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合金グループ

ニッケル合金グループ

多くの耐食、鍛造ニッケル基合金が市販されています。 それらの特性と冶金学を理解するには、それらを構成成分でグループ化すると便利です。 10 wt.%以上のレベルで含まれている合金元素によって定義される主なグループは次のとおりです:

  1. 市販純ニッケル (Ni)
  2. ニッケル‐銅 (Ni‐Cu)
  3. ニッケル‐クロム (Ni‐Cr)
  4. ニッケル‐モリブデン (Ni‐Mo)
  5. ニッケル‐クロム‐モリブデン (Ni‐Cr‐Mo)
  6. ニッケル‐クロム‐鉄 (Ni‐Cr‐Fe)
  7. ニッケル‐鉄‐クロム (Ni‐Fe‐Cr)

次の表に、各グループの一般的な属性を、いくつかの代表的な合金の名前とともに示します:

グループ 一例 属性
市販純ニッケル Nickel 200 alloy 苛性アルカリに対して非常に耐性がある。
有用な電気的および磁気的特性。
Ni-Cu MONEL® alloy 400 合金 海水やフッ化水素酸に対して非常に耐性がある。 硫酸に対して中程度の耐性がある。
Ni-Cr HASTELLOY® G-35® 合金 酸化性酸性溶液に対して非常に耐性がある。 
Ni-Mo HASTELLOY® B-3® 合金 塩酸および硫酸に対して非常に耐性がある。
Ni-Cr-Mo HASTELLOY® C-276 合金 酸化性および還元性の両方の酸性溶液に耐性がある。
塩化物による孔食、隙間腐食および応力腐食割れに対して非常に耐性がある。
Ni-Cr-Fe HASTELLOY® G-30® 合金 酸化性溶液に対して非常に耐性がある。
塩化物による孔食、隙間腐食および応力腐食割れに対して中程度の耐性がある。
Ni-Fe-Cr INCOLOY® 合金 825 酸化性溶液に対して耐性がある。
硫酸および塩化物による局所的な腐食に対してある程度の耐性がある。

各グループのいくつかの材料の組成の詳細を以下の表に示します。 完全を期すために、いくつかの鋳造同等物が含まれています(ただし、それらの特性は一般にミクロ組織の不均一性、ならびに残留元素含有量の増加によって影響を受けます)。

