7075アルミニウム合金
A7075 T6
7075アルミニウム合金製の自転車リアディレイラー用プーリーホイール
物理的特性
密度（ρ）2.81 g/cm 3 (0.102 ポンド/立方インチ)
機械的特性
ヤング率（E）71.7 GPa（10,400 ksi）
引張強度（σt ）572 MPa (83.0 ksi)
破断時の伸び（ε）11%
ポアソン比（ν）0.33
硬度-ロックウェル87 HRB
熱特性
融点（T m）477℃（891℉）
熱伝導率（k）[ 1 ]130～150 W/m⋅K
線膨張係数（α）2.36 × 10−5 K −1
比熱容量（℃）714.8 J/kg⋅K
電気的特性
体積抵抗率（ρ）51.5 nΩ⋅m

7075アルミニウム合金（AA7075）は、亜鉛を主成分とするアルミニウム合金です。優れた機械的特性を有し、良好な延性、高強度、靭性、そして優れた耐疲労性を示します。ミクロ偏析のため、他の多くのアルミニウム合金よりも脆化しやすいですが、2000シリーズの合金よりもはるかに優れた耐食性を備えています。高応力構造用途で最も一般的に使用されるアルミニウム合金の一つであり、航空機構造部品に広く使用されています。[ 2 ]

7075アルミニウム合金の組成は、亜鉛が約5.6～6.1% 、マグネシウムが約2.1～2.5% 、銅が約1.2～1.6%、そしてシリコン、鉄、マンガン、チタン、クロムなどの金属が0.5%未満含まれています。7075-0、7075 - T6、7075 -T651など、様々な焼き入れ度で製造されています。

最初の7075は1935年に日本の住友金属によって開発され、 [ 3 ]最終的には大日本帝国海軍の機体製造に使用されました。7075は、1943年にアルコアによって捕獲された日本の航空機を調査した後、リバースエンジニアリングされました。[ 4 ] 7075は1945年に航空宇宙用に標準化されました。 [ 5 ]

基本的なプロパティ

アルミニウム7075Aの密度は2.810 g/cm 3である。[ 6 ]

機械的特性

7075の機械的特性は材料の焼き戻しに大きく依存する。 [ 7 ]

アルミニウム7075は低温での成形性が低く、応力腐食割れを起こしやすい。様々な高温成形技術を用いることで、スプリングバックと破損を低減できることが示されている。[ 8 ]こうした高温成形技術の例としては、後退成形や温間成形が挙げられる。

7075-O

熱処理されていない7075（7075-0調質）の最大引張強度は280 MPa（40,000 psi）以下、最大降伏強度は140 MPa（21,000 psi）以下です。この材料の伸び（極限破断に至るまでの伸び）は9～10%です。他の7075アルミニウム合金と同様に、7075-0は高い耐食性と一般的に許容される強度プロファイルを兼ね備えています。

7075-T6

T6テンパー7075は、引張強度が510～540 MPa（74,000～78,000 psi）、降伏強度が少なくとも430～480 MPa（63,000～69,000 psi）である。破断伸びは5～11%である。[ 9 ]

T6焼戻しは、通常、鋳造7075合金を450℃で数時間均質化し、焼入れ後、120℃で24時間時効処理することで達成されます。これにより、7075合金のピーク強度が得られます。この強度は、主に粒内および粒界に微細に分散したη析出物およびη'析出物に由来します。[ 10 ]

7075-T651

T651テンパー7075は、引張強度が570MPa（83,000psi）、降伏強度が500MPa（73,000psi）です。破断伸びは3～9%です。これらの特性は、使用される材料の形状によって変化する可能性があります。板厚が厚い場合、上記の数値よりも強度と伸びが低くなる可能性があります。

