アルミ合金 T状態

T状態は熱処理型アルミ合金で最も一般的な供給状態です。状態の選択を間違えてもすぐに問題は起きませんが、加工時にそりが生じたり、湿潤環境で割れたり、組み立て時に強度不足が判明したりします。このページで一度に正しい選択ができます。

T6とT651、どちらを選ぶ？

アルミ加工で最もよく遭遇する選定問題です。まず決定表を確認してください。

あなたの状況	これを選ぶ	理由
CNCフライス加工の板材（片面の材料除去が多い）	T651	引張応力除去により残留応力がなく、加工後にそりが発生しない
CNC旋削の丸棒（断面の均一除去）	T6で十分	丸棒は断面が均一で応力が対称、変形リスクが低い
板材厚さ < 6mm、除去量が少ない	T6で可	薄板自体の変形量が小さく、価格差に見合わない
板材厚さ ≥ 15mm、深いキャビティ	T651が必須	厚板の焼入れ残留応力が大きく、片面フライス加工でのそりは不可避
部品の平面度要求 ≤ 0.05mm	T651	T6板材ではこの平面度を安定して達成することはほぼ不可能
管材や形材のみを購入	T6	管材や形材は通常T651状態で供給されない
7075を湿潤/海洋環境の引張部品に使用	T73またはT7351	T6はSCC耐性が劣り、過時効状態が使用可能
成形後に加工する部品	O状態 → 成形 → T6	O状態の成形性が最も高く、成形後に再熱処理
2024部品、疲労耐性が必要	T4またはT351	自然時効状態の疲労特性がより優れている

経験則 アルミ板をCNC加工に使用する場合、すべてT651と記入してください。T6より5–10%高いだけですが、変形による廃棄と手直しコストを削減できます。丸棒や管材はT6で問題ありません。

T状態記号の意味

アルミ合金の状態記号はANSI H35.1規格で定義されています。Tは「熱処理により安定な状態」を示します。Tに続く数字は具体的な熱処理経路を記述します。

記号	工程経路	力学特性	典型的な用途
F	製造のまま、熱処理保証なし	保証なし	中間製品、最終部品には使用しない
O	完全焼なまし	最も柔らかく、強度が最低	深絞り、曲げ成形、成形後に再熱処理
T3	溶体化＋冷間加工＋自然時効	中程度よりやや上	2024リベット、強度向上が必要な薄板
T4	溶体化＋自然時効（室温96時間以上）	ピークより低い	2024航空構造部品、疲労耐性と時効成形が必要
T6	溶体化＋人工時効	最大強度	最も汎用。6061-T6、7075-T6は標準選択
T651	溶体化＋引張(1–3%)＋人工時効	T6と同じ	CNC加工板材 — 残留応力の除去
T73	溶体化＋過時効（二段時効）	T6より約12%低い	7075航空/海洋部品 — 応力腐食割れ耐性
T7351	T73＋引張応力除去	T73と同じ	7075板材機械加工＋SCC耐性
T8	溶体化＋冷間加工＋人工時効	高強度＋良好な疲労	2024航空薄板
T9	溶体化＋人工時効＋冷間加工	最大強度	押出形材の再冷間引抜

記号の法則 Tの後に5がつく＝引張応力除去。3または4がつく＝冷間加工。7がつく＝過時効。組み合わせて数字を重ねると意味が加算され、例えばT7351＝過時効＋引張応力除去。

なぜT651がCNC加工で重要なのか

このページで最も重要なセクションです。これを理解すれば、なぜ多くのアルミ部品が加工後にそるのかが分かります。

問題の根源：焼入れ残留応力

T6の熱処理工程：溶体化処理（500°C以上に加熱）→ 焼入れ（急速水冷）→ 人工時効。焼入れの工程で、材料の外層が先に冷え、内層が後に冷えるため、巨大な温度勾配が発生します。外層が収縮する際に内層に阻止され、内層が後で冷えて収縮する際にはすでに硬化した外層に拘束されます。結果として材料内部に残留応力が閉じ込められます。

残留応力は材料内部で平衡状態にあります — 触れなければ静かにしています。しかし、板材の片側から大量の材料をフライス加工すると、応力の平衡が崩れます。解放された側が持ち上がり、部品が曲がります。これがアルミ加工変形の根本原因です。

T651の解決方法

T651は溶体化処理後、人工時効前に、板材に制御引張 — 永久伸び1–3% — を行います。この引張量は材料の降伏点をわずかに超え、内部の残留応力を塑性変形で解放させますが、寸法精度に影響するほど大きくはありません。

