JIS 2024-T4 アルミニウム合金 H4040グレード：航空宇宙用高強度・自然時効硬化型

JIS 2024-T4 アルミニウム合金の概要

JIS 2024-T4は、溶体化処理と自然時効処理（T4テンパー）を行った2000系アルミニウム合金で、航空宇宙産業における標準的な高強度構造材の一つです。Oテンパー（焼鈍材）から大幅な強度向上を実現しつつ、良好な延性（伸び12%）を維持しています。自然時効による硬化のため、追加の熱処理工程なしで高強度が得られます。耐食性は比較的低いため、適切な表面保護が必要です。

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（T4テンパー、JIS H4040準拠）

特性	値	条件	関連規格	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 %	T4	JIS H4040	－
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	392.0 MPa	T4	JIS H4040	－
降伏強さ	294.0 MPa	T4	JIS H4040	－

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

特性	値
加工履歴	T4
加工性	中程度の加工性

テンパー別強度比較（2024合金）

テンパー	引張強さ (MPa)	降伏強さ (MPa)	伸び (%)
O（焼鈍）	245	127	12
T4（自然時効）	392	294	12
T6（人工時効・参考）	470～490	410～430	8～10

2024-T4は、Oテンパー比で引張強さ約60%向上、降伏強さ約2.3倍向上を実現しながら、伸び12%を維持しています。T6テンパーではさらなる高強度化が可能ですが、延性は低下します。

2000系主要合金のT4テンパー比較

合金	引張強さ (MPa)	降伏強さ (MPa)	伸び (%)	特徴
JIS 2014-T4	343	245	12	溶接性良好、汎用性高
JIS 2017-T4	343	216	12	切削性優秀、溶接非推奨
JIS 2024-T4	392	294	12	最高強度、高疲労強度、航空機標準

JIS 2024-T4は、2000系T4テンパーの中で最高レベルの強度（引張392 MPa、降伏294 MPa）を誇ります。

特徴と用途

航空宇宙標準材：航空機構造材として最も広く使用される合金の一つ
高疲労強度：繰り返し荷重環境での信頼性が高い
自然時効硬化：室温放置で強度発現、熱処理工程を簡略化可能
高強度・延性バランス：引張392 MPaながら伸び12%を確保
耐食性対策必須：クラッド材、陽極酸化、塗装等による保護が必要

主な用途

航空機主要構造材（翼桁、胴体フレーム、着陸装置部品）
宇宙機構造部品
高疲労強度が要求される輸送機器部品
軍用・防衛装備構造材
高強度精密機械部品

注意事項

耐食性が低いため、クラッド材（アルクラッド）の使用や表面処理が推奨されます
応力腐食割れ感受性があるため、残留応力除去と応力集中回避に注意
溶接は耐食性を著しく低下させるため、機械的接合（リベット、ボルト等）が主流です
自然時効は時間とともに進行するため、加工タイミングの管理が重要です

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 5052-O アルミニウム合金 H4040グレード：最高レベル耐食性・優れた溶接性・非熱処理型

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