JIS H4100 2024-O アルミニウム合金：高強度・航空機グレードの焼鈍材
JIS H4100 2024-O アルミニウム合金の概要
JIS 2024（ジュラルミンの一種）は、銅を主要合金元素とする2000系（Al-Cu-Mg系）鍛造アルミニウム合金で、航空機産業での用途で広く知られています。優れた高強度が特長で、焼鈍状態（O材）では容易に成形加工でき、良好な切削性を示します。一方で、耐食性は比較的低いレベルですが、高精度な仕上げ加工が可能です。O材は溶体化熱処理後の焼鈍状態で、最も柔らかく成形性に優れた状態です。後続の時効硬化処理（T3, T4, T6等）により高強度を得る前材料として位置づけられます。
主な物理的・機械的特性（O材・JIS H4100 準拠）
一般特性
| 特性 | 値 | 備考 |
|---|---|---|
| 密度 | 2.75 – 2.84 g/cm³ | 鍛造2000系アルミニウムの典型値 |
機械的特性
| 特性 | 値 | 状態 | 関連規格 | 備考 |
|---|---|---|---|---|
| ヤング率（弾性率） | 70.0 – 73.0 GPa | – | – | 鍛造2000系アルミニウムの典型値 |
| 伸び | 12.0 % | O | JIS H4100 | – |
| 平面ひずみ破壊靭性 | 22.0 – 35.0 MPa·√m | – | – | 鍛造2000系アルミニウムの典型値 |
| ポアソン比 | 0.33 | – | – | 鍛造2000系アルミニウムの典型値 |
| せん断弾性率 | 26.0 – 27.5 GPa | – | – | 鍛造2000系アルミニウムの典型値 |
| 引張強さ | 245.0 MPa | O | JIS H4100 | – |
| 降伏強さ（0.2%耐力） | 127.0 MPa | O | JIS H4100 | – |
熱的特性
| 特性 | 値 | 備考 |
|---|---|---|
| 線膨張係数 | 1.6×10⁻⁵ – 2.4×10⁻⁵ 1/K | 鍛造2000系アルミニウムの典型値 |
| 融点 | 500.0 – 650.0 °C | 鍛造2000系アルミニウムの典型値 |
| 比熱容量 | 816.0 – 963.0 J/(kg·K) | 鍛造2000系アルミニウムの典型値 |
| 熱伝導率 | 112.0 – 251.0 W/(m·K) | 鍛造2000系アルミニウムの典型値 |
電気的特性
| 特性 | 値 | 備考 |
|---|---|---|
| 電気伝導率 | 18,000,000 – 30,000,000 S/m | 鍛造2000系アルミニウムの典型値 |
| 電気抵抗率 | 3.4×10⁻⁸ – 6.0×10⁻⁸ Ω·m | 鍛造2000系アルミニウムの典型値 |
技術的特性・加工性
| 項目 | 評価・内容 |
|---|---|
| 加工履歴 | O（焼鈍） |
| 加工性 | 中程度 |
2024合金のテンパー別強度比較（参考値）
| テンパー | 引張強さ (MPa) | 降伏強さ (MPa) | 伸び (%) | 主な特徴 |
|---|---|---|---|---|
| O（焼鈍） | 245 | 127 | 12 | 最も柔らかく成形性最大。後処理前材料 |
| T3 | 約 410-450 | 約 270-300 | 10-15 | 溶体化・冷間加工・自然時効 |
| T4 | 約 390-430 | 約 250-290 | 12-18 | 溶体化・自然時効（本カタログ品） |
| T6 | 約 440-480 | 約 370-410 | 8-12 | 溶体化・人工時効（最高強度） |
主な用途（O材）
- 航空機構造部品の成形前材料（後で熱処理してT3/T4/T6化）
- 複雑な形状へのプレス・曲げ・深絞り成形部品
- 溶接前のベース材（溶接後熱処理前提）
- 試験片・研究用材料
重要な注意点
- ⚠️ 耐食性が低い：表面処理（アルマイト、塗装、クラッド材使用等）が必須
- ⚠️ 溶接性は劣る：溶接割れ感受性が高く、溶接後は熱処理が必要
- ✅ 切削性良好：高速切削・高精度仕上げが可能
- ✅ 比強度に優れる：航空機構造材として最適
- ✅ 疲労特性良好（適切な熱処理後）
関連規格
- JIS H4100（アルミニウム合金伸銅品）
- JIS H4080（アルミニウム合金押出形材）
- AMS 4037, AMS 4041（航空機材料規格）
- ASTM B209, B210, B211, B221
- AA 2024（アルミニウム協会規格）
金属
- JIS H4100 1200番：1000系純アルミニウムの特性と規格値
- JIS H4100 7N01-O：7000系アルミニウム合金（軟質）の特性と規格値
- JIS H4100 7N01-T4：7000系アルミニウム合金（溶体化処理・時効硬化材）の特性と規格値
- JIS A5N01 アルミニウム合金 – 物理的・機械的主要特性
- JIS A6N01 アルミニウム合金 – 包括的な機械的・物理的特性
- JIS H4100 5083 アルミニウム合金 – 主要機械的特性
- JIS H4100 5083-O アルミニウム合金 – 主要特性と規格
- JIS H4100 3003 アルミニウム合金 – 優れた耐食性と多用途性能
- JIS H4100 1100 グレード – 純度 99% の高純度アルミニウム合金
- JIS H4100 5052 アルミニウム合金 – 優れた耐食性と溶接性能
- JIS H4100 6063 アルミニウム合金 – 高耐食性と優れた仕上げ性