アルミと鉄の材質と強度

ヤング率が低いと荷重に対する変形は大きいが、荷重が耐力より低いなら使えます。

引張強さ(耐力)が最強のA7075系ではSS400に勝る。
しかしホイールには形を作るうえで(鋳造、鍛造)問題あって使わない。

鉄チンは平板から製造するため、アルミのような強度最適の形状は難しいため無駄に重い。やろうとすればコスト優位を逸する。
強度ではSS400を上回る鉄鋼材料はいくらもあるが、製造コストなど問題あり。

鉄板の欠点は最適強度設計に不自由なのが主です。
板厚を自在に変えるのが不得意なのと立体構造に限りがあり、それはデザイン的にも満足を得にくい。

チャリみたいに間をスポークで繋ぐのも一部あるが、強度面なのかコスト面なのか普及してないですね。

(7)の酔払い徘徊者が「初心者が陥る・・・・」とか戯言言ってるが、、
説明を要せず鉄の焼入は無い。

材料のプロ(4)の説どおり、アルミがよい鉄がよいとかは一概に言えません。その資料・文献(a)もまさに適切で熟読を。

追加するならアルミより軽量で強いマグネシウムホイールは競技用に市販有り。今は造られてないチタンも有り得るし、超軽量が良いならカーボンでも。。。

お礼

2014/10/30 08:36

ご回答ありがとうございます。
デザイン性が必要で生産コストを考えると
有利と言うことですね。

質問者

>形状を上手く取ると断面係数や断面２次モーメントが上がるのかと
>簡単な形状で比較してみましたが、あまり有効ではありませんでした

その通りかもしれません。
しかし、車や電車や航空機をSS材でつくったら、エネルギーの無駄使い
ならまだしも動かないかもしれない。
アルミの比強度を生かした、相応の構造が必要です。

「セミモノコック構造」で検索してみてください。

因みに、比強度の観点から、航空機はチタン合金、CFRPの活用が進んで
います。
チタンは、ヤング率は低いが、400度以下で金属中最高の比強度を有し
ます。

A7075は比較的削りやすく、航空機部品なんか
100kW以上の主軸モータで10,000cc/minぐらい
切りくずにできちゃう、とても良い材料ですね。

お礼

2014/10/30 08:45

ご回答ありがとうございます。
やはり、アルミの加工性は優れていますね。
　
単純な比較ですが、同じ形状であれば自重たわみは
アルミも鉄も同じなので、重量が1/3になりかなり
有利と言うことになるので外力が加わりにくい
電車等は有効なのですね。

質問者