EN 573-3 AW-2007 T3材：アルミニウム銅合金の仕様と特性

AW-2007 T3材の概要

EN AW-2007 T3材は、銅 (3.3〜4.6%) を主要合金元素とするアルミニウム銅合金 (2000系) で、溶体化熱処理後、冷間加工および自然時効 (T3テンパー) を施した時効硬化型合金です。高強度 (引張強さ 340〜370 MPa)、優れた切削加工性 (フリーカッティング)、良好な機械加工性を備え、精密機械部品、ねじ、ボルト、リベット、航空宇宙用ファスナー等に広く使用されます。ただし、耐食性は純アルミニウム系に劣り、食品接触用途には不適です。また、溶接性は低く、機械的接合やろう付け (摩擦接合良好) が推奨されます。

主な特徴

• 高強度：T3テンパーで引張強さ 340〜370 MPa (2000系標準レベル)
• 優れた切削加工性：フリーカッティング合金 (Pb/Bi含有) で工具寿命長、高速切削可能
• 時効硬化型：溶体化→冷間加工→自然時劰 (T3) で高強度発現
• 食品不適：Cu、Pb、Bi等含有で食品衛生法・FDA・EU規則不適合
• 耐食性は低い：海水・大気ともに劣る。表面処理 (クラッド、陽極酸化、塗装) 必須
• 溶接性は困難：固相溶接 (摩擦攪拌接合等) のみ実用的。融接は割れ感受性大
• 陽極酸化 (保護用)：不良。装飾用も困難

化学成分 (EN 573-3準拠)

元素	含有量 (%)	役割
アルミニウム (Al)	残部	基材
銅 (Cu)	3.3〜4.6	主要強化元素 (Al₂Cu析出)
マンガン (Mn)	0.5〜1.0	結晶粒微細化、強度向上
マグネシウム (Mg)	0.4〜1.8	固溶強化、時効硬化促進
鉛 (Pb)	0.8〜1.5	切削性向上 (チップブレーカー効果)
ビスマス (Bi)	0.2	切削性向上 (Pbと相乗効果)
鉄 (Fe)	0.8 最大	不純物 (強度・耐食性に影響)
ケイ素 (Si)	0.8 最大	不純物
亜鉛 (Zn)	0.8 最大	不純物
チタン (Ti)	0.2 最大	結晶粒微細化
クロム (Cr)	0.1 最大	再結晶抑制
ニッケル (Ni)	0.2 最大	高温強度向上
スズ (Sn)	0.2 最大	不純物
その他 (各/総計)	0.05 / 0.15 最大	—

物理的性質 (T3材・常温)

項目	値	単位
密度	2.85	g/cm³
弾性係数	72.5	GPa
剛性率	27.3	GPa
ポアソン比	0.33	—
融点範囲	507〜650	°C
線膨張係数 (20°C)	23.0×10⁻⁶	1/K
線膨張係数 (100°C)	23.0〜24.0×10⁻⁶	1/K
熱伝導率	116〜168	W/(m·K)
比熱容量 (20°C)	860	J/(kg·K)
電気伝導率	18.0〜22.0	MS/m (約31〜38% IACS)
電気抵抗率	4.55〜5.56×10⁻⁸	Ω·m

機械的性質 (T3材・常温・代表値)

項目	値	単位	備考
引張強さ	340〜370	MPa	棒・管・規格により変動
降伏強さ (0.2%証明応力)	220〜270	MPa	代表値
伸び (A50)	5〜7	%	断面積・形状により変動
伸び (A100)	6〜7	%	薄肉管等
ブリネル硬さ	95	HB	代表値
平面歪み破壊靭性	22〜35	MPa·√m	2000系アルミニウム典型値

技術的特性評価

特性	評価	備考
陽極酸化処理 (保護用)	不良	Cu含有で皮膜品質不安定
ろう付け (硬ろう・フラックスあり/なし)	不可/不可	Cu合金はろう付け困難
摩擦接合/摩擦攪拌接合	十分	固相接合なら実用的
軟ろう (フラックスあり)	不可	接合強度不足
耐食性 (海水)	不良	点食・隙間腐食感受性大。クラッド材推奨
耐食性 (大気/耐候)	不良	表面処理 (塗装、陽極酸化困難、クラッド) 必須
冷間曲げ/スピニング	十分/不可	曲げ半径制限大。スピニング不向き
深絞り/アプセット	不可/十分	冷間鍛造 (アプセット) は可能
切削加工性	優秀 (フリーカッティング)	高速・高精度加工可能。Pb/Biフリー代替グレードも存在

