航空宇宙産業では、高い強度対重量比、優れた耐疲労性、高い破壊靱性、多くの場合高温での優れた耐食性など、優れた性能特性を備えた材料が求められています。{0}{1}アルミニウム合金は、創業以来この業界の主力製品であり、商用および軍用の航空機、宇宙船、ミサイルのますます厳しくなる要件を満たすために進化し続けています。

 

以下は、航空宇宙用途で頻繁に使用されるアルミニウム合金の包括的なリストであり、主な合金シリーズごとに分類され、その主な用途と利点が強調されています。

 

1. 2xxx シリーズ（アルミニウム-銅合金）

このシリーズは、主に銅の析出硬化効果により、優れた強度と耐疲労性を特徴としています。ただし、腐食を受けやすいため、多くの場合、保護コーティングが必要です。

2014

主な特徴:高強度、良好な加工性。

航空宇宙用途:多くの場合、頑丈な胴体構造、翼外板、内部サポート部材などに見られます。{0}新しい合金と比較して応力腐食割れが発生しやすいため、新しい設計ではあまり一般的ではありません。

2024

主な特徴:最も一般的な航空宇宙用合金の 1 つ。耐疲労性に優れ、強度が高く、靱性が良好です。

航空宇宙用途:特性のバランスが取れているため、胴体外板、翼構造、張力部材などに広く使用されています。 T3 および T4 テンパーは特に人気があります。

2124

主な特徴:破壊靱性と疲労亀裂成長耐性が向上した 2024 年の高純度バージョン。-

航空宇宙用途:翼下部外板や胴体隔壁など、靭性と疲労性能の向上が必要とされる重要な構造部品。

2219

主な特徴:高温での高い強度、良好な溶接性、および優れた破壊靱性。

航空宇宙用途:耐熱性が重要な宇宙用途 (スペースシャトルの外部タンク、デルタ IV ロケットなど)、超音速航空機、ミサイル部品などに広く使用されています。

 

2. 5xxx シリーズ (アルミニウム-マグネシウム合金)

これらの合金は、特に海洋環境における優れた耐食性、良好な溶接性、および適度な強度で知られています。良好な成形性が要求される部品によく使用されます。

5052

主な特徴:強度が高く、耐食性、成形性、溶接性に優れています。

航空宇宙用途:内部部品、燃料タンク、油圧ライン、その他の非構造部品や中程度の応力がかかる部品。成形性と耐食性が重要です。{0}}

5083

主な特徴:高強度、優れた耐食性（特に海水中で）、良好な溶接性、および非常に優れた極低温特性。

航空宇宙用途:主に航空宇宙用の地上支援装置、極低温タンク（推進剤用など）、および一部の航空機の非構造部品に使用されます。

 

3. 6xxx シリーズ (アルミニウム-マグネシウム-シリコン合金)

優れた強度、優れた耐食性、良好な溶接性を兼ね備えたシリーズです。延性も重要な構造コンポーネントによく使用されます。

6061

主な特徴:優れた強度、優れた耐食性、非常に優れた溶接性を備えた汎用合金です。

航空宇宙用途:二次構造、修理部品、一般的な板金部品、チューブ、および特性のバランスと製造の容易さが重要な非重要な構造要素。{0}}

 

4. 7xxx シリーズ（アルミニウム-亜鉛合金）

これらの合金は最も強度の高いアルミニウム合金であり、亜鉛、多くの場合マグネシウムや銅を添加することでその特性を実現します。これらは、高応力の一次構造の主力製品です。

7050

主な特徴:7075 と比較して、特に厚い部分において、高強度、良好な破壊靱性、耐応力腐食割れに対する優れた耐性を備えています。{0}

航空宇宙用途:翼の上部および下部外板、胴体フレーム、隔壁、および高強度と優れた応力腐食耐性を必要とするその他の重要な構造部品。

7075

主な特徴:強度が非常に高く、耐疲労性に優れ、適度な靭性を備えています。

航空宇宙用途:翼桁、胴体部材、構造フィッティングなどの高応力部品用の航空宇宙分野の定番です。 T6 焼き戻しは非常に一般的ですが、T73 焼き戻しでは、強度が若干低下しますが、耐応力腐食性が向上します。

7079

主な特徴:非常に厚いプレート用途向けに開発され、優れた強度と破壊靱性を提供します。

航空宇宙用途:主に着陸装置コンポーネントや重い隔壁の厚板や押出成形品に使用されますが、7050 の応力腐食割れ耐性が優れているため、多くの最新の設計では主に 7050 に取って代わられています。

7475

主な特徴:7075 の高純度バージョン。強度を大幅に損なうことなく、破壊靱性と疲労亀裂進展耐性が向上しています。{0}

航空宇宙用途:重大な破壊{0}}改善された損傷耐性が必要な胴体外板や翼構造などの重要な用途。

 

5. リチウム-含有アルミニウム合金（Al-Li合金）

これらの先進的な合金にはリチウムが組み込まれており、密度を大幅に低減して剛性を高め、従来のアルミニウム合金に比べて大幅な軽量化を実現しながら、強度と疲労特性を維持または向上させます。

2099

主な特徴:高強度、優れた耐損傷性、優れた密度低減を備えた最新の Al-Li 合金。

航空宇宙用途:軽量化が最重要視される新世代の胴体および翼構造、宇宙打上げロケット、軍用機。

2198

主な特徴:強度、破壊靱性、溶接性のバランスに優れ、密度低減も良好です。

航空宇宙用途:打ち上げロケット、胴体、翼構造の圧力バレルに使用され、大幅な重量削減が実現します。

2050

主な特徴:高強度、高い損傷耐性、および驚くべき密度の減少を伴う応力腐食割れに対する優れた耐性。

航空宇宙用途:特に軍用機や宇宙用途における高性能の胴体と翼のコンポーネント。-

 

結論

アルミニウム合金の進化は、航空宇宙産業の進歩の中心となってきました。航空機構造のバックボーンを提供する堅牢な 2xxx および 7xxx シリーズから、軽量化と性能の限界を押し上げる最先端の Al-Li 合金まで、これらの材料は引き続き不可欠です。航空宇宙技術の進歩に伴い、次世代の航空機や宇宙船の課題に対応する、より洗練された新しいアルミニウム合金の開発も行われています。{6}}