主な特徴

HAYNES® HR-224® 合金は、優れた耐酸化性を有した鍛造Ni-27.5Fe-20Cr-3.8AI合金で、 HAYNES® 214® 合金に比べて加工性と溶接性が改良されています。この合金は、密着性の高いアルミナ保護スケー ルを形成することにより、卓越した耐酸化性を実現します。延性と成形性に優れ、アルミニウム含有量が大幅に少ないニッケルー鉄ークロム合金と同等の溶接性を示します。潜在的な用途には、熱再生器、自動車用触媒コンバー タおよび熱シー ルド、ストランド型焼鈍炉の炉管、燃料電池、ガス分離ユニット、クロミアの蒸発を最小限にする必要があるアプリケー ション、ならびにその他の過酷な酸化環境向けアプリケー ションなどがあります。

*この合金に関して技術的なご質問がある場合は、当社の技術支援チームにご連絡ください。

標準組成

重量%
ニッケル:Ni  Balance 
コバルト:Co  2 max. 
鉄 : Fe 27.5 
クロム:Cr  20 
モリブデン: Mo  0.5 max. 
タングステン:W  0.5 max. 
マンガン:Mn  0.5 max. 
ケイ素 : Si  0.3 
ニオブ: Nb  0.15 max. 
アルミニウム:Al 3.8 
チタン:Ti 0.3 
炭素 : C 0.05 
ホウ素 : B  0.004 max. 
ジルコニウム: Z r  0.025 max. 

耐酸化性

空気流中での耐酸化性の比較

合金 1600°F (871°C) 1800°F (982°C)
平均メタルロス 平均酸化層厚さ 平均メタルロス 平均酸化層厚さ
Mils μm Mils μm Mils μm Mils μm
HR-224® 0 0 0.2 5 0 0 0.3 8
214® 0 0 0.3 8 0 0 0.5 13
230® 0 0 0.9 23 0.2 5 1.6 41
625 0.1 3 0.6 15 0.2 5 1.9 48
X 0.1 3 1 25 0.3 8 1.9 48
HR-120® 0.1 3 1.1 28 0.3 8 2.0 51
601 - - - - 0.4 10 1.7 43
800HT 0.1 3 1 25 0.5 13 4.1 104
347 SS 0.3 8 0.7 18 - - - -
253 MA 0.2 5 0.9 23 1.3 33 3.0 76

試料を通過する空気流の流速は、7.0 ft/min (213.4 cm/min)。試料は、1週間に1回のサイクルで室温まで冷却。

長期間耐酸化性の比較

合金 1800°F (982°C)
平均メタルロス 平均酸化層厚さ
Mils μm Mils μm
HR-224® 0.1 3 0.1 3
214® 0.1 3 0.5 13
230® 0.1 3 2.7 69
X 0.2 5 2.8 71
HR-120® 0.5 13 3.3 84
625 2.6 66 8.6 218

合金は1か月に1回、室温まで冷却するサイクルで360日間days (8,640 h)空気流中に曝露。

水蒸気中での耐酸化性の比較

合金 1400°F (760°C) 1600°F (871°C)
平均メタルロス 平均酸化層厚さ 平均メタルロス 平均酸化層厚さ
Mils μm Mils μm Mils μm Mils μm
HR-224® 0.05 1 0.25 7 0.06 2 0.26 7
214® 0.02 1 0.22 7 0.05 1 0.35 9
230® 0.09 2 1.19 30 0.21 5 1.91 49
HR-120® 0.12 3 0.72 18 0.26 7 2.06 52

