引張。降伏。疲労。靭性。強度がすべてを決めます。

材料別の降伏強さは、7075アルミが500 MPa、4140鋼が800、Ti-6Al-4Vが880、4340鋼が1300、マルエージング鋼が2000超です。

おおむねそのとおりで、強度と延性は引き換えです。ただしマルエージング鋼は例外で、高強度でありながら延性もそれなりに保ちます。

疲労限度は鋼で引張強さの約50％、アルミで30〜40％です。繰り返し荷重では疲労がすべてを決めます。

大きく効きます。調質した4140は焼なまし材の2〜3倍の強度です。熱処理状態を必ず指定してください。

炭素繊維複合材、次にTi-6Al-4V、7075アルミ、4140鋼の順です。軽さが要るなら複合材かチタンが勝ちます。

高強度材は切欠きに敏感なので、応力集中が決定的に効きます。フィレットは大きく取り、鋭い角はつくらないことです。