質別とは

しつべつ

アルミニウム合金などの製造の過程での加工と熱処理の状態を表す記号。Oは焼なまし、Hは加工硬化、Tは熱処理による調質を表し、数字で細かく区別する。

「質別」は、2分野の3問の練習問題に出てきます(非鉄金属材料, 金属材料と合金など)。

基本の記号

アルミニウム合金の質別は、合金番号のあとに続けて「5052-H34」「6061-T6」のように書きます。Fは製造のままで特に調整しないもの、Oは完全に焼なまして最も軟らかくしたもの、Hは冷間加工で加工硬化させたもの、Wは溶体化処理のあと室温で時効が進んでいる途中の不安定な状態、Tは溶体化処理や時効などの熱処理で安定な性質に調整したものです。同じ合金でも質別によって強さや伸び、耐食性が大きく変わるので、材料を注文したり図面に書いたりするときは、合金番号と質別を必ず組で指定します。

H記号の読み方

Hのあとの1桁目は加工のあとの処理を表し、H1は加工硬化だけ、H2は加工硬化のあと部分的に焼なましたもの、H3は加工硬化のあと低温で加熱して性質を安定させたもの、H4は加工硬化のあと塗装の焼付けなどで加熱されたものです。2桁目は硬さの程度で、8が最も硬い状態、4がOとの中間の1/2硬質、2が1/4硬質、6が3/4硬質にあたります。同じH14とH24でも、H24は強く加工してから焼なましで戻しているので、伸びがやや大きくなります。Mgの多い5000系は室温で少しずつ軟化するので、H3の質別がよく使われます。

T記号の読み方

Tのあとの数字は熱処理の組み合わせを表します。T4は溶体化処理のあと室温で自然時効させたもの、T6は溶体化処理のあと人工時効させて最高に近い強さにしたもの、T5は押出しなどの高温の加工から冷やしてそのまま人工時効させたもの、T3やT8は溶体化処理のあと冷間加工を加えてから時効させたものです。T7は時効をピークより進めた過時効や安定化の状態で、強さを少し下げて応力腐食割れへの抵抗や寸法の安定性を高めます。T651のように続く数字は、引張りで残留応力を除いたことなどを表します。

質別の練習問題に挑戦

アルミニウム合金の質別記号のうち、5052合金などに使われる「H34」が表すものとして正しいものはどれか。

A溶体化処理のあと冷間加工し人工時効させたもので、最も硬い状態の4割の硬さに調整したもの
B加工硬化させたあと部分的に焼なましし、硬さを最も硬い状態の4分の3に戻したもの
C加工硬化させたあと低温で加熱して性質を安定させたもので、硬さはOと最も硬い状態の中間

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正解：C. 加工硬化させたあと低温で加熱して性質を安定させたもので、硬さはOと最も硬い状態の中間

Hは加工硬化した材料で、1桁目の数字が加工のあとの処理を、2桁目が硬さの程度を表します。H1xは加工硬化だけ、H2xは加工硬化のあと部分的に焼なましたもの、H3xは加工硬化のあと低温で加熱して安定化したものです。2桁目の8が最も硬い状態、4はO(焼なまし)と8の中間の1/2硬質、2は1/4硬質、6は3/4硬質にあたります。Mgを多く含む5000系は、室温に置くと少しずつ軟化して性質が変わるので、あらかじめ低温加熱してこれを止めたH3xが使われます。溶体化処理と時効は熱処理型合金のT記号の処理で、非熱処理型の5052には使いません。部分焼なましはH2xで、2桁目の4は1/2硬質です。

よくある質問

非熱処理型の合金にT記号は付きますか。

付きません。1000系、3000系、5000系は析出硬化しないので、焼なましのOか、加工硬化のH記号で表します。T記号は2000系、6000系、7000系などの熱処理型の合金に使います。

T4とT6はどちらが強いですか。

同じ合金ならふつうT6のほうが強く、T4は強さが低い代わりに伸びが大きく、曲げなどの成形に向きます。T4で成形してから人工時効してT6にする使い方もあります。

質別は日本と海外で違いますか。

日本の規格の質別記号は、国際的に使われているアルミニウム協会の方式とほぼ同じ体系です。基本のO、H、T記号と主な数字の意味は共通なので、海外の資料もそのまま読めます。

解説の中の「質別」

アルミニウム合金の記号は、4けたの数字が合金系(6000系はAl-Mg-Si系)を、ハイフンのあとの質別記号が処理の状態を表します。
アルミニウム合金の記号「A6061-T6」の「T6」が表す処理はどれか。
T73はT6より高い温度や長い時間で時効を進めた過時効の質別で、引張強さや耐力はT6より10〜15%ほど下がりますが、粒界の析出物が粗く途切れ途切れになって、粒界に沿う割れが進みにくくなります。
7075合金の厚板や鍛造品では、最高強度が得られるT6よりも、時効を進めたT73(過時効)が選ばれることがある。その主…