空気+ 10%H20 の中に8640h(1か月サイクル)曝露した耐熱合金の薄板(0.125″13.2mm)に対する酸化量。

耐繰り返し酸化性の比較

合金 1400°F (760°C) 1600°F (871°C) 1800°F (982°C) 2000°F (1093°C)
平均 メタルロス 平均 酸化層厚さ 平均 メタルロス 平均 酸化層厚さ 平均 メタルロス 平均 酸化層厚さ 平均 メタルロス 平均 酸化層厚さ
Mils μm Mils μm Mils μm Mils μm Mils μm Mils μm Mils μm Mils μm
HR-224® < 0.1 0.6 0.1 1.9 0.1 3 0.3 8 0.1 3 0.3 8 0.2 5 0.8 20
214® < 0.1 0.3 0.1 1.6 0.1 3 0.1 3 0.1 3 0.5 13 0.1 6 0.4 10
230® < 0.1 0.8 0.1 2.7 0.1 3 0.7 18 0.2 5 1.1 28 0.9 23 4.1 104
X - - - - 0.2 5 1.0 25 0.3 8 1.6 41 10 254 12.1 307
601 - - - - - - - - 0.5 13 1.9 48 - - - -
625 - - - - 0.1 3 0.5 13 0.4 10 2.0 51 - - - -
HR-120® < 0.1 1.2 0.2 6.0 0.2 5 0.9 23 0.4 10 2.0 51 18.5 470 20.6 523
600 - - - - 0.1 3 0.8 20 0.5 13 2.2 56 - - - -
800HT - - - - 0.3 8 1.3 33 8 203 9.8 249 30.8 782 32.2 818

空気流中に10hに1回のサイクルで1000-h曝露された合金の酸化量。

酸化の評価に用いた金属組織学的手法の模式図

耐浸炭性

1600ºF (871ºC) のAr-5%H2-2%C3H中で 124 時間の実験室浸炭試験

合金 吸炭量 総浸炭深さ
(mg/cm2)
mil mm
214® 0.4 0 0
HR-160® 0.9 10.3 0.26
HR-224® 1.4 5.8 0.15
625 2.6 10 0.25
X 3.6 11.2 0.28
HR-120® 4 14.3 0.36

注記1回の予備試験の結果。

2000ºF (1093ºC) のAr-5%H2-2%C3H6 中で 24 時間の実験室浸炭試験

合金 吸炭量 総浸炭深さ
(mg/cm2)
mil mm
214® 0.2 0 0
HR-224® 3.7 35.7 0.9
HR-160® 7.1 45.6 1.2
625 8.9 > 61.3 > 1.6
X 11.7 41.9 1.1
HR-120® 13.6 > 61.9 > 1.6

注記1回の予備試験の結果。625およびHR-120® 合金は、浸炭が板厚を貫通。

熱安定性

曝露後の室温特性

曝露温度 時間 0.2%耐力 極限引張強さ 伸び
°F °C h ksi MPa ksi MPa
アニール状態 アニール状態 0 46 318 108 745 50
1200 649 4000 102 703 153 1055 21
8000 103 709 148 1020 12
16000 102 703 144 992 10
1400 760 4000 61 420 130 896 25
8000 58 402 127 879 20
16000 55 379 123 848 21
1600 871 4000 39 269 104 717 39
8000 40 276 104 717 40
16000 38 262 104 717 41
1800 982 4000 44 303 100 690 46
8000 44 303 93 639 43
16000 42 290 94 648 50

