アルミニウム 6260：組成、特性、調質ガイドおよび用途
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包括的な概要
6260は6xxx系アルミニウム合金の一種であり、主な合金元素としてマグネシウムとシリコンを含み、Mg2Si析出物を形成します。これは熱処理可能で析出硬化型の合金であり、適度から高強度を良好な押出し性および表面仕上げとバランスさせることを目的としています。そのため、構造用押出材や高度に設計されたプロファイルのために最適化された合金群に位置します。
6260の主要合金元素はシリコンとマグネシウムであり、これに銅、クロム、マンガン、および微量のチタンが制御的に添加され、結晶粒の微細化や硬化挙動に影響を与えます。強化機構は古典的な時効硬化で、固溶処理および急冷後に人工（または自然）時効を行い、Mg2Siや二次相を析出させて降伏強さや引張強さを向上させます。
6260の主な特徴として、優れた強度対重量比、大気環境や軽度の海洋環境での良好な耐食性、適切なフィラー選択により良好な溶接性、および軟化された時効状態における適度な成形性が挙げられます。一般的な用途には、自動車・鉄道などの輸送機器、建築・建材システム、電気筐体、放熱部品など、複雑な押出形状が求められる分野があります。
エンジニアは、6063などのより一般的な6xxx系合金と比較して、やや高い押出し後強度と寸法安定性を求める場合に6260を選定します。絶対的なピーク強度よりも溶接性、表面仕上げ、耐食性を重視する場合、高強度の2xxx系/7xxx系合金よりもこちらが好まれ、逆に構造的な強度がより必要である場合は軟質の1xxx系や3xxx系合金に代わる選択肢となります。
硬さ条件（Temper）の種類
| 硬さ条件 | 強度レベル | 伸び | 成形性 | 溶接性 | 備考 |
|---|---|---|---|---|---|
| O | 低 | 高 | 非常に良い | 非常に良い | 最大の延性と成形性を得るための完全アニーリング状態 |
| H14 | 低～中 | 中 | 良い | 良い | 冷間加工済みで降伏強さが若干上昇、限定的な回復が許容される |
| T4 | 中 | 中～高 | 良い | 良い | 固溶熱処理後、自然時効；成形と時効のバランスが良好 |
| T5 | 中～高 | 中 | 良い | 良い | 熱間加工後に冷却し、人工時効；押出品で一般的に使用される |
| T6 | 高 | 中～低 | 普通 | 普通～良好 | 固溶処理→急冷→人工時効により最大強度を実現 |
| T651 | 高（安定） | 中～低 | 普通 | 普通～良好 | T6に応力除去のための伸線を実施；押出構造部品で広く使用 |
硬さ条件は微細構造に大きな影響を与えます。軟質条件では亀裂なしに広範囲の冷間成形や曲げ加工が可能ですが、T6/T651のピーク時効条件では成形性が犠牲となり強度が最大になります。溶接性やヒートアフェクテッドゾーン（HAZ）の軟化は硬さ条件と密接に関連しており、T6は溶接後に局所的な軟化領域が発生しやすいため、溶接後熱処理や適切なフィラー合金の使用が推奨されます。
化学成分
| 元素 | 含有率範囲（%） | 備考 |
|---|---|---|
| Si | 0.4–0.9 | シリコンはMgと反応してMg2Si析出物を形成し強化に寄与；鋳造や押出し時の流動性を制御 |
| Fe | 0.2–0.5 | 鉄は避けがたい不純物であり、靭性や表面仕上げに影響する金属間化合物を形成 |
| Mn | 0.05–0.25 | 少量で結晶粒を微細化し強度向上；6260では高いMn含有は一般的でない |
| Mg | 0.6–1.0 | シリコンと並ぶ主要な強化元素；析出速度やピーク強度を制御 |
| Cu | 0.05–0.30 | 微量の銅は強度・硬度を向上させるが、過剰になると耐食性低下の原因に |
| Zn | ≤0.2 | 亜鉛は通常低濃度；この系では溶質効果の関係から過剰添加は望ましくない |