引張後、材料内部の残留応力は極めて低いレベルに低下します。その後の人工時効でT6の力学特性に回復します。最終結果：強度はT6と完全に同じだが、内部にはほとんど残留応力がない。

実際の事例 6061-T6アルミ板300×200×25mmで、片面に15mm深のキャビティをフライス加工。加工完了後にクランプを緩めると、平面度が0.8mmそる — 許容値の16倍超過。同じ図面でT651板材に変更すると、平面度0.03mm — 一発で合格。

変形の定量参考

板材寸法	片面除去率	T6の予想そり	T651の予想そり
200×150×10mm	50%	0.1–0.3mm	< 0.02mm
300×200×25mm	60%	0.5–1.0mm	< 0.05mm
500×300×50mm	50%	1.0–2.0mm	< 0.08mm
600×400×80mm	40%	1.5–3.0mm	< 0.10mm

救済策 すでにT6板材を購入し、加工後に変形した場合は、粗加工後に応力除去焼なまし（260–280°Cで2時間保持後空冷）を行い、その後仕上げ加工します。ただし一部の強度が失われ、熱処理サイクルが1回増えます。最初からT651を購入する方が良いです。

6061-T6 vs 6061-T651

パラメータ	6061-T6	6061-T651
引張強さ	310 MPa	310 MPa（同じ）
降伏強さ	275 MPa	275 MPa（同じ）
伸び	12%	12%（同じ）
硬度	95 HB	95 HB（同じ）
残留応力	高い（焼入れ残留）	極めて低い（引張で除去）
加工後の変形リスク	高い（厚板）	低い
供給形態	板材、丸棒、管材、形材	板材、平鋼、厚板
調達可能性	非常に良好	良好（≥6mm板は在庫あり）
価格差	基準	+5–10%

それぞれの適用シーン

シーン	T6を選ぶ	T651を選ぶ
旋削丸棒部品	可	不要（丸棒は断面が均一）
薄板のフライス加工 (<6mm)	可	不要（価格差に見合わない）
中厚板のフライス加工 (6–50mm)	変形リスクあり	推奨
厚板のフライス加工 (>50mm)	変形は不可避	必須
管材/形材	唯一の選択	通常供給なし
厳しい平面度要求 (≤0.05mm)	達成不可	必須

7075-T6 vs 7075-T651

パラメータ	7075-T6	7075-T651
引張強さ	572 MPa	572 MPa（同じ）
降伏強さ	503 MPa	503 MPa（同じ）
伸び	11%	11%（同じ）
硬度	150 HB	150 HB（同じ）
残留応力	高い	極めて低い
加工後の変形リスク	高い（6061より深刻）	低い
SCCリスク	劣る（湿潤環境で危険）	劣る（T6と同じ）
調達可能性	良好	普通（大型板は受注生産）
価格差	基準	+8–15%

重要：T651はSCC問題を解決しない T651が除去するのは残留応力であり、7075の微細組織は変わりません。7075-T651の湿潤環境での応力腐食割れリスクはT6とほぼ同じです。SCC耐性が必要な場合はT73またはT7351を選択し、T651に頼ってはいけません。

T73：過時効によるSCC耐性

T73は7075（7xxx系）のために設計された「過時効」状態です。T6の単段時効の代わりに二段時効を使用し、粒界析出物を連続分布から不連続分布に変化させます。応力腐食割れは粒界に沿って進展し、不連続な析出物がSCCの進展経路を切断します。

T6 vs T73 vs T7351 性能比較

パラメータ	7075-T6	7075-T73	7075-T7351
引張強さ	572 MPa	503 MPa	503 MPa
降伏強さ	503 MPa	435 MPa	435 MPa
伸び	11%	13%	13%
硬度	150 HB	135 HB	135 HB
強度損失	基準	−12%	−12%
SCC耐性	劣る	優秀（約10倍向上）	優秀＋低変形
残留応力	高い	高い	低い
時効工程	120°C × 24h	107°C × 8h + 163°C × 18h	T73と同じ＋引張

T73を指定すべき場合

使用環境	T6のリスク	T73の必要性
室内乾燥環境の構造部品	低	不要（T6で十分）
屋外でも乾燥地域（中東砂漠）	低	通常不要
高湿度の熱帯/亜熱帯屋外	中〜高	強く推奨
海洋環境（沿岸、船舶）	高い	必須
航空構造部品（引張荷重）	高い	必須（業界規格で要求）
継続的な引張応力＋時折の湿潤	中程度	推奨

