インコネル粉 とは、耐食性と耐熱性に優れたニッケル・クロム基超合金のことです。このガイドでは、インコネル粉末の概要、特性、用途、仕様、価格などについて包括的に説明しています。
インコネル粉末の概要
インコネルは、強度、耐熱性、耐食性で知られるニッケル・クロム基超合金です。インコネル粉末は、航空宇宙、石油・ガス、化学処理、発電などの産業で使用されています。
インコネル粉末の主な特性と特徴
構成
| タイプ | ニッケル含有量 | クロム含有量 | 鉄分 | その他の合金元素 |
|---|---|---|---|---|
| インコネル600 | 72% | 14-17% | 6-10% | コバルト、カーボン |
| インコネル625 | 58%分 | 20-23% | 最大5% | モリブデン、ニオブ |
| インコネル718 | 50-55% | 17-21% | バランス | ニオブ、モリブデン、アルミニウム、チタン |
高温強度 - 700℃まで強度を保持し、クリープ変形に耐える。特定のグレードは1000℃を超える高温にも耐える。
耐酸化性と耐腐食性 - 保護クロミア層を形成し、酸や塩などによる孔食や腐食に耐性を持つ。
容易な溶接性と機械加工性 - 複雑な形状に加工しやすい。溶接後の熱処理が必要。
高い疲労強度 - 繰り返しの応力サイクルにも故障することなく耐えるため、動的な荷重を支える用途に適しています。
一般的なインコネル粉末グレードの特性を比較する：
| プロパティ | インコネル600 | インコネル625 | インコネル718 |
|---|---|---|---|
| 融点 | 1350-1413°C | 1260-1350°C | 1260-1336°C |
| 密度 | 8.47 g/cm3 | 8.44 g/cm3 | 8.19 g/cm3 |
| 引張強度 | 485-860 MPa | 760 MPa | 1275 MPa |
| 伸び | 30-35% | 35% | 19% |
| 熱膨張 | 16.0×10-6/°C | 13.0×10-6/°C | 13.0×10-6/°C |
| 熱伝導率 | 9.8-10.4 W/m.K | 9.8 W/m.K | 11.4 W/m.K |
表1：主要インコネル鋼種の比較
の応用 インコネル粉末
そのユニークな材料特性のおかげで、インコネルは、次のような産業で幅広く使用されています：
| 産業 | アプリケーション | 使用パウダー製品 |
|---|---|---|
| 航空宇宙 | ターボチャージャー排気ケース、スラストリバーサーシステム、タービンブレード | インコネル718、インコネル625 |
| 石油・ガス | 坑口システム、ラプチャーディスク、ダウンホールツール | インコネル718、インコネル625、インコネル600 |
| 化学処理 | 熱交換器、反応容器、コンベア部品 | インコネル600、インコネル625 |
| 発電 | 熱交換器チューブ、石炭ガス化システム | インコネル617、インコネル625、インコネル740 |
| 自動車 | バルブ部品、排気ガス再循環システム | インコネル718、インコネル600 |
インコネル粉末の主な用途
- 高温強度により、ガスタービンブレード、ロケットモーターケーシング、核燃料クラッドなどに使用可能。
- 耐食性により、酸製造システム、海水用途などでの使用が可能。
- 耐酸化性により、航空機排気システム、工業炉部品などに適している。
- 3Dプリンターやその他の方法で複雑な形状に簡単に加工できる。
採用を促進する業界動向：
- 航空宇宙部門の成長により、航空エンジン部品の使用が増加している。
- 高温・高圧を必要とする化学プラント、石油精製所、LNG船からの需要。
- プロトタイピングおよび生産用途での金属積層造形の成長。
表2：インコネル粉末の産業別用途の概要
インコネル粉末仕様
インコネル粉末は、さまざまな用途に合わせて、さまざまなサイズ範囲、形状、組成で入手可能です：
| サイズ範囲 | 一般的な形状 | 一般的な用途 |
|---|---|---|
| 15-45ミクロン | 球状 | 金属射出成形用原料 |
| 45～106ミクロン | 不規則、球形 | 積層造形、HIPアプリケーション |
| 150～250ミクロン | 球状、凝集 | 溶射コーティング |
| -140/+325メッシュ | 不規則 | プレス・焼結工程 |
アプリケーションのニーズに基づき、ASTM、ASME、AWS、AMS、UNSなどのグレード仕様から選択できます：
| 仕様 | 共通グレード |
|---|---|
| ASTM B168 | インコネル600、インコネル601、インコネル625、インコネル718、インコネルX-750 |
| ASME SB443 | インコネル82、インコネル625、インコネル718 |
| AWS A5.14 | インコネル52、インコネル152、インコネル625 |
| AMSスペック | インコネル718 (AMS 5662)、インコネルX-750 (AMS 5754) |
