硬さと引張り強さ

質問

摩擦攪拌接合という接合を行ったA7075について、ビッカース硬さと引張の試験を行いました。
　硬さ試験では、接合の中心(つき合わせたあたり)から0.5mm間隔で硬さを求めた結果、ある程度中心から離れたところで硬さが階段状に落ちました。
　引張試験では、母材部分と前実験で硬さの落ちたあたりから試料を採り試験しました。すると母材部のほうが30%ほど強いという結果になりました。
　豆腐と鉄をくっつけてひっぱったらその境目で豆腐かちぎれそうな気がしますが、アルミ等にしても硬さの違うものがくっついていてそれをひっぱったら境目で、それも弱い応力でちぎれるものなのでしょうか？

回答No.2

kobe-kun · ベストアンサー

かなり専門外なのですが、解答も少ないようなので、何らかの参考になるかと思い書いてみました。

＞　摩擦攪拌接合という接合を行ったA7075について、ビッカース硬さと引張の試験を行いました。

「　２．アルミニウム合金の摩擦撹拌接合　」
http://www.jwri.osaka-u.ac.jp/~dpt6/minird2/main.html
http://www.jwri.osaka-u.ac.jp/~dpt6/index.html
こんなのを言うのでしょうかね。？

＞　硬さの落ちたあたりから試料を採り試験しました。すると母材部のほうが30%ほど強いという結果になりました。

アルミに限らず、素材に何らかの熱を加えた場合、一種の熱処理をしたのと同じになりますから、
そう言うことも、十分にありえることなのではないでしょうか。

＞　硬さの違うものがくっついていてそれをひっぱったら境目で、それも弱い応力でちぎれるものなのでしょうか？

そう言う単純な事柄などではなくて、「Ａ７０７５と言うアルミ」が、本来、熱処理によって強度を出す仕組みの、
アルミ合金だと思いますので、どのような理由で有っても、＜　熱の加わる加工　＞の場合は、そのままでは、
本来の強度を発揮できない可能性が大だと思いますので、溶接の後に熱処理を行う必要があるのではないでしょうか。

「　ａｌ　」
http://www.ichihara-kinzoku.co.jp/al.htm
http://www.ichihara-kinzoku.co.jp/

上の特性表などからしますと、「Ａ７０７５」の溶接性は、本質的に余り良くないみたいですね。

「　アルミニウム合金選定早見表　」
http://www.coguchi.com/data_s/arumi_hayami/index.html
http://www.coguchi.com/data_s/
http://www.coguchi.com/

こちらの表によれば、「７０７５－Ｔ６」の溶接性は、「Ｃランク」で、下の方の表からすれば、
《《　実用的でない　》》となっています。

結局、溶接性の本来良くない「Ａ７０７５」と言う素材を、＜　摩擦攪拌接合の実験材料に使った　＞
と言うところが、問題なのではないでしょうか。

まぁ上の説明は、全くの素人が言ってることなので、当たってなくとも、今回はご容赦ください。
もし、より詳しい論理的な解説をお望みなら、下記のところなどに、質問を書き込まれるのが宜しいかと思われます。
但しこの下の掲示板は、「所属と名前」を書き込むことが、必須にはなりますが。。

「　技術情報／掲示板／ Ｑ＆Ａ (技術的質問と回答)　」
http://www.naoe.t.u-tokyo.ac.jp/member/tecnet/qa/
http://www.naoe.t.u-tokyo.ac.jp/index.html

質問サイトとしては、他にはこんなところも有りますね。

「　アルミニウム材料特性データベース　データ交換・問合せコーナー　」
http://210.225.184.19/alumi/AL_GUESTBOOK.cfm
http://210.225.184.19/alumi/AL00S0001.cfm

「　金属　」
http://mori.nc-net.or.jp/fMain.php?cid=132
http://mori.nc-net.or.jp/fSearchTop.php?type=except_faq_and_report

回答No.1

eria77

分かりやすく鋼板で説明します。

硬度のある材質同士を「生鉄」の溶接棒で溶接すれば
「なんとかくっつきます」
しかし、強度保障は一切出来ません。
理由は、溶接棒と母材がほとんど溶け込んでいないので、
「表面だけが付いている。」
こう言う危険な状態だからです。

硬い材質には、硬い溶接棒を使わなければなりません。

問題の、アルミ合金7075ですが、
溶接棒は7075になります。（当たり前です）
材質が同じなら、良く溶け込むでしょう。

問題は、金属疲労などを起こしている母材をどう対処するかです。

溶接より、金属疲労のある母材の方に危険を感じます。
破壊まで応力を加えれば、
溶接部分は健全に残り、
母材がまず破損すると考えられます。