JIS H4100 7075-T6 アルミニウム合金：最高強度クラス・航空宇宙用超ジュラルミン

JIS H4100 7075-T6 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。T6テンパーは、溶体化熱処理後に人工時効を施した状態で、この合金系で達成可能な最高強度を発現します。航空機の主要構造材として最も広く採用されているテンパーです。

主な物理的・機械的特性（T6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	7.0 %	T6	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	539.0 MPa	T6	JIS H4100	–
降伏強さ（0.2%耐力）	481.0 MPa	T6	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	T6（溶体化熱処理＋人工時効）

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
T6	539	481	7	溶体化＋人工時効	最高強度、航空機主要構造材（本グレード）
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

主要アルミニウム合金の強度比較（T6テンパー、代表値）

合金	引張強さ (MPa)	降伏強さ (MPa)	伸び (%)	密度 (g/cm³)	比強度 (MPa·cm³/g)
7075-T6	539	481	7	2.81	192
7050-T7451	510-540	440-470	8-10	2.83	180-190
2024-T3	410-450	270-300	10-15	2.78	147-162
6061-T6	275-310	240-275	8-12	2.70	102-115
6063-T6	206	167	8	2.70	76
5052-H32	230-260	180-210	10-15	2.68	86-97

主な用途（T6材）

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、リベット）
宇宙機構造材（ロケット構造体、衛星バス、燃料タンク、フェアリング）
高性能輸送機器部品（競争用自転車フレーム、レースカー・サスペンション部品）
金型・工具（プラスチック射出成形金型、ダイカスト金型、プレス金型、治工具）
高強度機械部品（シャフト、ギア、ピニオン、クランク、連結棒）
防衛・軍事装備品（装甲車構造体、ミサイル・ロケットモータケース、火器部品）
極低温装置部品（LNGタンク、液体水素・酸素タンク、超伝導マグネット構造材）
スポーツ用品（野球バット、ラケット、クライミングギア、スキー板芯材）

特長まとめ

✅ 実用アルミ合金最高クラスの強度：引張539 MPa、降伏481 MPa（一般構造用鋼 SS400 並み）
✅ 最高レベルの比強度：軽量化が極限まで要求される用途で第一選択
✅ 極低温で強度増大：-196℃（液体窒素温度）でも強度・靭性が向上
✅ 優れた疲労特性：航空機構造材として数十年の実績
✅ 良好な切削性：高速・高精度加工可能、工具寿命良好
✅ ろう付け性優秀：ハニカムサンドイッチ構造等の接合に対応
⚠️ 耐食性は中程度：クラッド材（アルクラッド7075）や表面処理（陽極酸化、塗装、化成処理）必須
⚠️ 溶接性は劣る：溶接熱影響部で大幅軟化、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（SCC）感受性：短横方向で高い。重要部品はT73/T7351推奨
⚠️ 加工硬化率が高い：冷間成形時は中間焼鈍必要
⚠️ コスト高：合金元素高価、熱処理管理厳格