ASTM B211 2219-T851 アルミニウム合金:高温用途向け高強度材
概要
ASTM B211 2219-T851 アルミニウム合金は、銅を主要合金元素(5.8–6.8%)とする2000系アルミニウム合金で、優れた高温強度と構造強度を兼ね備えます。時効硬化型合金として、溶体化熱処理・冷間加工・人工時劰(T851テンパー)を経て供給されます。ロケット燃料タンク、超音速機構造材、高温作動部品など、200–300℃環境での使用実績が豊富です。
主な用途
- ロケット・ミサイル燃料タンク(液体酸素・水素タンク)
- 超音速機・高速機の高温構造部品
- 航空機エンジン周辺構造材
- 溶接構造物(溶接後の時劰処理で強度回復可能)
- 高温作動する精密機械部品
物理的・機械的特性
一般特性
| 特性 | 値 | 備考 |
|---|---|---|
| 密度 | 2.75 – 2.84 g/cm³ | 圧延2000系アルミニウムの典型値 |
機械的特性(T851テンパー、棒・線材、ASTM B211準拠)
| 特性 | 値 | 条件 | 関連規格 | 形状 | 備考 |
|---|---|---|---|---|---|
| 弾性係数 | 70.0 – 73.0 GPa | – | – | – | 圧延2000系アルミニウムの典型値 |
| 伸び | 3.0 % | T851 | ASTM B211 | 棒、線材 | – |
| 平面ひずみ破壊靭性 | 22.0 – 35.0 MPa·√m | – | – | – | 圧延2000系アルミニウムの典型値 |
| ポアソン比 | 0.33 | – | – | – | 圧延2000系アルミニウムの典型値 |
| せん断弾性係数 | 26.0 – 27.5 GPa | – | – | – | 圧延2000系アルミニウムの典型値 |
| 引張強さ | 395.0 MPa | T851 | ASTM B211 | 棒、線材 | – |
| 引張強さ | 400.0 MPa | T851 | ASTM B211 | 棒、線材 | – |
熱的特性
| 特性 | 値 | 備考 |
|---|---|---|
| 熱膨張係数 | 1.6×10⁻⁵ – 2.4×10⁻⁵ 1/K | 圧延2000系アルミニウムの典型値 |
| 融点 | 500.0 – 650.0 °C | 圧延2000系アルミニウムの典型値 |
| 比熱容量 | 816.0 – 963.0 J/(kg·K) | 圧延2000系アルミニウムの典型値 |
| 熱伝導率 | 112.0 – 251.0 W/(m·K) | 圧延2000系アルミニウムの典型値 |
電気的特性
| 特性 | 値 | 備考 |
|---|---|---|
| 電気伝導度 | 18,000,000 – 30,000,000 S/m | 圧延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 | 圧延2000系アルミニウムの典型値 |
化学組成(T851、ASTM B211、棒・線材、質量%)
| 元素 | 含有量 |
|---|---|
| 銅 (Cu) | 5.8 – 6.8 |
| 鉄 (Fe) | 0.30 以下 |
| マグネシウム (Mg) | 0.02 以下 |
| マンガン (Mn) | 0.2 – 0.4 |
| シリコン (Si) | 0.20 以下 |
| チタン (Ti) | 0.02 – 0.10 |
| 亜鉛 (Zn) | 0.10 以下 |
| アルミニウム (Al) | 残部 |
技術的特性
| 特性 | 評価 |
|---|---|
| 加工性 | 中程度 |
2219合金の特長
- 高温強度:300℃付近まで強度を維持し、2024合金を上回ります。
- 溶接性:2000系の中では比較的溶接が容易で、溶接後熱処理で母材相当の強度を回復可能です。
- 破壊靭性:低温特性も良好で、液体水素・酸素タンクなど極低温用途にも適します。
- 耐食性:2024合金よりやや優れますが、依然として表面保護が推奨されます。
特記事項
- 伸び3%と低延性のため、複雑な成形は熱処理前または高温成形で行います。
- 銅含有量が高いため、異種金属接触腐食に注意が必要です。
- AMS 4135、AMS 4144など航空宇宙材料規格でも規定されています。
金属
- ASTM B211 5056 H111 アルミニウム合金 – 包括的特性概要
- ASTM B211 5056 H12 アルミニウム合金 – 高強度5000系合金
- ASTM B211 5056 H14 アルミニウムシート – 仕様と性能
- ASTM B211 5056 H18 アルミニウム – 仕様と特性
- ASTM B211 Grade 5056 H192 アルミニウム合金 - 主要特性と規格
- ASTM B211 Grade 5056 H32 アルミニウム - 包括的特性概要
- ASTM B211 Grade 5056 H34 アルミニウム合金 - 特性と用途
- ASTM B211 Grade 5056 H38 アルミニウム - 特性と規格
- ASTM B211 Grade 5056H3 (H392) - 5000系列アルミニウム棒線材の包括的特性
- ASTM B211 Grade 5154 H32 - 高性能5000系列アルミニウム合金
- ASTM B211 Grade 5154 H34 - 高強度アルミニウム合金