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強度と耐食性のバランスに優れた鋳造合金は?

目次
Comparative Performance of High-Strength Corrosion-Resistant Casting Alloys
Aluminum Alloys: Lightweight with Strong Passive Oxide Layers
Zinc Alloys: High Precision, Moderate Corrosion Resistance
Copper-Based Alloys: Best-in-Class Resistance and Load Capacity
Surface Treatments to Enhance Corrosion Resistance
Conclusion

適切な鋳造合金の選択は、特に部品が機械的荷重と腐食性環境の両方に耐えることが求められる場合、信頼性のある性能を達成するために非常に重要です。海洋工学、自動車、エネルギー、防衛分野では、設計者は引張強度/降伏強度、耐腐食性、鋳造性、コスト効果のバランスを取る必要があります。

Newayでは、当社の合金選定プロセスは冶金基準(例:ASTM B85、ISO 3522、DIN 1725)と実証試験を基に構築されています。以下に、強度と耐腐食性の両方で優れた性能を提供する鋳造合金の詳細な評価を示します。

高強度耐腐食鋳造合金の比較性能

合金

引張強度(MPa)

降伏強度(MPa)

耐腐食性

適用範囲

A356 アルミニウム

240–320

150–170

高い

海洋ハウジング、サスペンションアーム、航空機部品

A380 アルミニウム

約310

約160

中程度

消費者向けエンクロージャ、ヒートシンク、ハウジング

AlSi12

150–220

90–130

非常に高い

LEDエンクロージャ、屋外ブラケット、自動車用トリム

Zamak 5(亜鉛合金)

280–320

210

中〜高い

高精度部品、コネクタ、ブラケット

C95500(アルミニウム青銅)

620–725

275–380

優れた

ポンプインペラ、海洋シャフト、油田ツール

Brass C464(海軍黄銅)

480–550

150–200

優れた(海水中)

海水用バルブ、ナット、チューブシート

CuNi10Fe1(銅-ニッケル)

400–500

150–200

優れた

脱塩装置、熱交換器、配管

アルミニウム合金:軽量で強い受動酸化皮膜

A356(Al-Si-Mg、ASTM B26)

A356は熱処理可能なアルミニウム鋳造合金で、優れた機械的性能と耐腐食性の組み合わせを提供します。T6硬化処理後、引張強度は310〜320 MPa、伸び率は5〜7%に達し、湿気やスプレー環境にさらされる構造部品に最適です。

  • シリコン(約7%)が鋳造流動性を改善

  • マグネシ�������������ム(約0.3%)が熱処理による強度を実現

  • 表面コーティングなしでも高い耐腐食性を維持

  • 高い信頼性が求められる鋳造品にASTM B26/B26Mに準拠して使用

AlSi12(EN AC-44100 / DIN 1725)

AlSi12は最大12%のシリコンを含み、優れた流動性と高い耐腐食性を提供します—特に酸性雨や産業大気中で効果的です。強度はA356より低いですが、金型充填挙動が優れており、薄壁のアプリケーションに最適です。

  • 壁厚が1.8mmという薄さでもエンクロージャに最適

  • 長期間のUVおよび塩分露出下で安定した表面を維持

  • 装飾的または保護的なハウジングにしばしば使用

亜鉛合金:高精度、中程度の耐腐食性

Zamak 5(ASTM B86 / EN 1774)

Zamak 5は、高強度亜鉛ダイカストの業界標準です。最終引張強度は約300 MPa、6〜8%の伸び率を持ち、厳密な公差(±0.05mm)や複雑な形状に対応できます。亜鉛の自然酸化皮膜は中程度の耐腐食性を提供し、メッキ、クロメート処理、または粉体塗装で改善可能です。

  • 壁厚0.6mmまで鋳造可能

  • 寸法精度が要求される機能部品に最適

  • ASTM B117に従って腐食試験:塩水噴霧中で最大96時間、最小の損傷(無コーティング)

銅系合金:最高レベルの耐腐食性と荷重能力

C95500(アルミニウム青銅、ASTM B148)

C95500アルミニウム青銅は優れた耐腐食性を提供し、機械的特性は多くの鋼を超えています。引張強度は最大725 MPaに達し、キャビテーション、侵食、高圧海水曝露に耐え、海底、ポンプ、油圧アプリケーションには欠かせません。

  • 10〜11.5%のAl、3〜5%のFe、0.5〜1.5%のNiを含む

  • 海水および塩化物に耐性のある受動的なAl₂O₃層を形成

  • ISO 9001およびNORSOK M-650認定環境で使用可能

Brass C46400(海軍黄銅、ASTM B584)

Brass 464は、スズ含有量(約1%)と安定した酸化皮膜を形成する能力により高い耐腐食性を持っています。引張強度は480〜550 MPaで、機械的および化学的露出条件下で優れた性能を発揮します。

  • 脱亜鉛化に対する強い耐性

  • しばしばファスナー、バルブボディ、熱交換器プレートに使用されます

  • 優れた機械加工性(自由切削黄銅との比較で評価約30%)

CuNi10Fe1(DIN 17664)

CuNi10Fe1は、バイオファウリング耐性と熱サイクル下での機械的安定性で知られる銅ニッケル合金です。ブライン、海水、凝縮系統で高い性能を維持します。

  • 海洋およびオフショアの熱交換システムに使用

  • ガルバニック環境下でチタンおよびステンレス鋼と互換性あり

  • 引張強度:約450 MPa����約20%、EN 1982に準拠

耐腐食性を向上させる表面処理

過酷な環境下での耐腐食性を高めるために、Newayでは以下を推奨しています:

  • AlSi12およびA356用のアルマイト処理

  • 銅系合金用のニッケルまたはスズメッキ

  • Zamak 5用の変換コーティングまたはクロメートパッシベーション

  • 表面性能を検証するための塩水噴霧試験(ASTM B117またはISO 9227)

結論

鋳造部品において強度と耐腐食性の両方を達成するには、合金選定が大きな役割を果たします。A356およびC95500は、海洋または腐食性環境での構造荷重に最適な素材です。Zamak 5は、適切なコストで高い精度を持ち、耐腐食性も中程度で優れた強度を提供します。一方、CuNi10Fe1と海軍黄銅は、長期間の海水曝露において卓越しています。

Newayでは、当社の材料エンジニアが機能、耐久性、鋳造方法に基づいて適切な合金を選択する支援を行います—基準に基づいた分析、シミュレーション、および試験に裏付けられた優れた性能を保証します。

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