JIS H4120 2017-T4 アルミニウム合金：高強度・優れた切削性を持つジュラルミン系合金
JIS H4120 2017-T4 アルミニウム合金の概要
JIS 2017 は、銅を主要合金元素とする2000系（Al-Cu-Mg系）熱処理型鍛造アルミニウム合金で、適度な高強度、良好な延性、優れた切削性を兼ね備えています。2011合金（快削ジュラルミン）より高い強度を持ち、加工性と耐食性は中程度です。多くのアルミニウム合金と同様に、溶接は耐食性を低下させるため推奨されません。T4テンパーは溶体化熱処理後に自然時効を施した状態で、強度と成形性のバランスに優れます。航空機部品、機械部品、精密部品など幅広い用途で使用されています。
主な物理的・機械的特性（T4材・JIS H4120 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 % | T4 | JIS H4120 | – |
| 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 | 373.0 MPa | T4 | JIS H4120 | – |
| 降伏強さ（0.2%耐力） | 216.0 MPa | T4 | JIS H4120 | – |
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 | T4（溶体化熱処理＋自然時効） |
| 加工性 | 中程度 |
2000系主要合金の特性比較（T4/T3テンパー、代表値）
| 合金・テンパー | 引張強さ (MPa) | 降伏強さ (MPa) | 伸び (%) | 切削性 | 耐食性 | 主用途 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 2017-T4 | 373 | 216 | 12 | 良好 | 中程度 | 航空機部品、機械部品、鍛造品 |
| 2011-T3 | 310-340 | 220-260 | 12-15 | 最高（快削） | 低い | 精密切削部品、ネジ、ボルト |
| 2024-T4 | 392 | 294 | 12 | 良好 | 低い | 航空機主要構造材 |
| 2024-T3 | 410-450 | 270-300 | 10-15 | 良好 | 低い | 航空機板材構造 |
主な用途（2017-T4）
- 航空機構造部品・エンジン部品（中程度の高強度要求箇所）
- 精密機械部品・治工具・ジグ（切削性を活かす）
- 輸送機器部品（高強度・軽量化要求箇所）
- 鍛造品（コネクティングロッド、ギア、ブラケット等）
- リベット・ファスナー類（2017-T4 リベットは一般的）
- 一般産業機械部品
特長まとめ
- ✅ 2011合金より高い強度：引張373 MPaで構造用途に十分対応
- ✅ 優れた切削性：2011には劣るが、2024並みの良好な切削性
- ✅ 良好な延性・靭性：伸び12%、冷間成形・鍛造加工可能
- ✅ 自然時効で安定：T4は人工時効炉不要、寸法安定性良好
- ✅ 鍛造適性良好：熱間鍛造性に優め、複雑形状鍛造品に適する
- ⚠️ 耐食性は中程度：2000系共通の課題。表面処理・クラッド推奨
- ⚠️ 溶接非推奨：溶接熱影響部で耐食性大幅低下、溶接割れリスク
- ⚠️ 応力腐食割れ感受性：短横方向で注意。設計時考慮必要
- ⚠️ 2024より強度劣る：最高強度要求用途では2024-T4/T3優先
化学組成の特徴（参考：JIS H4120 / AA 2017）
| 元素 | 含有範囲（%） | 役割 |
|---|---|---|
| 銅 (Cu) | 3.5 – 4.5 | 主要強化元素、時効硬化の核 |
| マグネシウム (Mg) | 0.4 – 0.8 | 時効硬化促進、強度向上 |
| マンガン (Mn) | 0.4 – 1.0 | 結晶粒微細化、強度・靭性向上 |
| シリコン (Si) | 0.2 – 0.8 | 切削性向上、鋳造性改善 |
| 鉄 (Fe) | ≤ 0.7 | 不純物（低いほど耐食性向上） |
| クロム (Cr) | ≤ 0.1 | 再結晶抑制、応力腐食割れ耐性向上 |
| チタン (Ti) | ≤ 0.15 | 結晶粒微細化 |
| 亜鉛 (Zn) | ≤ 0.25 | 不純物 |
関連規格
- JIS H4120（アルミニウム合金鍛造品）
- JIS H4080（アルミニウム合金押出形材）
- JIS H4040（アルミニウム合金伸銅品）
- AMS 4050, AMS 4051
- ASTM B211, B221, B247
- AA 2017-T4
- QQ-A-225/5, QQ-A-250/3
金属
- JIS H4120 5056-O アルミニウム：特性と規格
- JIS H4120 2117-T4 アルミニウム合金 – 2000 系列の特性
- JIS H4120 2017 合金 3/8H：高強度と優れた切削性を両立したアルミニウム合金
- JIS H4100 3003 アルミニウム合金 – 優れた耐食性と多用途性能
- アルミニウム JIS 2017 (O材) – 熱処理可能・高強度・耐食性に優れた合金
- JIS H4120 6061-O アルミニウム – 優れた耐食性と溶接性
- JIS H4040 3003 アルミニウム合金：優れた耐食性と溶接性
- JIS H4080 3003 アルミニウム合金：優れた耐食性と溶接性
- JIS H4080 5052 アルミニウム合金 – 優れた耐食性と溶接性
- JIS H4100 5052 アルミニウム合金 – 優れた耐食性と溶接性能
- JIS H4120 1100 H14 – 高純度・耐食性に優れたアルミニウム合金線材