アルミニウム合金硬度表：HW、HB、HV、HRB、HBA

アルミニウムの硬度は、ブリネル硬度やロックウェル硬度などの様々な試験方法で評価することができます。アルミニウム合金の硬度は、マグネシウム、マンガン、銅など、合金となる他の金属と関係しています。これらの元素を加えることで、アルミニウムの耐食性と硬度を大幅に向上させることができます。

例えば、7075アルミニウム合金と6063アルミニウム合金の硬度には違いがあります。さらに、アルミニウム合金の硬さは、ビッカース硬さ試験機やロックウェル硬さ試験法などの特定の硬さ試験機で測定することもできます。

このことは、アルミニウム合金の硬度値が、試験方法や規格の違いによって変化しうることを示している。同時に、アルミニウム合金の硬度は、表面処理法によっても向上させることができる。例えば、陽極酸化処理はアルミニウム合金の硬度と耐摩耗性を著しく向上させることができます。

アルミニウム合金硬度表

以下の表は、異なる熱処理工程を施した約400種類のアルミニウム合金材料について、天星式W-20ビッカース硬度計で測定した代表的なビッカース硬度値です。

表中のビッカース硬度値は、各種アルミニウム合金材料の代表的な硬度値の実測値であり、材料が適格であるかどうかの基準として使用されるものではない。様々な材料の硬度資格値は、対応する製品の技術仕様を参照する必要があります。例えば、国家標準GB 5237.1「アルミニウム合金建築用構造部品第1部：母材」では、6063-T5のビッカース硬度値は8HWを下回ってはならず、6063A-T5のビッカース硬度値は10HWを下回ってはならないと規定されています。

について ブリネル硬度ビッカース硬度、ロックウェル硬度、バーコル硬度は参考値であり、換算には使用できません。換算が必要な場合は、米国規格ASTM E140の硬度換算表を使用することを推奨します。

アルミニウム合金硬度表

アルミニウム合金の硬度を最も著しく高める元素は？

マグネシウム、マンガン、チタン、希土類元素（ランタンやイットリウムなど）といった元素は、アルミニウム合金の硬度を高めるために添加することができる。マグネシウムを添加すると、アルミニウムの引張強さが著しく向上します。マグネシウムが1%増加するごとに、引張強さは約34MPa増加します。

マンガンを導入することで、強化効果を補うことができ、また熱亀裂への感受性を低下させることができる。

さらに、希土類元素（ランタンやイットリウムなど）の添加は、酸化層の剥離に対する耐性を高めることができる。したがって、これらの元素を取り入れることで、アルミニウム合金の硬度をさまざまな程度まで高めることができる。

アルミニウム合金の硬度と耐摩耗性は、表面処理によってどのように改善されるのでしょうか？

表面処理によってアルミニウム合金の硬度と耐摩耗性を向上させるために採用できる方法はいくつかある：

陽極酸化処理： この一般的な方法では、アルミニウム合金の表面に緻密な酸化皮膜を形成し、硬度と耐食性を高める。

表面電気メッキ： アルミニウム合金の表面に金属（スズや銅など）の層をコーティングすることで、その硬度と耐摩耗性を効果的に向上させることができる。

耐摩耗性コーティングの吹き付け： 特殊な耐摩耗コーティングをアルミニウム合金素材の表面に均一に吹き付け、均一で緻密な硬い皮膜を形成します。この方法は、耐摩耗性と耐食性を向上させるだけでなく、外観も向上させます。

冷間加工硬化： この方法は、冷間加工によって室温でアルミニウム合金を硬化させるもので、元の形状を維持する必要があるアルミニウム合金材料に適している。

熱処理： 特定の種類のアルミニウム合金（6061など）については、時効処理によって強度と硬度を高めることができます。これには通常、溶体化処理後の時効処理が含まれる。

アモルファスCrAlNコーティングの直流マグネトロンスパッタリング成膜： この方法は、アルミニウム合金の表面にアモルファスCrAlN皮膜を析出させ、耐食性と耐摩耗性を向上させる。

溶射と自己増殖型高温合成： これらの方法により、アルミニウム合金の表面に耐摩耗性セラミック被膜を形成することができ、アルミニウム合金の耐摩耗性を大幅に向上させることができる。