クリー プラプチャー 強度

温度 クリー プ 下記の時間で所定のクリー プを生じるおおよその初期応力
10 hours 100 hours 1000 hours 10,000 hours
°F °C % ksi MPa ksi MPa ksi MPa ksi MPa
1200 649 0.1 36.9 254 26.8 185 19.6 135 14.5 100
1.0 59.7 412 39.1 270 26.1 180 17.7 122
R 82.8 571 18.3 126 29.1 201 18.0 124
1300 704 0.1 19.1 132 13.9 96 10.2 70 7.6 52
1.0 29.0 200 19.2 132 12.9 89 8.9 61
R 43.4 299 25.5 176 15.5 107 9.7 67
1400 760 0.1 10.3 71 7.5 52 5.6 39 4.2 29
1.0 14.9 103 9.9 68 6.8 47 4.8 33
R 23.7 163 14.1 97 8.7 60 5.5 38
1500 816 0.1 5.8 40 4.3 30 3.2 22 2.4 17
1.0 8.1 56 5.5 38 3.8 26 2.7 19
R 13.5 93 8.1 56 5.1 35 3.3 23
1600 871 0.1 3.4 23 2.5 17 1.9 13 1.5 10
1.0 4.6 32 3.2 22 2.3 16 1.7 12
R 8.0 55 4.9 34 3.2 22 2.1 14
1700 927 0.1 2.1 14 1.6 11 1.2 8 0.9 6
1.0 2.8 19 2.0 14 1.4 10 1.1 8
R 5.0 34 3.1 21 2.1 14 1.4 10
1800 982 0.1 1.3 9 1.0 7 0.8 6 0.6 4
1.0 1.8 12 1.3 9 1.0 7 0.8 6
R 3.2 22 2.1 14 1.4 10 1.0 7
1900 1038 0.1 0.9 6 0.7 5 0.5 3 0.4 3
1.0 1.2 8 0.9 6 0.7 5 0.6 4
R 2.2 15 1.4 10 1.0 7 0.8 6
2000 1093 0.1 0.6 4 0.5 3 0.4 3 0.3 2
1.0 0.8 6 0.7 5 0.5 3 0.4 3
R 1.5 10 1.1 8 0.8 6 0.6 4

R=ラプチャー

耐ひずみ時効割れ性

加熱速度制御引張試験(CHRT)は、ガンマプライムを形成する超合金の耐ひずみ時効割れ性の優れた尺度です。元は溶体化処理された状態の厚さ0.063インチ(1.6 mm)の試料は、典型的な溶接後の熱処理を代表する、毎分25-30゜F(14- 17℃) の速度で試験温度まで加熱されます。 この場合、試験は1450゜F(788℃) で行われました。 ひずみ時効割れに対する感受性は、その温度範囲内で観察される最小引張伸びに関連しています(最小伸びが大きいほど、耐ひずみ時効割れ性が高くなります)。

HAYNES® HR-224® の耐ひずみ時効割れ性

合金 CHRT伸び(%)*
HAYNES® HR-224® 16**
HAYNES® 214® 12
HAYNES®282® 16
HAYNES® 718 15
HAYNES® R-41 7

*3回の試験の平均。.
**2つのヒートの平均。
加熱速度制御試験 ー 1100゜F(593℃) まで1OO’f (56℃) /secで加熱 ー 1450゜F(788℃) まで30゜F(3℃)/minuteで加熱- 1450゜F (788℃)で保持し、破断するまで0.0625 in(1.6 mm)/minuteで引張り。

Metzler, D.A. 2008. A Gleeble®-based Method for Ranking the Strain-Age Cracking Susceptibility of Ni-Based Superalloys, Welding Journal 87(10): 249-s to 256-s.

