アルミニウムの規格では、鋳造用および鍛造用のアルミニウム合金を指定するために、4桁の指数体系が採用されています。この標準化されたアルミニウム合金の指定体系により、特定の用途に適した材料を確実に特定、分類、選定することが可能になります。
これら2つの大分類に分けられるアルミニウム合金は、化学組成や焼戻し状態の指定に基づいて、さらに各ファミリーに細分化することができます。 純アルミニウムは、幅広い物理的および機械的特性を得るために他の多くの金属と合金化されるため、合金元素は、アルミニウム合金を「非熱処理型」と「熱処理型」という2つの主要なカテゴリーに分類するための基礎となります。
ほとんどのアルミニウムの規格では、合金を一貫した4桁の形式で指定しています。最初の桁は主成分(または主成分群)を示し、2番目の桁は初期合金のバリエーションを示します。3番目と4番目の桁は個々の合金のバリエーションを識別するもので、これらの数字自体には特定の意味はありませんが、各合金ごとに固有の番号となっています。
図1:4桁のアルミニウム合金指定体系の説明
鍛造用アルミニウム合金は、主な合金元素によって定義される以下のシリーズに分類されます。
鋳造用アルミニウム合金の指定体系は、いくつかの点で鍛造用合金の体系と似ています。こちらも4桁の数字を使用しており、最初の桁は主要な合金元素を示しています。 主な違いは、第3桁と第4桁の小数点で区切られている点である。この小数点は、その指定が鋳造品(.0)か、鋳造用インゴット(.1または.2)かを明確にする。
数字の記号の前に付された文字は、元の合金の変更、または不純物含有量の基準値の変更を示しています。これらの連番の文字は「A」からアルファベット順に割り当てられますが、「I」、「O」、「Q」、「X」は省略されており、「X」は実験用合金用に予約されています。
鋳造用アルミニウム合金は、次のように分類される。
テンパーは、材料の特性に直接影響を与えるため、アルミニウムの規格において極めて重要な役割を果たしています。テンパーの指定体系は、特定のテンパーを得るために用いられる機械的処理、熱処理、あるいはその両方の組み合わせの順序に基づいています。
熱処理記号は、常に合金記号の直後にハイフンで区切られて表記されます。例えば、2014-T6、3003-H14、1350-H19(超硬質)などです。熱処理記号の最初の文字は大文字で、処理の一般的な分類を示しています:
なお、非熱処理型合金と熱処理型合金では、焼入れ状態の呼称が異なる点に留意する必要があります。それぞれの意味については、以下で説明します。
熱処理不能な合金の場合、文字「H」の後に必ず2桁または3桁の数字が続きます。最初の数字は、その焼戻し状態を得るために用いられた方法を示しています:
2桁目の数字は硬度の程度を示しています。2は「クォーターハード」、4は「ハーフハード」、6は「スリークォーターハード」、8は「フルハード」、9は「エクストラハード」です。これ以外の数字が付けられている場合は、標準的な処理方法からの変更を示しています。
非熱処理合金は、主合金元素に応じて、主に1xxx系、3xxx系、4xxx系、および5xxx系に分類されます。
熱処理可能な合金の 경우、文字「T」の後に必ず、安定した焼戻し状態を得るために用いられた方法を示す1つ以上の数字が続きます。
代表的な例としては、次のようなものがあります:
熱処理可能な合金は、主に2xxx系、6xxx系、および7xxx系に見られます。
この記事では、アルミニウム合金を定義するために用いられる4桁の指定記号および熱処理体系について解説します。「アルミニウム」シリーズの関連ガイドでは、この記事と併せて知っておくべきトピックを取り上げています。『アルミニウムのグレード』では、主要な合金元素に基づいて合金がシリーズごとに分類される仕組みを説明しており、『アルミニウムの特性』では、それらの指定記号が最終的に表す機械的・物理的特性および性能について詳しく解説しています。 「アルミニウム規格」では、さまざまな地域や組織においてこれらの指定を規定する枠組みを定めています。これらを総合することで、指定体系と、その背景にあるグレード、特性、規格との関連性が明らかになります。
これは、鍛造および鋳造のアルミニウム合金を識別するために用いられる、標準化された4桁の指数体系です。最初の桁は主合金元素を示し、残りの桁は合金のバリエーションを指定します。
いずれも4桁の数字を使用し、最初の桁で主要な合金元素を示しています。ただし、鋳造用アルミニウム合金の場合、3桁目と4桁目の間に小数点が挿入され、その材料が鋳物(.0)か鋳造用インゴット(.1または.2)かを示しています。
焼鈍状態の表記は、合金番号の後にハイフンを入れて続き、施された機械的または熱的処理を表します。一般的な接頭辞には、F(製造状態)、O(焼鈍)、H(ひずみ硬化)、W(溶体化熱処理)、およびT(安定した焼鈍状態を得るための熱処理)などがあります。
非熱処理型合金は、主にひずみ硬化によって強度が向上し、1xxx、3xxx、4xxx、および5xxxシリーズに見られます。熱処理型合金は、熱処理によって強度が向上し、主に2xxx、6xxx、および7xxxシリーズに見られます。
これは、溶体化熱処理を施した後、人工時効処理を行った鍛造アルミニウム・銅合金(2014)を指す。