主要用途

• 精密機械部品：ねじ、ボルト、ナット、リベット、ピン、シャフト、ギア、カム
• 航空宇宙・防衛：ファスナー (リベット、ボルト)、構造部品、エンジン部品 (一部)
• 自動車・輸送機器：高強度ボルト、エンジン部品、トランスミッション部品
• 電気・電子：コネクタ端子、スイッチ部品、リレー部品 (導電性重視なら他合金推奨)
• 一般機械：治具、金型部品、自動化機器部品、ロボット部品
• 医療機器 (非埋込・非食品接触)：器具部品、ハウジング (生体適合性要確認)

適用規格・関連規格

• EN 573-3：化学成分
• EN 754：棒・管・プロファイルの機械的性質
• EN 573-1/2：化学成分一般規則
• ASTM B211：米国規格 (2011/2017相当)
• JIS H 4040：アルミニウム合金棒・線 (A2011相当)
• ISO 6362：棒・線
• AMS 4120 / QQ-A-225/8：航空宇宙規格

供給形態・寸法範囲 (一般的)

• 丸棒：直径 3〜300 mm
• 角棒・六角棒：対辺 5〜150 mm
• 管：外径 6〜200 mm、肉厚 1〜20 mm
• プロファイル・押出形材
• 鍛造品・リング
• 切削加工済み部品 (図面対応)

2000系合金比較とグレード選定

合金	主要特徴	引張強さ (MPa)	切削性	耐食性	溶接性	主用途
AW-2007 (T3)	フリーカッティング、Pb/Bi含有	340〜370	最高	低	困難	ねじ、ボルト、精密切削部品
AW-2011 (T3/T8)	フリーカッティング、Pb/Bi含有 (2007よりBi多)	310〜380	最高	低	困難	高速自動盤部品、ねじ、複雑切削品
AW-2014 (T6)	高強度、構造用、鍛造性良	425〜485	良	低	困難	航空機構造、トラックフレーム、鍛造品
AW-2017 (T4)	汎用高強度、リベット用 (ダルアルミン)	390〜420	良	低	困難	リベット、航空機構造、一般機械
AW-2024 (T3/T4)	最高強度級、疲労特性良、クラッド材あり	440〜485	良	低 (クラッドで改善)	困難	航空機翼・胴体、高疲労部品
AW-2007 (Pbフリー)	RoHS/ELV対応、切削性維持	330〜360	優秀	低	困難	環境対応ねじ・ボルト、精密部品

設計・使用上の重要ポイント

• 耐食性対策必須：単体使用時は塗装、メッキ、陽極酸化 (困難だが可能)、クラッド材 (アルミニウム純層被覆) 等の表面保護が必要
• 応力腐食割れ (SCC) 感受性：高応力・腐食環境下でSCC発生リスク。T3よりT8 (人工時効) の方がSCC耐性良好
• 溶接は避ける：融接 (TIG/MIG) は凝固割れ・液化割れリスク極大。機械的締結 (ボルト、リベット)、接着、摩擦攪拌接合 (FSW) を検討
• 高温使用不可：150°C以上で過時効により強度急低下。高温用途は2000系不向き (6000系、7000系、または鋼材検討)
• Pb/Bi含有と環境規制：RoHS指令、ELV指令、REACH規則等でPb/Bi制限あり。輸出・特定用途ではPbフリグレード (2007修正版等) 選定必要
• 切削加工時の注意：切削油は塩素フリー推奨 (応力腐食割れ防止)。切り屑処理・粉塵対策 (Pb/Bi含有) 必須
• 熱処理トレーサビリティ：T3テンパーは自然時効依存のため、溶体化熱処理からの経過時間管理が品質安定に重要

追加サービス (一般的な供給者対応)

• 切断販売 (定尺・任意長)
• 図面による機械加工品供給 (NC旋盤、マシニングセンタ、自動盤)
• 熱処理証明書 (ミルシート、EN 10204 3.1/3.2)
• RoHS/REACH適合証明書
• 表面処理手配 (陽極酸化、塗装、メッキ、クロメート等)