表3：一般的なインコネル粉末仕様の概要
基準に従って評価される特性
- 化学組成 - Ni、Cr、Fe、Nb、Ti、Al含有量
- 粒度分布、流量
- 微細構造 - γプライム含有量、結晶粒径
- 不純物レベル - C, S, Si, Mn
- 機械的特性 - 硬度、引張強さ、降伏強さ
適切な仕様グレードを選択することで、パウダーが設計上のニーズを満たすようになります。
サプライヤーと価格
ほとんどのニッケルおよび超合金粉末メーカーは、さまざまなインコネル鋼種を供給しています。バイヤーは、次のような要因に基づいてサプライヤーを選択できます：
- 異なる組成と粒度分布を製造する能力
- 品質認証 - AS9100、ISO 9001
- カスタマイズ・オプション - 粉体のオーダーメイドが可能
- 生産能力、リードタイム、最低発注量
価格帯の目安
| インコネル・グレード | 価格/Kg |
|---|---|
| インコネル600 | $50 – $120 |
| インコネル625 | $50 – $150 |
| インコネル718 | $80 – $220 |
料金は、以下の条件によって異なる：
- 純度レベル、不純物限界
- 粒子形状と粒度分布
- 購入量と製造工程
- 物件のカスタマイズ度
主要インコネル粉末メーカー
| 会社概要 | 所在地 | 対象学年 |
|---|---|---|
| サンドビック | ヨーロッパ、アジア | インコネル718、インコネル625 |
| プラクセア | 米国 | インコネル600、インコネル625、インコネル718 |
| ホーガナス | ヨーロッパ | インコネル718 |
| カーペンター・テクノロジー | 米国 | インコネル600、インコネル718 |
| エラスティール | ヨーロッパ | インコネル718 |
表4：価格帯と主なインコネル粉末サプライヤー
の長所と短所 インコネル粉末
メリット
- 極端な温度耐性 - 1000℃まで動作可能
- 熱疲労や動的負荷に故障なく耐える
- 高い耐食性と耐酸化性で表面を保護
- 組成の調整により機械的特性を調整可能
- 複雑な形状への加工が容易
制限事項
- 鋼やチタン合金に比べて非常に高価
- アルミニウム、銅よりも低い熱伝導率
- 加工が不適切な場合、粒界割れを起こしやすい。
- 使用後の完全なリサイクルや再利用が難しい
- 最適な特性を得るには溶接後の熱処理が必要
インコネルを選択する際には、独自の性能上の利点と、代替品と比較して高いコストとを慎重に比較検討すること。
主な代替案との比較
インコネルは他の高温合金と比較してどうなのでしょうか？
| パラメータ | インコネル | ステンレス鋼 | ハステロイ | ヘインズ合金 |
|---|---|---|---|---|
| 耐酸化性 | 素晴らしい | 中程度 | 素晴らしい | 素晴らしい |
| 耐食性 | 素晴らしい | グッド | 素晴らしい | 素晴らしい |
| 熱伝導率 | 中程度 | 低い | 低い | 中程度 |
| 熱膨張 | 低い | 高い | 中程度 | 中程度 |
| 一般的なアプリケーション | 航空宇宙、石油・ガス | 産業機器 | 化学処理 | 航空宇宙 |
要点
- インコネルは最高の高温性能を提供するが、非常に高価である。
- ステンレス鋼は安価だが、温度限界はかなり低い。
- ハステロイとヘインズ合金はインコネルに匹敵するが、材料費が高い。
- 選択する前に、実際の運用条件、コスト制約を考慮する
インコネルに他の代替品よりも割高な価格を支払う前に、用途のニーズを慎重に評価してください。
表5：インコネルと代替合金の主要特性の比較
よくあるご質問
Q: インコネル粉末は何に使用されますか？
A: インコネル粉末は、1000℃を超える高温での優れた機械的強度と耐食性を必要とする航空宇宙、石油・ガス、化学処理、発電などの極限環境用の高性能部品の製造に使用されます。
Q: インコネル600、625、718の違いは何ですか？
A:主な違いは、インコネル600は最高の高温耐食性を提供しますが、強度が低く、インコネル718は最高の強度を提供しますが、最高のバランスのとれた特性を提供するインコネル625に比べて耐酸化性と耐薬品性が低くなります。
Q: インコネルにはニッケルが含まれていますか？
A: はい、インコネルはニッケル-クロム-鉄ベースの超合金です。ほとんどのインコネル鋼種は、少なくとも50%のニッケルと14-23%のクロムを持ち、これがインコネルに優れた高温性能を与えています。
Q: アディティブ・マニュファクチャリングで使用される粉末のサイズは？
A: 球状形態を持つ15ミクロンから150ミクロンのインコネル粉末は、レーザー粉末床溶融法、直接エネルギー堆積法付加製造プロセスで一般的に使用され、あらゆる産業分野で金属部品の製造に使用されています。
Q: インコネルは危険ですか？
A: インコネル粉末は一般的に非危険物であり、標準的な保護具を着用すれば取り扱いは安全です。しかし、微細なニッケルやクロム成分は刺激性の問題があるため、予防措置を講じ、過度の皮膚接触や吸入を防ぐことをお勧めします。