| Cr | 0.05–0.25 | クロムは結晶粒の成長を抑制し、硬さ条件の安定性や靭性を熱処理時に向上 |
| Ti | ≤0.10 | チタンは鋳造またはビレット生産時の結晶粒微細化剤；押出し後の表面品質も改善 |
| その他（各元素） | ≤0.05 | 微量元素および残留物；アルミは残余分としてバランス |
成分は人工時効中のMg2Si析出を制御しつつ、有害な金属間化合物の形成を抑制するよう調整されています。微量のCuおよびCr添加は、強度や溶接部位の挙動、応力緩和特性の調整に寄与しつつ、耐食性を大きく損なわないバランスとなっています。
機械的性質
6260は硬さ条件、断面厚さ、加工方法により大きく変化する幅広い機械的性質を示します。アニーリング状態（O）では高い延性と低い降伏・引張強さを持ち、曲げ・成形加工に適しています。固溶後の人工時効（T6/T651）では、Mg2Si析出物の微細分散によりピークの耐力と引張強度が得られますが、延性は低下し伸び率は一桁台前半から二桁台前半の範囲に減少します。
硬さも同様の傾向を示し、O状態の低いブリネル硬さは時効により大幅に向上します。押出形状の疲労性能はこの系合金として一般的に良好ですが、表面状態や加工痕、切欠きに敏感です。ショットピーニングや表面仕上げによって高サイクル疲労寿命が大幅に改善されます。断面形状や厚さは固溶処理時の冷却速度に影響し、それが到達可能な硬さ・強度のピークに反映されます。薄板のほうが厚板より一般に時効応答が高くなります。
| 物性 | O（アニーリング） | 代表的硬さ条件（例：T6/T651） | 備考 |
|---|---|---|---|
| 引張強さ（UTS） | 約100–150 MPa | 約300–340 MPa | 硬さ条件および断面サイズにより変動；T6は時効条件に依存 |
| 降伏強さ（0.2%オフセット） | 約35–80 MPa | 約240–300 MPa | T6で降伏点は大幅に上昇；T651は寸法安定性に優れる |
| 伸び（A%） | 約20–30% | 約8–14% | 硬さ上昇に伴い伸びは低下；標準試験片で測定 |
| 硬さ（HB） | 約25–40 HB | 約70–100 HB | ブリネル硬さの目安；表面状態と硬さ条件で測定値に差異あり |
物理的性質
| 物性 | 値 | 備考 |
|---|---|---|
| 密度 | 2.70 g/cm³ | ほとんどのAl-Mg-Si合金と同様；強度対重量比計算で重要 |
| 融点範囲 | 約570–640 °C | 成分や不純物により変動；固相線と液相線の差 |
| 熱伝導率 | 約150–170 W/m·K | 放熱や熱管理用途での良好な熱伝導特性 |
| 電気伝導率 | 約30–45 % IACS | 合金化により純アルミより低下；伝導率と強度のトレードオフ |
| 比熱 | 約900 J/kg·K | 室温付近における典型的なアルミニウム合金の比熱 |
| 熱膨張係数 | 約23–24 µm/m·K（20–100 °C） | 他の6xxx系合金と同程度；異種材料との接合時に熱サイクルによる疲労を防ぐため重要 |
物理的性質により、6260は高い比剛性および熱伝導性が求められる用途において、適度な電気伝導率と組み合わせて魅力的な材料となります。設計者は6260部品を他金属や複合材料と組み合わせる際に熱膨張の差異を考慮し、熱的循環による疲労を回避する必要があります。
製品形状
| 形状 | 代表的な厚さ／サイズ | 強度特性 | 一般的な調質 | 備考 |
|---|---|---|---|---|
| シート | 0.3〜6 mm | 調質により強度が異なる。薄板ほど時効硬化が均一に進む | O, T4, T5, T6 | パネル、カバー、成形部品に使用。塗装やアルマイト処理に適した優れた表面仕上げ |
| プレート | 6〜50 mm | 厚板は時効反応が低く、冷却速度も遅い | O, T6（一部限られる） | 厚肉部は軟化コアを避けるため、冷却・時効処理の管理が必要 |