7075-T7

T7質別は、極限引張強度が505 MPa（73,200 psi）、降伏強度が435 MPa（63,100 psi）である。破断伸びは13%である。[ 11 ] T7質別は、材料を過時効処理（ピーク硬度を超えて時効処理する）することで達成される。これは通常、100～120 °Cで数時間時効処理した後、160～180 °Cで24時間以上時効処理することで達成される。T7質別では、主にイータ析出物からなる微細組織が形成される。T6質別とは対照的に、これらのイータ粒子ははるかに大きく、粒界に沿って成長しやすい。これにより、応力腐食割れに対する感受性が低下する。T7質別はT73質別と同等である。[ 10 ]

7075-RRA

RRA（Retrogression and Reage）焼戻しは、多段階の熱処理焼戻しです。T6焼戻しの鋼板から始め、ピーク硬度（T6焼戻し）を超えてT7焼戻し付近まで過時効処理を行います。その後、120℃で24時間の再時効処理を行い、硬度と強度をT6焼戻しレベル、またはそれに極めて近いレベルに戻します。[ 10 ]

RRA処理は様々な方法で行うことができます。一般的なガイドラインとしては、180～240℃で15分10秒間の加熱処理が挙げられます。[ 12 ]

同等の材料

同等の材料の表[ 13 ]
私たち ISO 欧州連合 ドイツ 日本 オーストラリア 中国 ロシア
標準 AISI（UNS） 標準 指定 標準 数値（化学記号） 標準 指定（材料番号） 標準 学年 標準 指定 標準 学年 標準 指定
ASTM B209、

ASTM B210、ASTM B211、ASTM B221、AMS-QQ-A-225/9、AMS-QQ-A-200/11、AMS-QQ-A-250/12、AMS-WW-T-700/7

7075

（A97075）

ISO 209 AW-7075 EN 573-3 EN AW-7075

（EN AW-AlZn5,5MgCu）

DIN 1725-1 AlZnMgCu1,5 (3.4365) JIS H4000;

JIS H4040

7075 AS 2848.1、

AS/NZS 1734、AS/NZS 1865、AS/NZS 1866

7075 GB/T 3190;

GB/T 3880.2

7075 ГОСТ 4784-2019 В95（В95Т1、В95Т2など）

用途

7075アルミニウム合金が世界で初めて量産されたのは、三菱A6M零式艦上戦闘機でした。[ 14 ]この航空機は、従来のアルミニウム合金に比べて7075の強度が高かったため、優れた操縦性を実現したことで知られていました。

7075などの7000系合金は、その高い比強度のため、船舶、自動車、航空を含む輸送用途によく使用されます。[ 7 ] [ 15 ]同じ特性のため、ロッククライミング用具にも使用されています。自転車部品、インラインスケートのフレーム、ハンググライダーの機体は、一般的に7075アルミニウム合金で作られています。ホビーグレードのRCモデルでは、シャーシプレートに7075と6061がよく使用されます。 7075は、米国軍のM16ライフルや民間市場向けのAR-15スタイルのライフルの製造に使用されます。特に、高品質のM16ライフルのロワーレシーバーとアッパーレシーバー、および延長チューブは、通常7075-T6合金で作られています。デザートタクティカルアームズ、SIGザウアー、フランスの兵器会社PGMは、精密ライフルにこの合金を使用しています。 STXサーブルなどのラクロススティックのシャフトや、キャンプ用のナイフとフォークのセットにもよく使われています。また、競技用ヨーヨーにもよく使われる素材です。

7075シリーズ合金のもう一つの用途は、ドラッグレースエンジンに使用されるコネクティングロッドです。アルミニウム製のコネクティングロッドは、鍛造鋼製のコネクティングロッドほどの疲労寿命はありませんが、鋼製のコネクティングロッドよりも質量が小さいため、エンジンが全開・高回転で運転されている間も機械的応力が低くなります。

オフロードバイクのクランクケースガードの標準素材としても採用されています。

7075は、高強度、低密度、耐熱性、そして高度な研磨性といった特性から、金型製造において広く使用されています。この合金は、この用途向けにさらに改良され、7000シリーズの他の合金、すなわち7050および7020へと発展しました。

