアルミの製品はほとんどなく、多くの場合アルミニウム合金が使用されており、種類によって特性が異なります。アルミニウム合金は、塑性加工可能な「展伸材」と、溶けた金属を鋳型で凝固させて使用する「鋳物」に分かれ、それぞれに「熱処理型」と「非熱処理型」があります。展伸材は、添加されている元素によって、1000～7000系に分かれており、「A」から始まる材質記号で表されます。
1000系 -純アルミニウム-
1000系は純度99.0%以上のアルミニウムで、純アルミニウムとも呼ばれます。純度が高いため、熱伝導性や伝導率、加工性、耐食性に優れますが、強度が弱いため構造部品には向いていません。外観が良く、反射板、装飾品、容器、照明機器などに用いられています。
代表的な1000系アルミニウム・A1070
A1070は、アルミの純度が99.7%以上のアルミニウムで、強度は低いですが、曲げや絞り加工などの塑性変形がしやすく、耐食性に優れています。また導電性・熱伝導性もアルミの純度が高いほど良好になるため、熱交換器・配管などに使用されています。加えてアルマイト後の光沢も非常にきれいなため、装飾品にも採用されています。
2000系 -Al-Cu-Mg系合金-
2000系は銅（Cu）が添加されているアルミニウムで、機械的強度や切削性に優れるのが特徴です。主に航空機、輸送機械部品、構造材に使用されています。「ジュラルミン」は、2000系合金のA2017に、「超ジュラルミン」はA2024に該当し、鋼材に匹敵する強度を誇ります。
銅を添加すると強度は向上しますが、耐食性は低下するため、海水中などの腐食環境下での使用には向いていません。
代表的な2000系アルミニウム・A2017
A2017は、銅（Cu）と、マグネシウム（Mg）を含んだアルミ合金で、「ジュラルミン」と呼ばれています。強度が高く鉄や鉄鋼に匹敵する程の引張り強度があり、航空宇宙機器、ねじ類、船舶用材などに使用されています。
代表的な2000系アルミニウム・A2024
A2024はA2017（ジュラルミン）よりもさらに強度が高く「超ジュラルミン」とも呼ばれます。銅を加えることによって耐食性がやや低下しているので、耐食性が高い純アルミ系のA1230を貼り合わせて耐食性を補っているA2024PCがよく使用され、航空機、スピンドル、ボルト、各種構造材などが主な用途です。
3000系 -Al-Mn系合金-
3000系は、マンガン（Mn）が添加されているアルミニウムで、加工性・耐食性を損なうことなく、強度が少し増強されています。一般的に強度を上げると、耐食性や加工性に影響が出やすいですが、3000系は純アルミと大差がなく、アルミ缶のボディ、建材、容器などに使用されています。
代表的な3000系アルミニウム・A3003
A3003は、成形性、溶接性、耐食性に優れ、強度も少し高いアルミニウムです。一般機器、建材、船舶用材、フィン材、各種容器などに使用されています。3003に相当する合金にマグネシウム（Mg）を1%添加したA3004はさらに強度があり、アルミ缶、屋根板、ドアパネル板などの材料として広く用いられています。
4000系 -Al-Si系合金-
ケイ素（Si）シリコンが添加されているアルミニウムで、熱膨張率が抑えられており、耐摩耗性も向上していて、主に鍛造ピストンや建材用パネル、溶接棒用心線に使用されています。また他のアルミ合金よりも融点が低いのが特徴で、溶接溶加材や、ろう材としても活用されています。
代表的な4000系アルミニウム・A4032
A4032は、熱膨張係数が他のアルミの80%程度に抑えられたアルミニウムです。熱膨張係数の低さから、ブレーキのマスターシリンダー、バルブ、軸受などに採用されています。ケイ素（Si）にさらに銅（Cu）、マグネシウム（Mg）、ニッケル（Ni）などを添加することで、耐熱性も上させており、鍛造されてピストンやシリンダーヘッドなどにも使われています。
5000系 -Al-Mg系合金-
5000系はマグネシウム（Mg）が添加されているアルミニウムで、耐食性と強度が向上しており、加工性にも優れます。マグネシウムの含有量が0.5%～5%と幅が広く、比率に応じて特性が様々で用途も多岐に渡っています。低マグネシウム材は研磨によって高い光輝性を持ち、装飾材などに用いられ、高マグネシウム材は強度が高いため、構造材や船舶材として使用されています。
代表的な5000系アルミニウム・A5052
A5052はマグネシウム（Mg）を添加して溶接性や強度を高めたアルミニウムです。強度はアルミニウム合金の中で中間程度で、加工性と強度を両立させた素材と言えます。耐海水性（耐食性）にも優れており、一般的には、アルミ船舶、車両などに使用されています。
6000系 -Al-Mg-Si系合金-
マグネシウム（Mg）と、ケイ素（Si）シリコンが添加されているアルミニウムで、5000系よりもさらに耐食性と強度に優れ、汎用性の高い素材です。溶接の継手効率は低く、リベットやボルトを利用して接合することが多くなります。
代表的な6000系アルミニウム・A6061
A6061は、マグネシウム（Mg）と、ケイ素（Si）に加えて銅（Cu）を微量に添加したアルミニウム材で、鉄鋼構造材・SS400相当の強度があります。押出成形性が良いため、建築用サッシなどに多く用いられています。
7000系-Al-Zn-Mg系合金-
亜鉛（Zn）とマグネシウム（Mg）が添加されているアルミニウムで、熱処理による硬化により、アルミニウム合金の中で一番強度があります。7000番台のアルミニウムは、銅を含むAl-Zn-Mg-Cu系合金と、銅を含まないAl-Zn-Mg合金に分かれます。Al-Zn-Mg-Cu系合金には、A7075（超々ジュラルミン）や、A7N01（新幹線車両用）などがあり、非常に強度が高いのが特徴です。Al-Zn-Mg合金は、溶接構造材とも呼ばれ、溶接に優れたアルミ素材として知られています。
代表的な7000系アルミニウム・A7075
Al-Zn-Mg-Cu系合金であるA7075は、「超々ジュラルミン」とも呼ばれ、アルミニウム合金の中で最も強度が高いアルミニウム素材です。その特徴を生かして、航空機、車両やスポーツ用品などに使用されています。