| 押出形材 | 複雑断面、数メートルまで長尺 | 押出後（T5）の強度は良好。完全熱処理後にT6も可能 | T5, T6, T651 | 6260のもっとも一般的な形状。断面形状により機械的異方性に影響 |
| チューブ | 外径 6〜200 mm、板厚に依存 | 溶接・無縫管ともに6xxx系の典型的な特性を示す | O, T5, T6 | 構造用チューブ、レール、導管に使用 |
| バー／ロッド | 直径最大200 mm | ソリッド断面は薄板に比べ時効硬化強度が低い | O, T6 | 寸法安定が求められる機械加工用継手・コネクターに利用 |
加工ルートにより得られる微細組織が決まり、押出は配向した結晶粒流れと表面品質をもたらす一方、プレート生産およびその後の熱処理は板厚に応じて最適化が必要です。押出専用調質（T5/T651）は歪みを最小化し、安定した機械的特性と優れた表面外観を提供するよう設計されています。
対応等級
| 規格 | 等級 | 地域 | 備考 |
|---|---|---|---|
| AA | 6260 | 米国 | American Aluminum Associationにて認知。製品仕様はサプライヤーにより異なる |
| EN AW | 6260 | 欧州 | EN-AW 6260は欧州カタログで一般的。組成・調質はISO規格に整合 |
| JIS | A6260（概ね） | 日本 | 日本規格ではA6260または類似名称で近似組成を規定。サプライヤー確認推奨 |
| GB/T | 6260 | 中国 | 中国GB/T規格には多くの6xxx系合金の対応品目あり。公差差異は国内規格を確認 |
直接の等価品は概ね近似するが完全一致ではない場合もあり、地域規格によって不純物限度、機械的性質の許容基準、適用調質が異なることがあるため、重要用途での代替時は必ずサプライヤーのミルシートや規格の最新版を確認してください。
耐食性
6260は、6xxx系で典型的な安定したAl2O3被膜形成により良好な大気耐食性を示し、高銅含有によるガルバニック腐食感受性がないため工業地域や都市環境でも優れた耐候性を発揮します。建築用途ではアルマイト処理により表面保護と景観性がさらに向上します。
海洋および塩素系環境では、6260は一般的な腐食に対して合理的な耐性を持つ一方で、被膜損傷時には局所的なピッティング腐食や狭隘部腐食が発生しやすくなります。海洋専用の5xxx系合金に比べると海水に対する耐性は劣るため、長期浸漬などの海洋用途ではMg含有量の多いアルミニウム-マグネシウム合金が好まれます。
応力腐食割れ（SCC）感受性は、高強度な2xxx系および一部7xxx系より低いですが、調質や残留応力が影響し、過時効調質ではSCC耐性が向上し、ピーク時効調質状態では脆弱となることがあります。ガルバニック反応も一般的なアルミニウムの挙動に準じるため、6260を貴金属より低い電位の金属と組み合わせる際には注意が必要で、接触部は絶縁処理でガルバニック腐食を抑制してください。
加工性
溶接性
6260は一般的な溶接方法（GMAW／MIG、GTAW／TIG、抵抗溶接など）で良好に溶接可能で、適切な充填材選びと溶接前後の処理が重要です。代表的な充填材はAl-Si系（ER4043）またはAl-Mg-Si系（ER5356）であり、ER4043は割れにくく流動性が良い反面、ER5356は高強度と靱性を維持します。T6材では熱影響部（HAZ）が軟化するため、溶接後の時効処理や充填材のオーバーマッチング、T4→T6の二次処理が強度低下の抑制に有効です。
切削加工性
6260の切削性は他の6xxx系合金と同等の中程度で、自由切削合金ではありませんが、炭化物工具および現代のCNC加工には適しています。推奨工具はTiNコートの正面刃角を持つカーバイドインサートで、良好な冷却液使用と併せて使用してください。ビルドアップエッジ（BUE）防止を考慮し切削速度・送り速度を調整し、深穴加工や肩削りではピーキングサイクルや剛性の高い治具が有効です。
成形性