SCC破壊の特徴 応力腐食割れは進行性で、外観上は全く異常が見られません。部品が数ヶ月の使用後に突然破断する可能性があります。可視亀裂も変形の前兆もありません。これが予防が救済より重要な理由です — T6を指定した時点で、部品内部に「時限爆弾」が仕込まれた状態になります。

代替案 耐食性＋高強度が必要だが、T73の強度低下を受け入れられない場合は、6061-T6（耐食性が良く、強度310 MPa）やステンレス鋼を検討してください。すべての用途で7075を使用しなければならないわけではありません。

O状態と焼なまし

O状態（焼なまし状態）はアルミ合金で最も柔らかい状態です。すべての熱処理型合金はO状態に焼なましが可能で、成形後に再熱処理でT状態に戻せます。

パラメータ	6061-T6	6061-O
引張強さ	310 MPa	125 MPa（60%低下）
降伏強さ	275 MPa	55 MPa
伸び	12%	25–30%
硬度	95 HB	30 HB
成形性	劣る（割れる）	最良

O状態を使用する場合

深絞り/深絞り成形 — T6状態での絞りは割れ、O状態で可能
複雑な曲げ — 曲げ半径が板厚の2倍未満の場合にO状態が必要
スピニング成形
部品が最終形状を得る前に激しい塑性変形が必要な場合

成形後の再熱処理

O状態での成形完了後、部品は強度を回復するために再熱処理が必要です。工程：

工程	6061	7075	注意
溶体化処理	530°C、1時間保持	480°C、1時間保持	温度制御 ±5°C
焼入れ	水冷（10秒以内）	水冷（10秒以内）	移送速度を速くし、析出を防止
人工時効	175°C × 8h	120°C × 24h	焼入れ後できるだけ速く時効（<6h）

変形リスク 再熱処理後、部品は変形します — 焼入れ応力が再び発生するためです。仕上げ加工は熱処理後に行う必要があります。設計時に十分な加工しろ（片面0.5–1.0mm）を確保し、熱処理後に仕上げ加工で最終寸法に仕上げます。

T4：自然時効

T4は溶体化処理後、直ちに人工時効を行わず、室温で自然時効させる（通常96時間以上で安定に到達）状態です。主に2xxx系（2024）アルミ合金に使用されます。

パラメータ	2024-T3	2024-T4	2024-T351
引張強さ	483 MPa	469 MPa	469 MPa
降伏強さ	345 MPa	324 MPa	324 MPa
伸び	18%	20%	20%
疲労限度	良好	最良	最良
工程	溶体化＋冷間加工＋自然時効	溶体化＋自然時効	T4＋引張応力除去
時効成形	可	最適	可

T3とT4の違い

T3は溶体化後、自然時効前に冷間加工（冷間圧延や冷間引抜など）を追加し、降伏強さを約7%向上させます。T3は2024薄板やリベットに多く見られます。T4には冷間加工工程がなく、塑性がより高く、複雑な成形に適しています。

T4を指定する場合

疲労がクリティカルな部品：2024-T4の疲労限度はT6状態（2024-T851を含む）より優れています。航空機の外板、翼梁、主翼構造はほぼすべてT4またはT3を使用
時効成形：T4状態は室温で継続的に徐々に強化します。この特性を利用した「時効成形」が可能 — 材料を金型に固定し、自然時効の過程で徐々に金型の形状に贴合させます
成形後の加工が必要な場合：T4はT6より柔らかく、まだ一定の塑性があります。溶体化処理後に軽微な成形を行い、その後使用する場合

注意 T4状態の2024は数ヶ月の放置で自然時効がほぼ安定値に到達します。機械加工が必要な場合は、溶体化処理後2週間以内に完了させることをお勧めします。材料の硬度は時間とともに増加するためです。30日以降は硬度の有意な変化はなくなります。

調達実用ガイド

図面への記入方法

正しい記入	意味	備考
6061-T6	6061合金、ピーク時効	最も一般的、丸棒・管材のデフォルト
6061-T651	6061合金、引張応力除去＋時効	板材CNC加工の第一選択
7075-T651	7050合金、引張応力除去＋時効	高強度板材加工
7075-T73	7075合金、過時効	SCC耐性、湿潤/海洋環境
7075-T7351	7075合金、過時効＋引張応力除去	SCC耐性＋低変形、最適な組み合わせ
2024-T4	2024合金、自然時効	疲労がクリティカルな部品
2024-T351	2024合金、自然時効＋引張応力除去	2024板材加工
6061-O	6061合金、焼なまし状態	成形時に指定

