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アルミニウム [一般的な種類と性質]


■ アルミニウム

ビールの缶とか窓のサッシ、タイヤホイルなど、私たちの身近なところで、そっと生活をささえてくれているのが「アルミ」です

アルミニウム(aluminium, aluminum)の原子番号は13、元素記号は Al。銀によく似た外見なのに銀よりもずっと軽い。軽銀(けいぎん)と呼ばれることもあります。

上記のほか「アルミ箔」などが身近ですが、もっともお世話にんあっているのは「一円硬貨」ではないでしょうか。nanacoやEdyなどのカードが一般化してキャッシュレスが進んでいても、いまだ一円玉は健在です。アルミニウムを使用した日用品は数多く、非常に生活によりそうような金属なのです。

常温常圧で、熱伝導性や電気伝導性に優れ、さらには加工性が良いときてます。金属と思えない軽量さも魅力なので、とにかく広く用いられてます。熱力によって酸化されやすい金属とはいうものの、空気中ではそうでもありません。アルミ表面に酸化皮膜ができると、内部が保護されるので耐食性が高くなるのです。

天然には、化合物というかたちで広く分布していて、ケイ素や酸素とともに地殻を形成する主な元素のひとつです。また、酸にも塩基にも溶解する両性金属という特徴もあります。


リサイクル前提で、スクラップとして買い取る場合には、主に次のような形で引き取ります。

 アルミ缶
 アルミ缶ホイール
 ホイールサッシ
 サッシアルミ板
 アルミ板


アルミニウムには、合金系統と呼ばれ、性能や合金の度合いによって番号がついてます。
これによって使用用途が決められるので、形状からおよその系統がわかります。





・1000系: A1070 A1050 A1100
アルミニウム(純アルミニウム系)非熱処理型合金
 1000番台表示のアルミは純アルミニウムをあらわしている。 これらはいずれも純度99.00%以上のアルミニウムです。1070、1050はそれぞれ純度99.7%以上、99.5%以上のアルミとなってます。主な用途は、電線、日用品、はく、装飾品、反射板、化学工業タンク類、熱交換器部品、溶接線 んどです。

・2000系合金: A2017 A2024 A2011
(Al-Cu系)熱処理型合金
 A2017、A2024はジュラルミン、超ジュラルミンとも呼ばれて、2000系合金を代表する材質として知られ、鋼材に匹敵する強度を持ちます。強度向上のために銅が多く添加されてますが、耐食性を落とす要因となっている。切削性については、他の合金よりも良好です。主な用途は、ねじ類、ギヤー部品、リベット類、航空宇宙機器、油圧部品、ゴム成形用金型、船舶用材などなど。

・3000系合金: A3003 A3005 A3105
(Al-Mn系)非熱処理型合金
 マンガンの添加によって、純アルミニウムの加工性や耐食性をそのままに強度を向上させたアルミです。
主な用途は、複写機ドラム、アルミ缶(胴部)、化粧板、カラーアルミ、電球口金、屋根材など。

・4000系合金: A4032 A4043
(Al-Si系)非熱処理型合金
 シリコンを添加させて熱による膨張を抑え、耐磨耗性の向上を狙ったアルミです。銅、ニッケル、マグネシウム等の添加して耐熱性を向上させれば、鍛造ピストン材として用いられます。主な用途は、ピストン、シリンダヘッド、建築パネル、溶接線など。

・5000系合金: A5052 A5056 A5083 A5454
(Al-Mg系)非熱処理型合金
 マグネシウムを添加して強度と耐食性を向上させたアルミです。
マグネシウム添加量を変えることで、用途が変わります。比較的少ないものは装飾用や器物用に、多いものは構造材として使用されたりと、合金の種類が多いのが特徴です。中程度のマグネシウム含有の代表がA5052。アルミ合金全体の中でも中程度の強度を持つということからも、最も一般的な材料となってます。マグネシウム含有量が多いA5083は、強度に優れます。海水に強くて溶接性も良いことから、船舶材料や車両、化学プラント等によく用いられます。
 主な用途は、船舶、車両、建築用内外装、缶エンド、カメラ鏡胴、アルミホイール、化学プラント、圧力容器、板金製品などなど。

・6000系合金: A6061 A6063 A6N01
(Al-Mg-Si系)熱処理型合金
 マグネシウムとシリコンが一定の含有比で添加されてるため、熱処理に強いアルミです。
強度も耐食性も良好なので押出し加工性に優れてます。代表的な構造用材といえるでしょう。特にA6063は優れた押出し性から建築用サッシ等に使用されてます。主な用途は、建築用材、高欄、ガードレール、船舶、車軸、陸上構造物、家具、家電製品、機械自動車部品などなど

・7000系合金:A7072 A7075 A7N01
(Al-Zn-Mg系)熱処理型合金
 亜鉛とマグネシウムを添加して熱処理を行ったもので、最も強度の高いアルミ合金です。最高強度を持つAl-Zn-Mg-Cu系合金と、銅を含まないAl-Zn-Mg系合金に大別されますが、Al-Zn-Mg-Cu系合金の代表的なものがA7075。超々ジュラルミンとも呼ばれていて、航空機やスポーツ用品等に使用されます。主な用途は、スポーツ用品(金属バット・スキーストック)、オートバイリム、航空機材、車軸などです


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銅という非鉄金属 [非鉄金属]

■ 銅という非鉄金属


銅(どう)。元素記号は Cuはラテン語の「cuprum」からきてます。さらにこのcuprumというのは、地中海に浮かぶキプロス島(kypros)で、この島から良質の銅が産出したことに由来するそうな。