物理的特性

物理的特性 英国単位 メー トル単位
密度 RT
0.280 lb/in3
RT
7.72 g/cm3
溶融温度 2450-2510°F - 1340-1380°C -
電気抵抗 RT 48.6 µohm-in RT 123.5 µohm-cm
200°F 49.0 µohm-in 100°C 125.2 µohm-cm
400°F 50.2 µohm-in 200°C 127.5 µohm-cm
600°F 51.1 µohm-in 300°C 130.0 µohm-cm
800°F 52.0 µohm-in 400°C 131.7 µohm-cm
1000°F 52.6 µohm-in 500°C 133.5 µohm-cm
1200°F 52.8 µohm-in 600°C 134.0 µohm-cm
1400°F 52.9 µohm-in 700°C 134.2 µohm-cm
1600°F 53.0 µohm-in 800°C 134.5 µohm-cm
1700°F 53.0 µohm-in 900°C 134.4 µohm-cm
- - 1000°C 135.4 µohm-cm
温度拡散率 RT
4.3 x 10-3in2/sec
RT
27.5 x 10-3cm2/s
200°F
4.5 x 10-3in2/sec
100°C
29.5 x 10-3cm2/s
400°F
5.0 x 10-3in2/sec
200°C
32.1 x 10-3cm2/s
600°F
5.4 x 10-3in2/sec
300°C
34.5 x 10-3cm2/s
800°F
5.8 x 10-3in2/sec
400°C
37.2 x 10-3cm2/s
1000°F
6.3 x 10-3in2/sec
500°C
39.4 x 10-3cm2/s
1200°F
6.7 x 10-3in2/sec
600°C
42.0 x 10-3cm2/s
1400°F
7.0 x 10-3in2/sec
700°C
44.7 x 10-3cm2/s
1600°F
7.0 x 10-3in2/sec
800°C
44.9 x 10-3cm2/s
1700°F
7.1 x 10-3in2/sec
900°C
45.0 x 10-3cm2/s
- - 1000°C
47.4 x 10-3cm2/s
熱伝導率 RT
69 Btu-in/ft2-hr-°F
RT 10.0 W/m-°C
200°F
74 Btu-in/ft2-hr-°F
100°C 11.2 W/m-°C
400°F
89 Btu-in/ft2-hr-°F
200°C 12.7 W/m-°C
600°F
100 Btu-in/ft2-hr-°F
300°C 14.2 W/m-°C
800°F
112 Btu-in/ft2-hr-°F
400°C 15.7 W/m-°C
1000°F
123 Btu-in/ft2-hr-°F
500°C 17.1 W/m-°C
1200°F
135 Btu-in/ft2-hr-°F
600°C 18.7 W/m-°C
1400°F
142 Btu-in/ft2-hr-°F
700°C 20.3 W/m-°C
1600°F
149 Btu-in/ft2-hr-°F
800°C 20.7 W/m-°C
1700°F
149 Btu-in/ft2-hr-°F
900°C 21.1 W/m-°C
- - 1000°C 22.6 W/m-°C
比熱 RT 0.112 Btu/lb-°F RT 471 J/kg·°C
200°F 0.117 Btu/lb-°F 100°C 492 J/kg·°C
400°F 0.123 Btu/lb-°F 200°C 514 J/kg·°C
600°F 0.128 Btu/lb-°F 300°C 532 J/kg·°C
800°F 0.132 Btu/lb-°F 400°C 548 J/kg·°C
1000°F 0.136 Btu/lb-°F 500°C 564 J/kg·°C
1200°F 0.139 Btu/lb-°F 600°C 577 J/kg·°C
1400°F 0.142 Btu/lb-°F 700°C 588 J/kg·°C
1600°F 0.145 Btu/lb-°F 800°C 600 J/kg·°C
1700°F 0.146 Btu/lb-°F 900°C 608 J/kg·°C
- - 1000°C 616 J/kg·°C
平均熱膨張係数 70-200°F 7.8 µin/in -°F 25-100°C
14.0 x 10-6m/m·°C
70-400°F 8.1 µin/in -°F 25-200°C
14.5 x 10-6m/m·°C
70-600°F 8.2 µin/in -°F 25-300°C
14.8 x 10-6m/m·°C
70-800°F 8.3 µin/in -°F 25-400°C
14.9 x 10-6m/m·°C
70-1000°F 8.3 µin/in -°F 25-500°C
14.9 x 10-6m/m·°C
70-1200°F 8.3 µin/in -°F 25-600°C
14.8 x 10-6m/m·°C
70-1400°F 8.9 µin/in -°F 25-700°C
15.3 x 10-6m/m·°C
70-1600°F 9.4 µin/in -°F 25-800°C
16.5 x 10-6m/m·°C
70-1700°F 9.7 µin/in -°F 25-900°C
17.2 x 10-6m/m·°C
- - 25-1000°C
18.2 x 10-6m/m·°C
動弾性率 RT
28.5 x 106psi
RT 197 GPa
200°F
27.5 x 106psi
100°C 191 GPa
400°F
27.0 x 106psi
200°C 186 GPa
600°F
26.2 x 106psi
300°C 181 GPa
800°F
25.3 x 106psi
400°C 176 GPa
1000°F
24.5 x 106psi
500°C 170 GPa
1200°F
23.5 x 106psi
600°C 164 GPa
1400°F
22.0 x 106psi
700°C 158 GPa
1600°F
21.3 x 106psi
800°C 152 GPa
1800°F
20.2 x 106psi
900°C 146 GPa
- - 1000°C 139 GPa

