JIS 2024-T4 アルミニウム合金（線材・JIS H4120）：高強度・航空宇宙用途向け

JIS 2024-T4 アルミニウム合金（線材）の概要

JIS 2024（ジュラルミン）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、焼鈍状態では容易に成形加工でき、良好な切削性を示します。本グレードは線材（ワイヤー）形状における JIS H4120 規格準拠の T4テンパー（溶体化熱処理＋自然時効）品で、高強度と適度な延性を両立し、航空機用リベット材、ボルト・ネジ材、溶接ワイヤー、スプリング材等に広く採用されています。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。

主な物理的・機械的特性（T4線材・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	形状	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	10.0 %	T4	JIS H4120	線	–
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	265.0 MPa	T4	JIS H4120	線	–
降伏強さ（0.2%耐力）	245.0 MPa	T4	JIS H4120	線	–

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

形状別・テンパー別の 2024 合金強度比較（参考値）

形状・テンパー	引張強さ (MPa)	降伏強さ (MPa)	伸び (%)	規格例	主用途
板材・T3	410-450	270-300	10-15	JIS H4080, AMS 4037	航空機翼板、胴体蒙皮
板材・T4	390-430	250-290	12-18	JIS H4080	航空機構造材、鍛造前材料
棒材・T4	392	294	12	JIS H4100	機械部品、鍛造素材
線材・T4	265	245	10	JIS H4120	リベット、ボルト、溶接ワイヤ、スプリング
線材・T6	310-340	270-300	8-10	JIS H4120	高強度スプリング、ケーブル
線材・O	160-180	70-90	15-20	JIS H4120	成形前材料、冷間鍛造素材

主な用途（2024-T4 線材）

航空機用リベット材（高せん断強度要求箇所）
高強度ボルト・ネジ・ファスナー材（冷間鍛造後時効）
アルミニウム溶接用ワイヤー（2024ベース材溶接用、希少だが存在）
高強度スプリング・コイルスプリング材
ケーブル・ワイヤーロープ芯材（高強度・軽量化）
医療機器用ワイヤー・ガイドワイヤー材
電子部品リード線・端子材（高強度・導電性バランス）

線材としての 2024-T4 の特長

✅ 高い引張強さ：265 MPa（O材の約1.5倍、一般構造用鋼線材並み）
✅ 高い降伏比：降伏/引張 ≈ 92% で、ばね定数が高く安定
✅ 適度な延性：伸び10%、コイル巻き・曲げ加工可能
✅ 良好な切削性：ネジ切り・二次加工容易
✅ 自然時効で安定：寸法変化少、保管中の特性変化小
⚠️ 耐食性低い：表面処理（アルマイト、メッキ、塗装）必須
⚠️ 応力腐食割れ感受性：高応力・腐食環境下で注意
⚠️ 溶接性劣る：溶接部軟化大。機械的締結主体
⚠️ 板材・棒材より強度低い：線材は加工硬化・焼きなまし工程の違いで特性異なる