胴の色は赤みがかった金属だと思われてますが、本来の色は赤橙。私たちが、目にしている色は空気中に曝されてせいで赤みが増した胴色なのです。古来、赤金とか銅(あかがね)と呼ばれてますが、本当はちょっと違うわけです。

銅は、柔らかくて加工がしやすい金属です。太古から自然銅として存在していて、最も初期の文明においても先史時代から使われてきたという、人類になじみの高い金属です。少なくとも1万年の歴史があるといわれいて、紀元前9000年の中東で利用されたのが初めてではないかと推測されてます。イラク北部でも紀元前8700年の銅のペンダントが出土してます。

日本でも江戸時代には精錬技術が発展していて、純度の高い銅を素銅(すあか)、不純物を多く含む銅を山銅(やまがね)と区別して使用してました。この時代の日本では、金を数パーセント混ぜた銅合金を赤銅(しゃくどう)と呼んでいたようです。

電気伝導度と熱電動も高い金属です。銀や金と共通した性質ですね。

電気の伝達率が高いことから、銅は電線の主金属です。
熱の伝導率もよいので、一部の鍋やラジエタの一部に使用されたりします。
優秀な金属なので、買い取り価格も高めです。
タグ: 非鉄金属
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真鍮とは [一般的な種類と性質]

■ 真鍮とは

非鉄金属の中では、わりとよく取り扱われるのが真鍮です。
非情に身近な金属で、どれくらい身近かというと、五円硬貨の素材が真鍮です。シンクにある水道の蛇口のついてる根っこの部分もそうです。水を出したり止めたりする中継箇所で、長年使っても壊れない丈夫さ、水周りなので錆びにも強くなければいけません。なので、この部品の製品はほぼ100%砲金製です。

「銀色に光ってるけど?」

真鍮の色は黄色なのですが、流しの水道部分はぴかぴかな銀色をしてます。あれは、銀メッキが施された結果です。気になるなら鑢ででも削ってみてください。表面のすぐ下から銀とは異なる金属が顔をだすはずです。

同じく、水洗便所の給水管や便器給水の接続部分(スパッド)にも使われます。メッキ塗装されてるので銀色に反射してますが、本来のカラーは黄色です。仏具や多くの金管楽器などに多用されています。後述しますが、金管楽器のことをブラスバンドといいますよね。あの「ブラス」というのは、真鍮の英名が由来になってます。「だからなんだ」と言われても困りますが、トリビアとして覚えておいてください。

ところで、上記ほど身近ではないですが、紙幣の印刷機などの精密機械、理化学器械類や鉄道模型等の素材、弾薬の薬莢や金属模型なども真鍮が使われてます。とにかく、あらゆるところに広く使用されている金属ということです。


■ 真鍮の特性は?

真鍮は、黄銅(おうどう)とも呼ばれる黄色の金属で、英語名はブラス(brass)といいます。銅と亜鉛の合金であって分量によって色は変わるのですが、「黄銅」というのは、特に亜鉛が20%以上のものを言うようです。

適度な強度と展延性を持つ。つまり固いくせに延ばしやすい、扱いやすい合金として、約350年ほど前から広く利用されるようになった歴史のある金属です。青銅(砲金)のようがより古い金属ですが、純粋な真鍮を取り出す技術が未熟だったせいです。

面白いことに真鍮は、歴史のあちこちで登場する鉱物「オリハルコン」の正体の1つと見られているとか。現代のファンタジーに登場するオリハルコンは、鉄でも何でも易々と切り裂くようなとんでもなく硬質な正体不明の金属。正体が5円玉だと知ったら、世界のRPGファンはさぞかし嘆くことでしょう。


最も一般的な黄銅(真鍮)は、銅65%、亜鉛35%のものですが、銅と亜鉛の割合によって物性が変化します。JISにおいて「銅合金」として扱われていて、材料記号は頭文字Cで始まる4桁記号で表されます。

 C2600 七三黄銅(銅が約70%、亜鉛が約30%) 
  イエローブラスとも言います
 C2801 六四黄銅(銅が約60%、亜鉛が約40%)
   黄金色に近い黄色を示します
 C3604 快削黄銅(混合割合に幅があります)
  銅が57.0-61.0%、鉛が1.8-3.7%、鉄が0.50%以下、鉄+錫が1.0%以下、亜鉛は残部 
  鉛を添加して被削性を高めている黄銅です
 C3771 鍛造用黄銅(混合割合に幅があります)
  銅が57.0-61.0%、鉛が1.0-2.5%、鉄+錫が1.0%以下、亜鉛は残部
 C4600台 ネーバル(naval)
  耐海水性を高めるために錫(すず)を添加しでます。海軍黄銅とも言います 
 CAC201 黄銅鋳物1種


 黄銅の色ですが、一般的には、亜鉛の割合が多くなるほどに色が薄くなり、少なくなるほど赤みを帯びます。亜鉛の割合が増すごとに硬度を増していきますが、その分脆くもなっていきます。実際のとろは、45%以上では実用に耐えません。

どの黄銅も、展延性に優れていることから、冷間加工で使用されることが多くなってます。適度な硬さ。過度ではない展延性が加工の魅力です。旋盤やフライス盤などによる切削加工が容易であり、しかも価格もほどほど。

リサイクルの現場では水道部品としての回収が多いのですが、微細な切削加工に向いてることから、宝飾品としてもよく使われます。

タグ:真鍮 黄銅
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