記入ミスの例 図面に「アルミ合金」や「6061アルミ」とのみ記載するのは不合格です。状態の違いで性能差が極めて大きい — 6061-Oの強度は6061-T6のわずか40%です。必ず合金名＋状態を明記してください。

調達可能性

合金-状態	板材	丸棒	管材	備考
6061-T6	在庫豊富	在庫豊富	在庫豊富	最も一般的、どこでも入手可
6061-T651	≥6mm在庫あり	稀	供給なし	<6mm板は通常T651なし
7075-T6	在庫あり	在庫あり	稀	国産品の品質にばらつきあり
7075-T651	受注生産（大型板）	稀	供給なし	納期1–2週間
7075-T73	受注生産	受注生産	供給なし	納期2–4週間
2024-T4	在庫あり	在庫あり	稀	6061/7075ほど一般的ではない
2024-T351	受注生産	稀	供給なし	納期1–2週間
6061-O	受注生産	受注生産	受注生産	納期1–2週間

一般的な在庫サイズ

サイズ	6061-T6/T651	7075-T6
板材厚さ	1.0, 1.5, 2.0, 3.0, 5.0, 6.0, 8.0, 10.0, 12.0, 15.0, 20.0, 25.0, 30.0, 40.0, 50.0mm	2.0, 3.0, 5.0, 6.0, 8.0, 10.0, 12.0, 15.0, 20.0, 25.0, 30.0, 40.0, 50.0mm
板材寸法	1220×2440mm（標準）、1500×3000mm	1220×2440mm、1250×2500mm
丸棒直径	6, 8, 10, 12, 16, 20, 25, 30, 35, 40, 50, 60, 80, 100mm	6, 8, 10, 12, 16, 20, 25, 30, 40, 50, 60, 80mm
丸棒長さ	通常1000–3000mm	通常1000–2500mm

コスト比較（参考価格）

合金-状態	板材 (元/kg)	丸棒 (元/kg)	6061-T6比
6061-T6	22–28	24–30	1.0x
6061-T651	24–30	—	1.08x
7075-T6	45–65	50–70	2.0x
7075-T651	50–75	—	2.2x
7075-T73	55–80	60–85	2.5x
2024-T4	40–55	45–60	1.8x

価格変動 アルミ価格はLME（ロンドン金属取引所）のアルミ価格に連動して変動します。上記は2026年の参考価格帯であり、実際の調達時はサプライヤーの見積もりを基準としてください。大量購入（>500kg）で通常5–15%の割引交渉が可能です。

よくあるミス

ミス	結果	正しい対応
厚板CNC加工にT6を選択、T651を選ばない	加工後にそり、廃棄率が高い。25mm以上の板はほぼ確実に変形	板材はすべてT651。価格差5–10%で手直しコストよりはるかに安い
湿潤環境の引張構造部品に7075-T6を使用	応力腐食割れ、部品が突然破断、前兆なし	T73またはT7351を指定。または6061-T6に変更
T651で7075のSCCが解決すると誤解	引張応力除去は微細組織を変えず、SCCリスクは残存	SCC耐性には過時効状態（T73/T7351）が必須
図面に「6061アルミ」と状態の記載なし	サプライヤがO状態、T4またはT6を発送し、性能差が極めて大きい	必ず「6061-T6」または「6061-T651」と記入、合金名＋状態は両方必須
O状態成形後に再熱処理を省略	部品の強度がT6の40%のみ、荷重で変形	成形後に溶体化＋時効で強度を回復、仕上げ加工は熱処理後
2024部品の溶接	溶接部と熱影響部の強度が大幅に低下、亀裂が発生	2024は溶接不可。機械的締結またはリベット接合に設計
国産「7A04」を7075として使用	7A04（LC4）と7075の組成が完全に同じではなく、性能に差異	航空部品や重要部品にはASTM B209認証の正規7075を要求
熱処理後に仕上げ加工しろを確保しない	焼入れ変形で寸法が不適合、救済不可	熱処理前に片面0.5–1.0mmのしろを確保、熱処理後に仕上げ加工
T651が入手できずT6で代用	変形問題は解決しない	T6を使用せざるを得ない場合、粗加工後に応力除去焼なまし（260°C × 2h空冷）、その後仕上げ加工

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