引張特性

HAYNES® HR-224® 引張特性ー薄板

試験温度 0.2%耐力 極限引張強さ 伸び
°F °C ksi MPa ksi MPa %
RT RT 47.6 328 106.1 732 47
1000 538 42.7 295 95.3 657 57
1200 649 56.2 387 84.3 581 16
1400 760 57.9 399 68.5 472 14
1600 871 14.3 99 18.3 126 102
1800 982 6.9 48 9.2 64 105

HAYNES® HR-224® 引張特性ー厚板

試験温度 0.2%耐力 極限引張強さ 伸び
°F °C ksi MPa ksi MPa %
RT RT 45.9 316 105.6 728 49
1000 538 42.2 291 93.6 645 57
1200 649 55.2 381 78.6 542 14
1400 760 59.5 410 69.6 480 9
1600 871 15.6 108 21.7 150 105
1800 982 5.8 40 9.5 66 125

HAYNES® HR-224® 引張特性ー棒

試験温度 0.2%耐力 極限引張強さ 伸び 絞り
°F °C ksi MPa ksi MPa % %
RT RT 45.8 316 106.5 734 48 72
1000 538 43.0 296 93.4 644 53 61
1200 649 54.8 378 74.5 514 13 22
1400 760 57.5 396 69.6 480 11 12
1600 871 12.9 89 19.5 135 106 93
1800 982 6.3 43 9.8 67 101 95

冷間成型後のアニー リングの影響

室温引張特性に対する冷間圧延の影響*

圧下率 圧延後のアニール温度 極限引張強さ 0.2% 耐力 伸び 硬度
% - ksi MPa ksi MPa % Rb
0 - 107.0 738 51.0 352 47 87
10 1900°F (1038°C) 5 分間 100.7 694 51.9 358 45.6 86
20 20 103.9 716 58.3 402 43.1
30 30 106.1 732 55.5 383 41.2
40 40 105.2 725 45.4 313 45.4
50 50 110.2 760 48.6 335 45.0
10 2000°F (1093°C) 5 分間 97.3 671 48.2 332 48.5 90
20 98.4 678 51.0 352 47.5 89
30 100.9 696 41.7 288 47.8 88
40 103.6 714 42.8 295 47.1 86
50 107.4 741 46.2 319 44.2 91

*ミルアニー ルした 0.120インチ (3.0mm)の薄板を圧延した結果に基づく。

熱処理

HAYNES® HR-224® 合金は、特に指定がない限り、溶体化処理した状態で提供されます。この合
金は、通常、2025-2075゜F(1107- 1135℃) で断面の厚さに応じた時間保持して最終溶体化処理
され、特性を最適化するために急冷または水冷されます。

免責事項

Haynes Internationalは、本パンフレットに記載されているデータの精度・正確性を保証するために妥当な努力を払っておりますが、データの精度、正確性、あるいは信頼性について、いかなる表明も保証もいたしません。すべてのデータは一般的な情報のみであり、設計上のアドバイスを提供するものではありません。ここに開示されている合金特性は、主にHaynes International、Inc.によって行われた作業に基づいており、場合によっては公開文献の情報によって補足されているため、そのような試験の結果のみを示すものであり、保証最大値または最小値と考えてはなりません。実際の使用条件で特定の合金を試験して特定の目的に対する適合性を判断するのはユーザーの責任です。

特定の製品に含まれる特定の元素濃度とその潜在的な健康への影響については、Haynes International、Inc.が提供する安全データシートを参照してください。特記のない限り、すべての商標はHaynes International、Inc.が所有しています。

合金パンフレット

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