15 6061と7075アルミニウム合金の違い

In the machining and engineering fields, choosing the right aluminum alloy is critical for the success of any project. Aluminum alloys 6061 and 7075 are among the most popular due to their distinct properties and versatility. Here at 加工見積り, we understand that each alloy offers unique advantages depending on the application. This article will delve into 15 specific differences between 6061 and 7075 aluminum alloys, guiding professionals in selecting the ideal material for their needs.

アルミニウム合金の概要

6061アルミニウム合金とは何ですか?

汎用性の高さで広く知られる 6061 アルミニウム合金は、主にマグネシウムとシリコンで構成されています。この組み合わせにより、強度、溶接性、耐腐食性がバランスよく備わっており、航空宇宙、自動車、建設業界のさまざまな用途に最適です。

7075アルミニウム合金とは何ですか?

7075 アルミニウム合金は、多くの鋼鉄に匹敵するほどの高強度で知られています。7075 の主な合金元素は亜鉛で、強度が大幅に向上しますが、6061 と比較すると溶接性が低下します。そのため、航空宇宙や軍事用途など、耐久性と性能が重要となる用途に非常に適しています。

機械工学における合金選択の重要性

機械工学プロジェクトでは、適切なアルミニウム合金を選択することが非常に重要です。選択は製造プロセスだけでなく、最終製品の性能と寿命にも影響します。6061 や 7075 などの合金の特性と違いを理解することは、設計上の決定とプロジェクト全体の成功に大きな影響を与える可能性があります。

1. 化学組成

6061の主要元素

6061 アルミニウムには、マグネシウム (1.0%) とシリコン (0.6%) が主な合金元素として含まれており、機械的特性が向上し、さまざまな製造プロセスに適応できます。

7075の主要元素

7075 アルミニウム合金の主成分は亜鉛で、合金の最大 5.6% を占めることができ、優れた強度をもたらしますが、溶接には適していません。マグネシウム (2.5%) や銅 (1.6%) などの他の元素も、特性の向上に重要な役割を果たします。

表1: 6061アルミニウム合金と7075アルミニウム合金の主な化学的相違点

2. 機械的性質

引張強度

アルミニウム合金の引張強度は、伸張力に耐えて破損しない能力を示す主な指標です。7075 アルミニウムは、通常、6061 よりも高い引張強度を持ち、6061 の 300 ～ 400 MPa の範囲と比較して、500 MPa を超えることもよくあります。7075 のこの優れた強度により、7075 は要求の厳しい用途、特に航空宇宙および防衛分野に最適です。

降伏強度

降伏強度は、合金が永久変形に耐える能力の尺度です。7075 アルミニウムは、降伏強度が 6061 より大幅に高く、6061 のほぼ 2 倍にも達するため、6061 よりも優れています。この特性により、7075 は変形耐性が重要な高応力用途に非常に適しています。

破断伸度

破断時の伸びは、材料の延性、つまり破断するまでにどれだけ伸びるかを表します。6061 は通常、7075 よりも伸びが良く、その値は 7075 の 3-11% に対して 10-15% 程度です。これは、6061 の方が一般的に延性が高く、成形性に優れているため、曲げや成形が必要な用途に適していることを示しています。

3. 物理的特性

密度

6061 アルミニウム合金と 7075 アルミニウム合金はどちらも密度が似ていますが、元素組成が異なるため若干異なります。7075 には亜鉛が含まれているため、密度がわずかに高くなりますが、その差はわずかで、重量が重要な要素となる特定のエンジニアリング アプリケーションにのみ影響します。

熱伝導率

熱伝導性は、電子部品や熱交換器など、熱放散を必要とする用途では不可欠です。6061 アルミニウムは一般に 7075 よりも優れた熱伝導性を示し、これらの用途では有利です。この特性は、熱応力を効率的に管理することで、機能性と寿命の維持に役立ちます。

表2: 6061と7075アルミニウム合金の機械的性質と物理的性質の比較

4. 耐腐食性

6061 および 7075 アルミニウム合金はどちらも優れた耐食性を備えていますが、一般的に 6061 の方が耐食性が優れているため、海洋および建築用途に適しています。6061 にはシリコンとマグネシウムの含有量が多いため、保護層が形成され、環境要素に対する耐性が向上します。

