アルミミニハンドブック／機械的特性／●高・低温引張性質

◆機械的性質一般　◆高・低温引張性質

◆高・低温引張性質

　アルミニウムの場合、高温では温度の上昇に伴い、引張強さ、耐力の低下および伸びの増大が生じる。この傾向は鉄と同じであるが、鉄の場合よりはるかに低温側からこれらの変化が生じ、たとえは100℃ではすでにクリープ現象が認められ、また300℃では完全焼なましの状態に近づく。

　また低温では、アルミニウムの場合、鉄にみられる低温脆性を通常示さないことが特徴であり、むしろ温度の低下に伴い引張強さ、耐力、伸びはいずれも増大する。この温度低下に伴う伸びの増大という現象は鉄とは異なる特異な現象であり、たとえば設計時に低温側のデータがない場合でも安全側として常温のデータを用いることができるとか、また、近年では常温での難加工アルミニウム材を低温で加工する試みがある等、鉄とは際立った違いがみられる。

　表4.2には代表的なアルミニウム展伸材の高・低温引張性質を示す。これらの値も表4.1と同じく、厳密には製造方法、形状等により異なるので目安値と考えるべきである。また前述したように、高温ではクリープの影響が現れ、保持時間により値が異なるが、同表の値は保持時間が1～10,000時間の間での最も低い値を採用している。

　高・低温での引張性質の規格値はJIS H4000～H4180には無いが、B8270　圧力容器の構造（基盤規格）に圧力容器設計時に用いる値として、規定最小引張強さおよび耐力並びに基本許容応力の規定があり、高温、低温での引張特性はこれを満足する必要がある。

