ジュラルミンの腐食原因とは？発生メカニズムと防止対策を解説

ジュラルミンの腐食原因を理解する重要性

軽量かつ高強度という特性を持つジュラルミンは、航空機部品や輸送機器、精密機械部品などに広く使用されています。しかし、使用環境や設計条件によっては腐食が発生し、強度低下や寿命短縮につながる恐れがあります。そこで重要となるのがジュラルミン 腐食 原因の理解です。

ジュラルミンはアルミニウムに銅・マグネシウム・マンガンなどを添加した合金であり、高強度を実現する一方で、純アルミよりも腐食リスクが高まるという特徴があります。

ジュラルミンが腐食しやすい理由

銅含有による電位差の発生

ジュラルミン（A2017、A2024など）は銅を含むことで強度を向上させています。しかし銅はアルミよりも電位が高く、材料内部で微小な電位差が生じます。これにより電気化学反応が起こりやすくなり、腐食の発生源となります。

不均一な組織構造

析出物や粒界に成分偏析が起こることで、局部的な腐食が進行しやすくなります。

自然保護皮膜の弱化

純アルミは酸化皮膜により高い耐食性を持ちますが、合金元素の影響で皮膜の保護能力が低下する場合があります。

代表的な腐食の種類

孔食（ピッティング腐食）

表面の一点から内部へ進行する腐食で、見た目以上に強度低下を招く危険があります。

粒界腐食

結晶粒界に沿って腐食が進行し、材料の脆化を引き起こします。

応力腐食割れ（SCC）

引張応力と腐食環境が重なることで亀裂が発生します。

腐食を引き起こす環境要因

湿度・水分

水分は電気化学反応の媒体となり腐食を促進します。

塩分環境

海岸地域や融雪剤の影響を受ける環境では腐食速度が著しく増加します。

異種金属接触

鉄や銅と接触するとガルバニック腐食が発生する可能性があります。

ガルバニック腐食のメカニズム

異なる金属が接触し、水分を介して電気回路が形成されると電位差により腐食が進行します。

アルミ（陽極） → 溶解
銅・鉄（陰極） → 保護される

この現象はボルトや接触部材の材質選定によって発生するため、設計段階での対策が重要です。

腐食を防ぐための表面処理

アルマイト処理（陽極酸化処理）

人工的に酸化皮膜を厚くし、耐食性と耐摩耗性を向上させます。

塗装・コーティング

外部環境との接触を遮断することで腐食を防止します。

化成処理

防食皮膜を形成し、塗装密着性も向上します。

設計段階で行う腐食対策

異種金属接触の回避

• 絶縁ワッシャーの使用
• 同種金属ボルトの採用

水分滞留を防ぐ構造設計

• 排水穴の設置
• 隙間構造の回避

適切な合金選定

腐食環境では、5000系や6000系など耐食性に優れた材料の採用も検討することが重要です。

腐食が強度低下につながる理由

ジュラルミンは高強度材料ですが、腐食によって断面欠損や微細亀裂が発生すると、疲労強度が急激に低下します。

• 孔食 → 応力集中の発生
• 粒界腐食 → 脆性破壊リスク増加
• 腐食疲労 → 繰返し荷重下での破断

ジュラルミンの腐食を防ぐために押さえるべきポイント

ジュラルミンの腐食は材料特性と環境条件の組み合わせによって発生します。適切な対策を講じることで長期耐久性を確保できます。

• 銅含有による電位差を理解する
• 塩分・湿度環境を考慮する
• 異種金属接触を避ける
• アルマイト処理など防食処理を行う
• 水分が滞留しない設計を行う

腐食メカニズムを理解し、材料選定・表面処理・構造設計を総合的に最適化することが、ジュラルミンを安全かつ長期間使用するための最も確実な方法です。

よくある質問