5. 加工性

機械加工性とは、材料を希望の最終形状に切断する容易さを指します。6061 は機械加工性に優れていると考えられており、工具の摩耗が少なく、効率的な成形と切断が可能です。一方、7075 は強度と硬度が高いため機械加工が難しく、工具の摩耗が大きくなり、より特殊な機械加工技術が必要になる場合があります。

6. 熱処理

熱処理はアルミニウム合金の機械的特性に大きな影響を与える可能性があります。

• 6061: この合金は熱処理が可能で、析出硬化プロセスによく反応し、機械的特性が向上するため、さまざまな用途に適しています。
• 7075: この合金も熱処理が可能で、熱処理によって最高の硬度と強度が得られますが、材料の劣化を防ぐためにプロセスを正確に制御する必要があります。

7. 溶接性

溶接 6061

6061アルミニウムは、TIGやMIGを含むほとんどの方法で溶接性に優れています。その優れた溶接性は、溶接中に著しく劣化せず、溶接後も機械的特性を維持する特定の化学組成に起因しています。

7. 溶接性（続き）

-溶接。

溶接7075

対照的に、7075 アルミニウムの溶接は、熱影響部でひび割れや強度低下が発生しやすいため、一般的には推奨されません。7075 の機械的強度が求められる用途では、機械的締結または接着接合が好まれることが多いです。

8. コストの考慮

6061 アルミニウム合金と 7075 アルミニウム合金のどちらを選択するかは、コストが重要な要素となります。

• 6061 は入手しやすく加工しやすいため、一般的に安価です。このため、幅広い用途でコスト効率の高い選択肢となります。
• 7075 は、強度が高く耐食性が低いなど、より特殊な材料であるため、価格が高くなる傾向があり、この材料を大量に必要とするプロジェクトの予算に影響を与える可能性があります。

9. 陽極酸化処理と仕上げの品質

陽極酸化処理は、金属部品の表面の自然酸化層の厚さを増やし、耐腐食性と耐摩耗性を高めるとともに、色仕上げも可能にする処理です。

• 6061: 陽極酸化処理が非常に良好で、均一で魅力的な仕上がりになり、簡単に着色できます。建築物や消費財など、美観が重要となる用途でよく使用されます。
• 7075: 7075 も陽極酸化処理が可能ですが、通常、6061 と同じレベルの美観仕上げは得られません。表面仕上げの一貫性が低くなる場合があり、外観が重要となる用途では欠点となる可能性があります。

概要表: 耐食性、機械加工性など

10. 疲労強度

疲労強度は、周期的な負荷を受ける用途の材料を選択する上で重要な要素です。7075 アルミニウムは、粒子構造がより緻密で硬度が高いため、6061 と比較して疲労強度が高くなります。このため、7075 は、周期的なストレス下での性能が重要な航空宇宙および自動車部品に適しています。

11. アプリケーション

6061 アルミニウムは多用途で、主に以下の用途に使用されます。

• 構造部品
• 自動車部品
• マリンフレーム
• 電気設備

7075 アルミニウムは、以下の点で優れた強度を備えているため好まれます。

• 航空宇宙部品
• 軍事および防衛用途
• 高性能スポーツ用品

船舶用継手

6061アルミニウム合金

用途: 海洋環境では、6061 は主に、湿気や腐食性条件にさらされる継手、手すり、その他のコンポーネントに使用されます。また、船舶のフレームや船体にも使用されます。

7075アルミニウム合金

用途: 7075 は強度が高いため、腐食環境にさらされる海洋用途ではあまり使用されませんが、水中に沈む部品や直接露出しない部品には最適です。

12. 耐衝撃性

6061 アルミニウムは 7075 よりも衝撃を吸収する傾向があり、突然のストレスによる割れに対してより耐性があります。この特性は、衝撃耐性が壊滅的な故障を防ぐことができる自動車や構造用途で特に価値があります。