表4.2　アルミニウムの展伸材の高・低温引張特性 ※1 ※2 ※3

材　質	温　度（℃）	引張強さ（Ｎ/平方mm）	耐　力（Ｎ/平方mm）	伸　び（%）
1100-Ｏ	－195 － 80 －30 25 100 150 205 260 315 370	170 105 95 90 70 55 41 28 20 14	41 38 34 34 32 29 24 18 14 11	50 43 40 40 45 55 65 75 80 85
1100-H14	－195 － 80 －30 25 100 150 205 260 315 370	205 140 130 125 110 95 70 28 20 14	140 125 115 115 105 85 50 18 14 11	45 24 20 20 20 23 26 75 80 85
1100-H18	－195 － 80 －30 25 100 150 205 260 315 370	235 180 170 165 145 125 41 28 20 14	180 160 160 150 130 95 24 18 14 11	30 16 15 15 15 20 65 75 80 85
材　質	温　度（℃）	引張強さ（Ｎ/平方mm）	耐　力（Ｎ/平方mm）	伸　び（%）
2011-Ｔ3	25 100 150 205 260 315 370	380 325 195 110 45 21 16	295 235 130 75 26 12 10	15 16 25 35 45 90 125
2014-Ｔ6,Ｔ651	－195 － 80 －30 25 100 150 205 260 315 370	580 510 495 485 435 275 110 65 45 30	495 450 425 415 395 240 90 50 34 24	14 13 13 13 15 20 38 52 65 72
2017-T4,T451	－195 － 80 －30 25 100 150 205 260 315 370	550 450 440 425 395 275 110 60 41 30	365 290 285 275 270 205 90 50 34 24	28 24 23 22 18 15 35 45 65 70
材　質	温　度（℃）	引張強さ（Ｎ/平方mm）	耐　力（Ｎ/平方mm）	伸　び（%）
2024-T3 (sheet)	－195 － 80 －30 25 100 150 205 260 315 370	585 505 495 485 455 380 185 75 50 34	425 360 350 345 330 310 140 60 41 28	18 17 17 17 16 11 23 55 75 100
2024-T4,T351 (plate)	－195 － 80 －30 25 100 150 205 260 315 370	580 490 475 470 435 310 180 75 50 34	420 340 325 325 310 250 130 60 41 28	19 19 19 19 19 17 27 55 75 100
2024-T6,T651	－195 － 80 －30 25 100 150 205 260 315 370	580 495 485 475 450 310 180 75 50 34	470 405 400 395 370 250 130 60 41 28	11 10 10 10 10 17 27 55 75 100
2024-T81,T851	－195 － 80 －30 25 100 150 205 260 315 370	585 510 505 485 455 380 185 75 50 34	540 475 470 450 425 340 140 60 41 28	8 7 7 7 8 11 23 55 75 100
2024-T861	－195 － 80 －30 25 100 150 205 260 315 370	635 560 540 515 485 370 145 75 50 34	585 530 510 490 460 330 115 60 41 28	5 5 5 5 6 11 28 55 75 100
2618-T61	－195 － 80 －30 25 100 150 205 260 315 370	540 460 440 440 425 345 220 90 50 34	420 380 370 370 370 305 180 60 31 24	12 11 10 10 10 14 24 50 80 120
材　質	温　度（℃）	引張強さ（Ｎ/平方mm）	耐　力（Ｎ/平方mm）	伸　び（%）
3003-O	－195 － 80 －30 25 100 150 205 260 315 370	230 140 115 110 90 75 60 41 28 19	60 50 45 41 38 34 30 23 17 12	46 42 41 40 43 47 60 65 70 70
3003-H14	－195 － 80 －30 25 100 150 205 260 315 370	240 165 150 150 145 125 95 50 28 19	170 150 145 145 130 110 60 28 17 12	30 18 16 16 16 16 20 60 70 70
3003-H18	－195 － 80 －30 25 100 150 205 260 315 370	285 220 205 200 180 160 95 50 28 19	230 200 195 185 145 110 60 28 17 12	23 11 10 10 10 11 18 60 70 70
4032-T6	－195 － 80 －30 25 100 150 205 260 315 370	455 400 385 380 345 255 90 55 34 23	330 315 315 315 305 230 60 38 22 14	11 10 9 9 9 9 30 50 70 90
材　質	温　度（℃）	引張強さ（Ｎ/平方mm）	耐　力（Ｎ/平方mm）	伸　び（%）
5052-O	－195 － 80 －30 25 100 150 205 260 315 370	305 200 195 195 195 160 115 85 50 34	110 90 90 90 90 90 75 50 38 21	46 35 32 30 36 50 60 80 110 130
5052-H34	－195 － 80 －30 25 100 150 205 260 315 370	380 275 260 260 260 205 165 85 50 34	250 220 215 215 215 185 105 50 38 21	28 21 18 16 18 27 45 80 110 130
5052-H38	－195 － 80 －30 25 100 150 205 260 315 370	415 305 290 290 275 235 170 85 50 34	305 260 255 255 250 195 105 50 38 21	28 21 18 16 18 27 45 80 110 130
5083-O	－195 － 80 －30 25 100 150 205 260 315 370	405 295 290 290 275 215 150 115 75 41	165 145 145 145 145 130 115 75 50 29	28 21 18 16 18 27 45 80 110 130
材　質	温　度（℃）	引張強さ（Ｎ/平方mm）	耐　力（Ｎ/平方mm）	伸　び（%）
6061-T6,T651	－195 － 80 －30 25 100 150 205 260 315 370	415 340 325 310 290 235 130 50 32 21	325 290 285 275 260 215 105 34 19 12	22 18 17 17 18 20 28 60 85 95
6063-T1	－195 － 80 －30 25 100 150 205 260 315 370	235 180 165 150 150 145 60 31 22 16	110 105 95 90 95 105 45 24 17 14	44 36 34 33 18 20 40 75 80 105
6063-T5	－195 － 80 －30 25 100 150 205 260 315 370	255 200 195 185 165 140 60 31 22 16	165 150 150 145 140 125 45 24 17 14	28 24 23 22 18 20 40 75 80 105
6063-T6	－195 － 80 －30 25 100 150 205 260 315 370	325 260 250 240 215 145 60 31 23 16	250 230 220 215 195 140 45 24 17 14	24 20 19 18 15 20 40 75 80 105
材　質	温　度（℃）	引張強さ（Ｎ/平方mm）	耐　力（Ｎ/平方mm）	伸　び（%）
6N01-T5	－195 － 80 －30 25	355 290 275 265	265 240 235 225	18 16 15 14
6N01-T6	－195 － 80 －30 25	390 320 305 295	300 275 265 255	16 14 13 12
7075-T6,T651	－195 － 80 －30 25 100 150 205 260 315 370	705 620 595 570 485 215 110 75 55 41	635 545 515 505 450 185 90 60 45 32	9 11 11 11 14 30 55 65 70 70
7075-T73,T7351	－195 － 80 －30 25 100 150 205 260 315 370	635 545 525 505 435 215 110 75 55 41	495 460 450 435 400 185 90 60 45 32	14 14 13 13 15 30 55 65 70 70
※1：Ａｌｕｍｉｎｕｍｓｔａｎｄａｒｄｓａｎｄｄａｔａ（1998）　　　ｔｈｅＡｌｕｍｉｎｕｍＡｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ． ※2：これらの値は厳密には製造法その他により異なるので、品種、質別間による差異をみる目安値と考えるべきである。 ※3：100℃以上の値は保持時間の影響を受けるが、ここでの値は10,000時間保持の最も低い値を示す。

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