成形性はO調質およびT4調質で優れ、時効硬化が進むT6に向けて低下します。板厚に対する最小内曲げ半径は、T4で2〜3倍、T6で3〜5倍程度が目安で、断面形状や工具に依存します。冷間加工によるH系調質は降伏強さを上げますが伸びが低下します。温間成形や適切なアニーリング処理を施すことで最終的な時効前に延性を回復できます。
熱処理特性
6260は熱処理が可能で、古典的な析出硬化型です。標準的な固溶化処理はMg2Siを完全に溶解させるため約520〜540 °Cで板厚に応じた時間実施し、その後急冷（水冷）で過飽和固溶体を保持します。人工時効は150〜185 °Cで数時間から数時間の範囲で実施し、T5またはT6を得ます。強度と安定性のバランスにより条件選択が行われます。
T4（固溶化処理＋自然時効）は成形性に優れ、後からの人工時効も可能です。T5は押出後の直接時効で、長尺形状の寸法管理に適します。T651はT6に応力除去の伸張処理を加え、残留応力と歪みを最小限に抑えます。熱処理不可の強化は冷間加工（H調質）やアニーリングで延性調整を行います。
高温性能
6260は人工時効温度域を超え、120〜150 °C以上で強度が徐々に低下します。高温長時間暴露により過時効と軟化が進むため、設計では継続使用温度を制限するか、負荷低減を考慮する必要があります。
高温での酸化は短時間ではほとんど発生せず、Al2O3被膜が迅速に形成されますが、機械的・化学的に損傷を受けることがあります。溶接部の熱影響部は結晶粒組織が既に変化しているため高温環境下での強度低下が特に顕著です。
用途例
| 業界 | 代表的な部品 | 6260が選ばれる理由 |
|---|---|---|
| 自動車 | 押出構造用レール、トリムプロファイル | 押出性、強度、外観表面仕上げのバランスが良く、視認性・構造部品に最適 |
| 海洋 | 建築用上部構造プロファイル、デッキ付属品 | 耐食性とアルマイト処理性に優れ、非浸漬海洋部品に適合 |
| 航空宇宙 | 二次構造用継手・ブラケット | 強度対重量比が良く、押出断面の安定性と優れた切削加工性を保つ |
| 電子機器 | シャーシ・ヒートシンク押出形材 | 熱伝導性が良く、複雑形状の押出成形と精細表面仕上げが可能 |
6260は、押出形状、審美的表面仕上げ、耐食性、および中〜高強度を同時に求められる用途で特に有効です。6063がやや強度不足、6061が類似強度ながら押出性や表面仕上げ特性で異なるため、設計用プロファイルの“ワークホース”合金としての位置づけがあります。
選定のポイント
エンジニアによる材料選定では、6260は軟質系合金と高強度熱処理系の中間に位置し、押出直後やピーク時効の性質は純アルミニウム（1100）よりも強く、成形性や導電性の利点を保持します。電気・熱伝導性および成形性の一部を犠牲にしても降伏強さと引張強さを大幅に向上します。
3003や5052などの加工硬化系合金と比較すると、6260は多くの環境下で同等の耐食性を維持しつつ、より高い時効硬化強度を実現します。ただし、長期浸漬や過酷な海洋環境では3xxx/5xxx系が優れる場合もあります。6061や6063など共通の熱処理系合金に対しては、押出性や表面仕上げ、異なる時効応答の面で選択され、特に特定の押出性能や寸法安定性（T651）が要求される場合に好まれます。ピーク強度は同等か若干低いことがあります。
成形工程、溶接後の処理、表面仕上げ（アルマイト処理）、および使用環境に重点を置いた選定ロジックを使用してください。押出し最適化された6xxx系合金で、機械的性質のバランスが良く、耐食性と溶接性に優れる6260を選択し、寸法精度が厳しい構造用にはサプライヤーのミルシートを必ず確認してください。
まとめ
6260は、押出しに適した加工性、制御された析出硬化挙動、バランスの取れた機械的性質と耐食性を兼ね備えているため、依然として重要なエンジニアリング用アルミニウム合金です。表面仕上げ、溶接性、寸法安定性が強度と同じくらい重要となる構造用プロファイルや部品において実用的なニッチを埋めており、輸送、建築、産業用途において耐久性の高い選択肢となっています。