JIS 2024-O アルミニウム合金 H4040グレード：航空機用高強度合金・良好な切削性
JIS 2024-O アルミニウム合金の概要
JIS 2024は、航空機産業での用途で知られる2000系アルミニウム合金（アルミニウム-銅-マグネシウム系）で、優れた強度を発揮します。焼鈍状態（Oテンパー）では容易に成形でき、良好な切削性を持ち、高い仕上げ面精度で加工可能です。ただし、耐食性は比較的低いため、使用環境に応じた表面処理や保護が必要です。棒材形状での規格値が規定されています。
主な特性
一般特性
| 特性 | 値 | 備考 |
|---|
| 密度 | 2.75～2.84 g/cm³ | 2000系圧延アルミニウムの典型値 |
機械的特性（Oテンパー、JIS H4040準拠、棒材）
| 特性 | 値 | 条件 | 関連規格 | 形状 | 備考 |
|---|
| 弾性係数 | 70.0～73.0 GPa | － | － | － | 2000系圧延アルミニウムの典型値 |
| 伸び | 12.0 % | O | JIS H4040 | 棒 | － |
| 平面歪み破壊靭性 | 22.0～35.0 MPa·√m | － | － | － | 2000系圧延アルミニウムの典型値 |
| ポアソン比 | 0.33 | － | － | － | 2000系圧延アルミニウムの典型値 |
| せん断弾性係数 | 26.0～27.5 GPa | － | － | － | 2000系圧延アルミニウムの典型値 |
| 引張強さ | 245.0 MPa | O | JIS H4040 | 棒 | － |
| 降伏強さ | 127.0 MPa | O | JIS H4040 | 棒 | － |
熱的特性
| 特性 | 値 | 備考 |
|---|
| 熱膨張係数 | 1.6×10⁻⁵～2.4×10⁻⁵ 1/K | 2000系圧延アルミニウムの典型値 |
| 融点 | 500.0～650.0 ℃ | 2000系圧延アルミニウムの典型値 |
| 比熱容量 | 816.0～963.0 J/(kg·K) | 2000系圧延アルミニウムの典型値 |
| 熱伝導率 | 112.0～251.0 W/(m·K) | 2000系圧延アルミニウムの典型値 |
電気的特性
| 特性 | 値 | 備考 |
|---|
| 電気伝導度 | 18,000,000～30,000,000 S/m | 2000系圧延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 | 2000系圧延アルミニウムの典型値 |
技術的特性
2000系主要合金のOテンパー比較
| 合金 | 引張強さ (MPa) | 降伏強さ (MPa) | 伸び (%) | 特徴 |
|---|
| JIS 2014-O | 245 | 127 | 12 | 溶接性良好、析出硬化型 |
| JIS 2017-O | 245 | 127 | 16 | 高延性、溶接非推奨 |
| JIS 2024-O | 245 | 127 | 12 | 航空機標準、高疲労強度 |
Oテンパーでは機械的特性が類似していますが、化学組成の違いにより、熱処理後の特性や疲労特性、耐食性に差異が生じます。
特徴と用途
- 航空機標準材：長年にわたり航空機構造材として実績豊富
- 高疲労強度：繰り返し荷重に対する耐性に優れる
- Oテンパーの成形性：焼鈍状態で複雑形状への成形が容易
- 良好な切削仕上げ：高精度・高仕上げ面の切削加工が可能
- 耐食性に注意：銅含有により耐食性は低め、表面処理必須
主な用途
- 航空機構造部品（翼桁、肋材、フレーム）
- 航空機用ファスナー・継手
- 高疲労強度が要求される構造部品
- 成形後の熱処理（T3、T4、T6等）を前提とした部品
- 精密切削部品
注意事項
2024合金は耐食性が低いため、腐食環境ではクラッド材（表面に純アルミニウムや耐食性合金を圧着）の使用や、陽極酸化処理、塗装、メッキ等の表面保護が必須です。また、応力腐食割れ感受性があるため、設計時には残留応力の除去や応力集中の回避に注意が必要です。