13. 硬度

7075 アルミニウムは一般に 6061 よりも硬いです。硬度が増すと傷に対する耐性が強化されるため、軍事用ハードウェアや競技スポーツ用具など、耐久性のある表面を必要とする用途に最適です。

14. 導電性

6061 アルミニウムは電気伝導性が高く、コネクタや取り付けフレームなどの電気および電子アプリケーションに特に適しています。その導電性と優れた成形性および耐腐食性により、これらの業界に最適な選択肢となっています。

15. 応力腐食割れ耐性

応力腐食割れ (SCC) 耐性は、ストレスがかかった状態で過酷な環境にさらされる材料にとって非常に重要です。6061 アルミニウムは一般に 7075 と比較して SCC 耐性が優れているため、腐食環境にさらされる可能性のある海洋および構造用途に適しています。

高度なテーマ: 6061-T6 と 7075-T6 アルミニウム合金の比較

プロジェクトに 6061-T6 と 7075-T6 のどちらのアルミニウム合金を使用するかを決めるときは、強度、耐腐食性、その他の要素に基づいて、それぞれの機械的特性、用途、適合性を考慮することが重要です。Tuofa CNC Machining では、機械加工プロセスで両方のタイプのアルミニウムを頻繁に使用しており、その違いを理解することで、情報に基づいた選択を行うことができます。

機械的特性

6061-T6アルミニウム

• 強度: 中程度から高強度
• 弾性率: 68.9 GPa
• 引張強度：約290MPa
• 降伏強度：約240MPa
• 伸び: 約10%
• 硬度: 約95ブリネル

7075-T6アルミニウム

• 強度: 非常に高い強度
• 弾性率: 71.7 GPa
• 引張強度: 最大572 MPa
• 降伏強度: 約503MPa
• 伸び: 約11%
• 硬度: 約150ブリネル

アプリケーション

6061-T6 アルミニウムは、次のような汎用アプリケーションに幅広く使用できます。

• 強度が重要だが、それほど重要ではない構造部品
• フレームやホイールなどの自動車部品
• ボートやその他の海洋船舶の建造
• 優れた耐腐食性を持つ建築用フレームワーク

7075-T6 アルミニウムは、強度が重要な用途に適しています。

• 航空機の翼や胴体を含む航空宇宙部品
• ミサイル部品などの軍事用途
• 高い耐応力性が求められる機器やギア
• 自転車のフレームや登山用具などのスポーツ用具

長所と短所

6061-T6アルミニウム

• 利点: 優れた耐腐食性、良好な溶接性、強度と重量のバランス。
• 欠点: 7075-T6 に比べて強度が低いため、最も要求の厳しい用途には適さない可能性があります。

7075-T6アルミニウム

• 利点: 高性能部品にとって極めて重要な、優れた強度と耐応力性。
• 欠点: 6061-T6 よりも耐食性が低く、溶接が難しく、特殊な技術や処理が必要になることが多い。

意思決定

6061-T6 と 7075-T6 のどちらを選択するかは、プロジェクトの具体的な要求に基づいて決定する必要があります。

耐食性と溶接性が最優先の場合は、6061-T6 がより適しています。

最大限の強度と応力耐性を必要とするプロジェクトの場合、7075-T6 がより適切な選択肢ですが、耐腐食性が低いため、追加の処理が必要になる場合があります。

Machining Quote では、お客様がこれらの選択を行えるようお手伝いし、選択した材料がお客様の特定の用途の性能要件とコスト効率の両方を満たすようにすることに全力を尽くしています。

結論

6061 と 7075 のアルミニウム合金のどちらを選択するかは、機械的特性、コスト、特定の用途要件など、複数の要素を考慮する必要があります。6061 は優れた耐腐食性、溶接性、成形性を備え、幅広い用途に適していますが、7075 は、コストが高く、取り扱いに特別な配慮が必要ですが、高い強度と耐疲労性が求められる用途に適しています。

Machining Quote では、各プロジェクトのニーズを徹底的に評価して最適な材料を選択し、最適なパフォーマンス、耐久性、コスト効率を確保することを推奨しています。これら 2 つの合金の選択は、特定のアプリケーションで予想される運用上の要求と環境条件に合わせて行う必要があります。