JIS H4100 7075-O アルミニウム合金：超高強度・航空宇宙グレードの焼鈍材

JIS H4100 7075-O アルミニウム合金の概要

JIS 7075 は、亜鉛を主要合金元素とし、マグネシウム・銅を加えた7000系（Al-Zn-Mg-Cu系）鍛造アルミニウム合金で、実用アルミニウム合金の中で最高クラスの強度を誇ります。応力腐食割れ（SCC）耐性に優れ、導入以来航空宇宙産業の主力材料として使用されてきました。適度な靭性と優れた比強度（強度/重量比）を兼ね備え、特に注目すべきは極低温（サブゼロ）環境下で強度が増大する特性を持つことです。O材（焼鈍材）は最も柔らかい状態で、成形加工性に優れ、後続の溶体化・時効熱処理（T6, T73等）により超高強度材へと変態させ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	2.70 – 2.85 g/cm³	鍛造7000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）	69.0 – 72.0 GPa	–	–	鍛造7000系アルミニウムの典型値
伸び	10.0 %	O	JIS H4100	–
平面ひずみ破壊靭性	22.0 – 35.0 MPa·√m	–	–	鍛造7000系アルミニウムの典型値
ポアソン比	0.33	–	–	鍛造7000系アルミニウムの典型値
せん断弾性率	26.4 – 27.1 GPa	–	–	鍛造7000系アルミニウムの典型値
引張強さ	275.0 MPa	O	JIS H4100	–
降伏強さ（0.2%耐力）	167.0 MPa	O	JIS H4100	–

熱的特性

特性	値	備考
線膨張係数	2.1×10⁻⁵ – 2.4×10⁻⁵ 1/K	鍛造7000系アルミニウムの典型値
融点	465.0 – 655.0 °C	鍛造7000系アルミニウムの典型値
比熱容量	795.0 – 1050.0 J/(kg·K)	鍛造7000系アルミニウムの典型値
熱伝導率	121.0 – 170.0 W/(m·K)	鍛造7000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 – 34,000,000 S/m	鍛造7000系アルミニウムの典型値
電気抵抗率	2.9×10⁻⁸ – 5.6×10⁻⁸ Ω·m	鍛造7000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
ろう付け	優秀
加工履歴	O（焼鈍）

7075合金のテンパー別特性比較（参考値）

テンパー	引張強さ (MPa)	降伏強さ (MPa)	伸び (%)	熱処理内容	主用途・特徴
O	275	167	10	焼鈍	成形前材料、複雑成形、溶接前材料
T6	530-570	450-500	7-11	溶体化＋人工時効	最高強度、航空機主要構造材
T651	530-570	450-500	7-11	T6＋応力除去伸び	厚板、残留応力低減、寸法安定
T73	480-520	410-450	8-12	溶体化＋過時効（安定化）	SCC耐性向上、航空機重要部品
T7351	480-520	410-450	8-12	T73＋応力除去伸び	厚板、高SCC耐性要求部品

主な用途（O材）

航空機構造部品の成形前材料（後でT6/T73熱処理）
複雑形状への冷間・熱間成形部品（深絞り、曲げ、プレス）
溶接構造物のベース材（溶接後溶体化時効で強度回復）
極低温用部品の成形前材料（液体水素・酸素タンク等）
高強度鍛造品の素材（ダイス鍛造前材料）

主な用途（7075合金全般・T6/T73等）

航空機主要構造材（翼桁、胴体フレーム、着陸装置部品、主翼スパー）
宇宙機構造材（ロケット構造体、衛星バス、燃料タンク）
高性能輸送機器部品（競争用自転車フレーム、レースカー部品）
金型・工具（プラスチック金型、ダイカスト金型、治工具）
高強度機械部品（シャフト、ギア、ピニオン、クランク）
防衛・軍事装備品（装甲車、ミサイル構造体）
極低温装置部品（LNGタンク、超伝導マグネット構造材）

特長まとめ

✅ 実用アルミ合金最高クラスの強度（T6で引張530MPa超、鋼材並み）
✅ 優れた比強度：軽量化が極限まで要求される用途に最適
✅ 極低温で強度増大：液体水素・酸素・LNG等の超低温環境で特性向上
✅ 良好な応力腐食割れ耐性（特にT73テンパー）
✅ 優れた疲労特性：航空機構造材として実績豊富
✅ 良好な切削性（T6/T73）：高速高精度加工可能
✅ ろう付け性優秀：ハニカム構造等の接合に対応
⚠️ 耐食性は中程度：2000系より良いが6000系より劣る。表面処理・クラッド推奨
⚠️ 溶接性は劣る：溶接割れ感受性大。機械的締結・ろう付け推奨
⚠️ 応力腐食割れ感受性：短横方向・T6テンパーで注意。T73で改善
⚠️ コスト高：合金元素高価、熱処理工程複雑