アルミニウム 5083-H116
アルミニウム5083-H116の概要
アルミニウム5083-H116 は、海洋および塩水環境での耐食性を高めるために特別に処理された、加工硬化型（非熱処理）のアルミニウム-マグネシウム合金です。H116調質は、合金が加工硬化および安定化処理され、強度、溶接性、ならびに層状腐食（剥離腐食）と応力腐食に対する耐性が向上していることを示します。
アルミニウム5083-H116 は、CNC加工により、海洋構造物、海洋・オフショア機器、輸送用パネル、防衛部品など、堅牢な強度、優れた溶接性能、長期的な耐食安定性が求められる用途で広く使用されています。
アルミニウム5083-H116の化学的・物理的・機械的特性
化学成分（代表値）
元素 | 含有量範囲（質量%） | 主な役割 |
|---|---|---|
アルミニウム（Al） | 残部 | 耐食性を担う母材 |
マグネシウム（Mg） | 4.0–4.9 | 主要な強化元素で、海水耐性を向上 |
マンガン（Mn） | 0.4–1.0 | 強度と靭性を向上 |
クロム（Cr） | 0.05–0.25 | 海洋環境での耐食性を向上 |
ケイ素（Si） | ≤0.40 | 残留元素 |
鉄（Fe） | ≤0.40 | 残留元素 |
銅（Cu） | ≤0.10 | 残留元素 |
亜鉛（Zn） | ≤0.25 | 残留元素 |
物理的特性
特性 | 代表値 | 試験規格／条件 |
|---|---|---|
密度 | 2.66 g/cm³ | ASTM B311 |
融点 | 570–640°C | ASTM E299 |
熱伝導率 | 25°Cで121 W/m·K | ASTM E1952 |
電気伝導率 | 20°Cで32% IACS | ASTM B193 |
線膨張係数 | 25.3 µm/m·°C | ASTM E228 |
比熱容量 | 900 J/kg·K | ASTM E1269 |
ヤング率 | 70 GPa | ASTM E111 |
機械的特性（H116調質）
特性 | 代表値 | 試験規格 |
|---|---|---|
引張強さ | 310–350 MPa | ASTM E8/E8M |
耐力（0.2%） | 230–280 MPa | ASTM E8/E8M |
伸び | ≥10% | ASTM E8/E8M |
硬さ | 85–95 HB | ASTM E10 |
疲労強度 | 110–130 MPa | ASTM E466 |
耐衝撃性 | 優れる | ASTM E23 |
アルミニウム5083-H116の主な特長
マリン用途向けの耐食性： 塩水およびブライン環境で優れた性能を発揮するよう特別処理されています。孔食、応力腐食、層状腐食（剥離腐食）に抵抗します。
安定化調質での強度向上： 5083-OやH321より高い耐力を提供しつつ、延性と成形性を維持します。厚板の海洋部品や構造フレームに最適です。
溶接後割れのない優れた溶接性： 溶接継手は母材強度の90%以上を保持し、特にMIG/TIGで5356溶加材を使用する場合に有利です。
良好な寸法安定性： H116調質は、特に大型の平板パネルや構造部品のCNC加工時の反りを抑制します。
非熱処理合金： 機械的強度は熱処理ではなく加工硬化により向上します。長期使用でも特性が安定します。
アルミニウム5083-H116のCNC加工における課題と対策
加工上の課題
加工硬化： 過度に攻めた切込みや切りくず排出不良は、工具摩耗の増大を招く可能性があります。
構成刃先（BUE）： 材料の付着により表面品質と工具寿命が低下する場合があります。
大型部品サイズ： 大判プレートで使用されることが多く、治具精度と高トルクのCNCセットアップが必要です。
最適化された加工戦略
工具選定
項目 | 推奨 | 理由 |
|---|---|---|
工具材質 | TiAlNコーティングまたはダイヤモンドポリッシュ超硬 | 摩擦を低減し、凝着（かじり）を抑制 |
工具形状 | 大きなすくい角と高精度フルート | 切りくず流れと表面健全性を向上 |
切削速度 | 200–350 m/min | 温度と工具寿命のバランスを最適化 |
送り速度 | 0.10–0.25 mm/rev | 厳しい公差を維持し、びびりを回避 |
クーラント | フラッドまたは高ミスト（≥30 bar） | 放熱し、工具への付着を最小化 |
アルミニウム5083-H116の切削条件（ISO 513準拠）
加工内容 | 速度（m/min） | 送り（mm/rev） | 切込み量（mm） | クーラント圧力（bar） |
|---|---|---|---|---|
荒加工 | 200–280 | 0.15–0.25 | 2.0–4.0 | 30–40（フラッド） |
仕上げ加工 | 280–350 | 0.05–0.10 | 0.2–1.0 | 40–60（フラッド／ミスト） |
アルミニウム5083-H116 CNC部品の表面処理
アルマイト処理: タイプIIおよび硬質アルマイトの両方に対応し、海洋部品に対して最大50 µmの保護層を付与します。
粉体塗装: 60–100 µmの膜厚で、塩水噴霧耐性（ASTM B117）1000時間以上を実現します。
電解研磨: 複雑形状や内部チャネルの耐食性を向上させます。
不動態化処理: コーティング前処理または未塗装で使用する部品のために、表面を清浄に保ちます。
ブラッシング: 反射防止が求められる海洋・構造パネルに適したRa 1.0–1.6 µmの仕上げを形成します。
アロダイン処理: 電気的連続性を損なうことなく耐食性を向上します。電装筐体や端子部で有用です。
UVコーティング: 露出面に耐擦傷性と長期的な透明性を付与します。
ラッカー塗装: 酸化を防止し、高級防衛部品や海洋部品の外観性を向上します。
アルミニウム5083-H116の産業用途
海洋（マリン）: 船体、海洋プラットフォーム、水中ハウジングなど、構造強度と塩水耐食性が求められる用途。
防衛: 装甲板、レーダーマウント、支援フレームなど、海軍・戦術環境で使用される部品。
石油・ガス: 配管フランジ、ライザークランプ、海中部品など、過酷な媒体に曝される用途。
自動車（特殊車両）: タンカートレーラー、装甲車、バッテリー筐体など、軽量化と耐食性が重要な用途。
産業機器: 腐食性の高い産業雰囲気に曝される、CNC加工の荷重支持ブラケット、コンベヤ、プロセス用ハウジング。
