ASTM B316 Grade 2219 T6 アルミニウム合金 – 高温構造用高強度材料

ASTM B316 Grade 2219 T6 アルミニウム合金の概要

ASTM B316 Grade 2219は、銅を主要添加元素（5.8–6.8%）とする2000系アルミニウム合金で、時効硬化型（熱処理強化型）です。優れた高温強度特性を持ち、ロケット・ミサイルの構造材、液体燃料タンク、高温環境下で使用される航空宇宙部品などに広く採用されています。機械加工、成形、熱処理、冷間加工など多様な金属加工プロセスに適しており、溶接性も2000系の中では比較的良好です（ただし溶接部の熱影響部では強度低下・耐食性低下に注意）。T6テンパーは溶体化熱処理＋人工時効により最高強度を発揮する状態です。

主な特性

一般特性

特性	値	備考
密度	2.75 – 2.84 g/cm³	2000系アルミニウムの典型値

機械的特性（T6テンパー）

特性	値	条件	関連規格	形状	備考
ヤング率（弾性率）	70.0 – 73.0 GPa	–	–	–	2000系アルミニウムの典型値
伸び	5.0 %	T6	ASTM B316	線材、棒材	–
平面ひずみ破壊靭性	22.0 – 35.0 MPa·√m	–	–	–	2000系アルミニウムの典型値
ポアソン比	0.33	–	–	–	2000系アルミニウムの典型値
剛性率（せん断弾性率）	26.0 – 27.5 GPa	–	–	–	2000系アルミニウムの典型値
せん断強さ	205.0 MPa	T6	ASTM B316	線材、棒材	–
引張強さ	380.0 MPa	T6	ASTM B316	線材、棒材	–

熱的特性

特性	値	備考
線膨張係数	1.6×10⁻⁵ – 2.4×10⁻⁵ 1/K	2000系アルミニウムの典型値
融点	500.0 – 650.0 °C	2000系アルミニウムの典型値
比熱容量	816.0 – 963.0 J/(kg·K)	2000系アルミニウムの典型値
熱伝導率	112.0 – 251.0 W/(m·K)	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	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	2000系アルミニウムの典型値

化学組成（T6テンパー、ASTM B316準拠）

元素	含有量（%）	条件	関連規格	形状
銅 (Cu)	5.8 – 6.8	T6	ASTM B316	線材、棒材
鉄 (Fe)	0.3（最大）	T6	ASTM B316	線材、棒材
マグネシウム (Mg)	0.02（最大）	T6	ASTM B316	線材、棒材
マンガン (Mn)	0.2 – 0.4	T6	ASTM B316	線材、棒材
シリコン (Si)	0.2（最大）	T6	ASTM B316	線材、棒材
チタン (Ti)	0.02 – 0.1	T6	ASTM B316	線材、棒材
亜鉛 (Zn)	0.1（最大）	T6	ASTM B316	線材、棒材

技術的特性

特性	評価
加工性	中程度

2219合金の特長と高温用途への適用

2219合金の最大の特長は、銅含有量が6%台と非常に高く、θ相（Al₂Cu）の析出により高温（150–300°C程度）でも強度を維持できる点です。これは他の2000系合金（2014, 2024等）や7000系合金には見られない特徴で、サターンVロケットの燃料タンク、スペースシャトル外部タンク、現代のロケット（ファルコン9等）の液体酸素・ケロシンタンクなど、極低温（-183°C）から高温まで幅広い温度域で構造整合性を保つ必要がある用途で実績があります。溶接後は溶体化熱処理＋時効（T6）を行うことで母材相当の特性回復が可能ですが、大型構造物では現実的でないため、溶接設計で熱影響部の強度低下を考慮（溶接継手効率60–80%程度で設計）するのが一般的です。耐食性向上にはクラッド材や陽極酸化が用いられます。

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