航空宇宙アプリケーション

7075は、スペースシャトルSRBのノズルと、インタータンクセクションの外部燃料タンクSRBビームに使用されました。サターンVの第二段であるS-IIの前部スカートと後部スカート、そしてインターステージも7075で作られました。[ 16 ]

アプリケーション

  1. 航空機の装備
  2. ギアとシャフト
  3. ミサイル部品
  4. 調節弁部品
  5. ウォームギア
  6. 航空宇宙/防衛アプリケーション
  7. 自動車
  8. 自転車チェーンリング
  9. 自転車のギアボックス
  10. アーチェリー用具

商号

7075は、Zicral/Zycral、Ergal、Fortal Constructalなど、様々な商標で販売されています。鋳型製造用に販売されている7000シリーズ合金には、Alumec 79、Alumec 89、Contal、Certal、Alumould、Hokotolなどのブランド名があります。

参照

ノースウエスト航空421便

参考文献

  1. ^ Juan J. Valencia、Peter N. Quested、「熱物理的性質」
  2. ^ ASMハンドブック第2巻：特性と選択：非鉄合金および特殊用途材料、1990年、137～138ページ
  3. ^馬場 善雄.「航空機用超々ジュラルミンおよび後継アルミニウム合金」軽金属学会誌（住友軽金属工業株式会社）第39巻第5号、378頁。2015年11月22日閲覧。
  4. ^吉田 秀夫 (2023年2月1日). 「超々ジュラルミン開発の変遷とAl–Zn–Mg合金の今後の研究課題」 . Materials Transactions . 64 (2) MT-LA2022019: 341– 351. doi : 10.2320/matertrans.MT-LA2022019 – via J-STAGE.
  5. ^カナダ航空宇宙ジャーナル、1989年第35-36巻、129ページ
  6. ^ "7075 (AlZn5.5MgCu, 3.4365, 2L95, A97075) アルミニウム :: MakeItFrom.com" . www.makeitfrom.com ". 2018年4月22日閲覧。
  7. ^ a b Alcoa 7075 データシートArchived 2013-08-29 at the Wayback Machine (PDF), accessed October 13, 2006
  8. ^ Ogunsanya, Ibrahim G. (2024). 「後退成形および温間成形したAA7075板の腐食および硬度特性」 .エンジニアリングレポート. 6 (7) e12803. doi : 10.1002/eng2.12803 . ISSN 2577-8196 . 
  9. ^ 「ASM材料データシート」 asm.matweb.com . 2018年10月16日時点のオリジナルよりアーカイブ。2018年4月22日閲覧。
  10. ^ a b c Park, JK, AJ Ardell. 「T651およびT7テンパーにおける市販7075 AI合金の微細構造」Metall. Trans. A. 14A (1983): 1957. 印刷。
  11. ^ 「ASM材料データシート」 asm.matweb.com 2018年4月22日閲覧。
  12. ^ Cina, Baruch M. 合金、特にアルミニウム合金の応力腐食割れ感受性の低減. イスラエル・エアクラフト・インダストリーズ社（譲受人）。特許3856584。1974年12月24日。印刷。
  13. ^ 「7075アルミニウム合金の特性、7075-T6、T7351、T651」。www.theworldmaterial.com。2021年10月16日時点のオリジナルよりアーカイブ。
  14. ^吉田英夫 (2020).翔泳社。 ISBN 978-4-86693-295-8
  15. ^橋本 剛志、城眼 聡志（昭和アルミニウム）、中田 健、金 勇次、牛尾 正治（大阪大学）：高強度アルミニウム合金のFSW接合
  16. ^ McCutcheon, Kimble D. (2022年8月3日). 「米国有人ロケット推進技術の進化 パート8.20: サターンV S-II」 .

さらに読む

  • 「鍛造アルミニウムおよびアルミニウム合金の特性：7075、アルクラッド7075」、特性と選択：非鉄合金および特殊用途材料、第2巻、ASMハンドブック、ASMインターナショナル、1990年、115〜116ページ。
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