CAC702・C95400・CuAl10Fe5Ni5——これらはいずれもアルミニウム青銅の規格記号です。船舶のプロペラ、石油プラントのバルブ、産業機械の歯車など、過酷な環境で長期間使われる部品に広く採用されています。この記事では、アルミニウム青銅の組成・強度・耐海水性のメカニズム・他の銅合金との比較・現場での選定ポイントを解説します。
組成：「銅＋アルミ」だけではない多元合金
アルミニウム青銅の主成分は銅（Cu）で、アルミニウム（Al）を5〜12%加えるのが基本です。実際の製品グレードには、さらに鉄（Fe）・ニッケル（Ni）・マンガン（Mn）が加わった多元合金が多く使われています。
Al量が5〜8%だと単相（α相）で加工しやすい組織になります。9〜11%になると二相（α+β相）になって強度と硬さが大きく上がります。船舶部品や産業機械向けの高強度グレードはほぼこの二相域です。
強度：銅合金でありながら鋼材と同程度
アルミニウム青銅の引張強度は600〜800 MPaにもなります。硬さもHB 150〜220程度で、普通の鋼材（SS400: HB 120程度）と同等以上です。さらに低温脆性がないため、寒冷地や液化ガス設備にも使えます。
各項目は相対評価（5点満点）。コストは低いほど経済的（スコアが高い＝安価）
ベリリウム銅は強度が飛び抜けていますが、加工時に有害な粉塵が発生するリスクがあり取り扱いに厳しい管理が必要です。コストも高い。アルミニウム青銅は安全に加工でき価格も現実的で、強さ・安全性・コストのバランスで選ばれます。
なぜ海水に強いのか：3つの耐食メカニズム
アルミニウム青銅は衝撃・摩擦による火花が発生しにくい「非火花性」を持ちます。石油・ガスプラントのような可燃性雰囲気での使用が可能で、これがバルブ・ポンプへの採用理由のひとつです。
現場で困る3つの選定ポイント
用途別カード
プロペラ・舵・海水ポンプ・船体貫通部品に使われます。耐海水性・キャビテーション耐性が決め手です。
バルブ・フィッティング・ポンプ部品に使われます。非火花性により可燃性雰囲気でも安全に使用できます。
歯車・軸受・ブッシュ・スラスト板に使われます。耐摩耗性と高強度が長寿命を実現します。
着陸装置・油圧部品・ブッシュ類に使われます。軽量化と信頼性の両立が求められる重要部位に採用されます。
JIS・海外規格対応表
| 規格 | 代表グレード | Al% | 特徴・用途 |
|---|---|---|---|
| JIS H 5120 / H 3250 |
CAC701（旧AlBC1） CAC702（旧AlBC2） CAC703（旧AlBC3） |
8〜10% 8〜10.5% 9〜11% |
CAC701：汎用鋳物。CAC702：Fe添加・高強度。CAC703：Ni・Fe添加・最高強度 |
| ASTM B148 / B169 |
C95400 C95500 C95800 |
10〜11.5% 10〜11.5% 8.5〜9.5% |
C95400：汎用。C95500：高強度。C95800：プロペラ・海水用途に特化 |
| EN / ISO EN 1982 |
CuAl10Fe2 CuAl10Fe5Ni5 CuAl9Ni5Fe4Mn |
9〜11% 9〜11% 8.5〜9.5% |
CuAl10Fe5Ni5：船舶・石油用高強度。CuAl9Ni5Fe4Mn：プロペラ合金 |
まとめ
アルミニウム青銅で押さえておきたいこと
- Cu＋Al 5〜12%が基本。実用品はFe・Ni・Mnを加えた多元合金が多い。
- Al 9〜11%の二相（α+β相）域で強度・硬さが大きく上がり、船舶・産業機械の主力グレードになる。
- 海水への強さは「Al₂O₃保護皮膜」「脱亜鉛腐食なし」「エロージョン耐性」の3つが根拠。
- 「非火花性」により石油・ガスプラントの可燃性雰囲気での使用が可能。
- 溶接時の「脱アルミ現象」に注意。適切な溶加棒・シールドガス・予熱・焼なましが必要。
- 鋳造欠陥（引け巣）が出やすいため、重要部品はX線・超音波探傷での受入検査を推奨。
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