ジュラルミンと超々ジュラルミンの強度を理解して選択ミスを防ぐ
意味・定義
ジュラルミンは、主にアルミニウムに銅を加えた4xxx系のアルミ合金で、耐力と靭性のバランスに優れています。標準的なアルミ合金に比べて約2倍の引張強度を持ち、航空機の構造材や高負荷部品に使用されます。
超々ジュラルミンは、ジュラルミンの改良版で、銅やマグネシウム、マンガンなどを微量追加して強度をさらに高めたアルミ合金です。一般的にジュラルミンより約20〜30%高い強度を持ち、航空機の翼梁や精密機械の高応力部品など、より高負荷な用途に適しています。
具体的な強度の目安は以下の通りです。
| 材料 | 引張強度 (MPa) | 用途例 |
|---|---|---|
| ジュラルミン (2024系) | 400〜500 | 航空機構造材、機械部品 |
| 超々ジュラルミン (7075系) | 500〜600 | 航空機高応力部品、精密機械部品 |
ジュラルミンの加工や特性に関しては、ジュラルミンに関して解説で詳しく解説しています。
基準・考え方
材料選定では強度だけでなく、加工性・耐食性・疲労強度も考慮する必要があります。ジュラルミンは比較的加工が容易で、熱処理で強度を調整可能です。一方、超々ジュラルミンは高強度ですが硬く、切削加工や穴あけ加工で工具摩耗や破損リスクが高まります。
- 航空機や精密機械の軽量部品では、荷重条件に応じてジュラルミンか超々ジュラルミンを選択
- 高応力部品や安全性重視の場合は超々ジュラルミンを優先
- 一般的な産業用部品ではジュラルミンで十分な場合が多い
選定の詳細基準やアルミ合金の強度比較については、アルミ合金の強度比較に関して解説で詳しく解説しています。
注意点
ジュラルミン・超々ジュラルミンは強度が高い反面、以下の点に注意が必要です。
- 加工時の割れ・工具摩耗：硬度が高いため、切削速度や刃物材質に注意。
- 熱処理条件：強度を出すための人工時効などを誤ると性能が大幅に低下。
- 耐食性：銅含有量が多いほど腐食に弱く、表面処理や塗装が必要。
加工や熱処理の注意点については、アルミ加工の注意点に関して解説で詳しく解説しています。
よくある誤解
ジュラルミン・超々ジュラルミンに関して多くの人が持つ誤解は以下の通りです。
- 「ジュラルミン＝超々ジュラルミンより常に弱い」 → 実際には用途条件次第でジュラルミンで十分な場合がある。
- 「軽い＝弱い」 → 両者とも軽量ながら高強度で、密度は通常のアルミとほぼ同じ。
- 「すべてのアルミ加工が同じ条件で可能」 → 超々ジュラルミンは硬度が高く、刃物や加工条件の調整が必須。
よくある質問
ジュラルミンと超々ジュラルミンの主な違いは何ですか？
ジュラルミンは耐力と靭性のバランスが優れた4xxx系アルミ合金で、一般構造材や航空機部品に使用されます。超々ジュラルミンはさらに銅やマグネシウムを加えて強度を高めた合金で、高応力部品や精密機械向けに適しています。強度はジュラルミンより20〜30％高くなります。
強度が高い超々ジュラルミンは加工が難しいですか？
はい。超々ジュラルミンは硬度が高いため、切削加工や穴あけ加工で工具摩耗や破損リスクが高まります。加工時には刃物材質や切削条件の調整が必要で、加工性はジュラルミンより制限されます。
ジュラルミンと超々ジュラルミンは腐食に弱いですか？
銅含有量が多いほど腐食に対して弱くなります。ジュラルミンや超々ジュラルミンは強度は高いですが、表面処理や塗装で耐食性を補う必要があります。特に高湿度や海洋環境では注意が必要です。
軽量だからといって強度が低いわけではないのですか？
軽量＝弱いというのは誤解です。ジュラルミンも超々ジュラルミンも、軽量ながら高強度で航空機や精密機械の部品として使用されます。密度は通常のアルミとほぼ同じで、設計条件次第で十分な強度を発揮します。
