A6061とは?【強度・比重・ヤング率・硬度】機械的性質と耐食性

A6061は、6000系のアルミニウム合金の代表的な材質です。

板材、棒材の他、鍛造材としても使われます。

6000系は、マグネシウムとケイ素を含み、SS400に匹敵する耐力があります。

棒材が多くパイプや異型押出材には、より押し出し性の良いA6063が使われます。

強度と耐食性が良いので、機械部品から大型の構造材まで幅広く使われます。

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A6061の強度は?機械的性質まとめ

A6061の機械的性質を下記に示します。

  • A6061-T6の機械的性質(目安値)
機械的性質 条件
引張強さ[MPa] 310
0.2%耐力[MPa] 275
伸び[%] 1.6mm厚(50mm) 12
Φ12.5mm(5D) 15
ブリネル硬さ[HBS10/500] 95
疲れ強さ[MPa] 95

ここにあるのはあくまで目安値で、JIS H4000(アルミニウム及びアルミニウム合金の板及び条)やJIS H4040(アルミニウム及びアルミニウム合金の棒及び線)などでは、材料寸法によって機械的性質が規定されています。

A6061の物理的性質

A6061の物理的性質は下表のとおりです。

  • A6061の物理的性質
物理的性質 条件 物性値
密度[g/cm3] 質別:T6
温度:20℃
2.70
比重 質別:T6
温度:20℃
2.70
溶融温度範囲[℃] 全質別 582~652
導電率[IACS%] 質別:T6 43
熱伝導度[kW/(m・℃)] 25℃ 0.17
縦弾性係数(ヤング率)[GPa] (アルミニウムの標準値) 70
横弾性係数[GPa] (アルミニウムの標準値) 26
ポアソン比 (アルミニウムの標準値) 0.33
線膨張係数[10-6/℃] -196~-60℃ 15.9
-60~+20℃ 21.6
20~100℃ 23.6
100~200℃ 24.3
200~300℃ 25.4

A6061の成分

  • A6061の化学成分[%]
Si Fe Cu Mn Mg
0.40~0.80 0.70以下 0.15~0.40 0.15以下 0.8~1.2
Cr Zn V,Bi,Pb,Zr,
Niなど
Ti その他 Al
個々 合計
0.04~0.35 0.25以下 0.15以下 0.05以下 0.15以下 残部

A6061の耐食性は?用途と使い方

最後にA6061材を機械部品に使用する際の一般的な注意事項を挙げます。

合金 質別 耐食性 耐応力腐食割れ性 成形性 切削性 ろう付け性 溶接性 鍛造性
ガス アルゴン 抵抗
6061 T 4 B B B C A A A A D
6061 T 6 B A C C A A A A

優:A→B→C→D:劣

A6061の出番はいつ

A6061の強度は、ジェラルミン3兄弟(A7075、A2024、A2017)に次ぐレベルです。

Cuを含むジェラルミン系の材料で怖いのは応力腐食割れです。引張応力を掛けた状態で腐食環境に置くと割れてしまいます。

そこで、強度的は欲しいけど、耐食性が悪いのは怖い、っていう場合にA6061使うことが多くなります。

T6処理済みの丸棒は流通しているので、削ってそのまま使う品物に適用できます。

A6061は鍛造性が良いので大量生産にも向き、自動車部品には多く使われています。

これとは逆に、強度アップのためにも使われます。

自動車の構造部品などで、5000系からA6061に切り替えるようなケースもあります。

水素タンクのライナーにもA6061-T6が使われています。水素脆化が比較的起こりにくいそうです。(最近これも樹脂化に向かっているようですが)

A6061の溶接性

A6061は純アルミほどではありませんが溶接も十分可能です。

但し、熱影響部が過時効によって強度低下する問題が有ります。溶接部の強度低下が問題なければ溶接しても大丈夫です。

強度低下がいやなら、溶接後に溶体化処理と時効をやり直せばよいのですが、歪が発生するしコストアップになります。

溶接するけど強度も欲しいという場合は、7000番台のCuを含まないタイプ(7003,7N01など)も検討すると良いでしょう。

この記事を書いた人
DD
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機械設計の仕事をしているエンジニアのDDと申します。
技術士(機械)の資格をもっています。
このブログでは、機械技術から日常の中の科学まで、私が興味を持ったことをできるだけ解りやすく紹介しています!

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