グループ 合金 UNS No. 形態 組成 wt.% ( * を付けた値は最大値, ** は最小値)
Ni Cu Mo Cr Fe W Mn Si C Al Ti Other
Ni 200 N02200 鍛造 99.5 0.1 - - 0.2 - 0.2 0.2 0.08 - - -
201 N02201 鍛造 99.5 0.1 - - 0.2 - 0.2 0.2 0.01 - - -
301 N03301 鍛造 96.5 0.1 - - 0.3 - 0.2 0.5 0.2 4.4 0.6 -
CZ-100 N02100 鋳造 95** 1.25* - - 3* - 1.5* 2* 1* - - -
Ni-Cu 400 N04400 鍛造 66.5 31.5 - - 1.2 - 1 0.2 0.2 - - -
K-500 N05500 鍛造 66.5 29.5 - - 1 - 0.8 0.2 0.1 2.7 0.6 -
M-35-1 N24135 鋳造 BAL. 29.5 - - 3.5* - 1.5* 1.25* 0.35* - - Nb 0.5*
Ni-Mo B-2 N10665 鍛造 69 0.5* 28 1* 2* 0.5* 1* 0.1* 0.01* - - -
B-3® N10675 鍛造 65** 0.2* 28.5 1.5 1.5 3* 3* 0.1* 0.01* 0.5* - -
N-7M N30007 鋳造 BAL. - 31.5 1* 3* - 1* 1* 0.07* - - -
N-12MV N30012 鋳造 BAL. - 28 1* 5 - 1* 1* 0.12* - - Co 2.5*, V 0.4
Ni-Cr 600 N06600 鍛造 76 0.2 - 15.5 8 - 0.5 0.2 0.08 - - -
625 N06625 鍛造 61 - 9 21.5 2.5 - 0.2 0.2 0.05 0.2 0.2 Nb + Ta 3.6
690 N06690 鍛造 58** 0.5* - 29 9 - 0.5* 0.5* 0.05* - - -
725 N07725 鍛造 57 - 8 21 7.5 - 0.35* 0.2* 0.03* 0.35* 1.5 Nb 3.5
G-35® N06035 鍛造 58 0.3* 8.1 33.2 2* 0.6* 0.5* 0.6* 0.05* 0.4* - -
ALLCORR N06110 鍛造 BAL. - 10 31 - 2 - - 0.02 0.25 0.25 Nb 0.4
Ni-Cr- Mo C-4 N06455 鍛造 65 0.5* 16 16 3* - 1* 0.08* 0.01* - 0.7* -
C-22® N06022 鍛造 56 0.5* 13 22 3 3 0.5* 0.08* 0.01* - - V 0.35*
C-22HS® - 鍛造 61 0.5* 17 21 2* 1* 0.8* 0.08* 0.01* 0.5* - -
C-276 N10276 鍛造 57 0.5* 16 16 5 4 1* 0.08* 0.01* - - V 0.35*
C-2000® N06200 鍛造 59 1.6 16 23 3* - 0.5* 0.08* 0.01* 0.5* - -
59 N06059 鍛造 BAL. - 16 23 1.5* - 0.5* 0.1* 0.01* 0.25 - -
686 N06686 鍛造 BAL. - 16 21 5* 3.7 0.75* 0.08* 0.01* - 0.15 -
CW-2M N26455 鋳造 BAL. - 16.25 16.25 2* 1* 1* 0.8* 0.02* - - -
CW-6M N30107 鋳造 BAL. - 18.5 18.5 3* - 1* 1* 0.07* - - -
CW- 12MW N30002 鋳造 BAL. - 17 16.5 6 4.5 1* 1* 0.12* - - V 0.3
CX-2MW N26022 鋳造 BAL. - 13.5 21.5 4 3 1* 0.8* 0.02* - - V 0.35*
Ni-Cr-Fe G-3 N06985 鍛造 44 2 7 22 19.5 1.5* 1* 1* 0.015* - - Co 5*, Nb 0.5*
G-30® N06030 鍛造 43 2 5.5 30 15 2.5 1.5* 0.8* 0.03* - - Co 5*, Nb 0.8
G-50® N06950 鍛造 50** 0.5* 9 20 17 1* 1* 1* 0.02* 0.4* Co 2.5*, Nb 0.5*
Ni-Fe-Cr 825 N08825 鍛造 42 2.2 3 21.5 30 - 0.5 0.2 0.05* 0.1 0.9 -
925 N09925 鍛造 44 2.2 3 21 22** - 1* 0.5* 0.03* 0.3 2.2 Nb 0.5*

コバルト合金グループ

耐食性および耐摩耗性の鍛造コバルト基合金は比較的少ないです。 一方、(STELLITE®の商品名と密接に関連している)耐摩耗性の鋳造コバルト基合金は数多くあり、炭素含有量が高いにもかかわらず、水溶液腐食に対してわずかな耐性を持っています。 このマニュアルは前者の材料に関するものです。 しかしながら、鋳造合金はよく知られている比較対象を提供するため、頻繁に参照されます。

耐水溶液腐食のために使用される鍛造コバルト合金には、基本的に3つのタイプがあります。 すべてに高レベル(20wt.%以上)のクロムが含まれており、かなりの量のモリブデンおよび/またはタングステンが含まれています。

1つ目は、(STELLITE® 6B合金としても知られている)HAYNES® 6B合金に代表される、タングステンを含有した高炭素鋳造合金に由来するものです。 炭素含有量が1wt.%のこの合金は、熱間加工できますが、冷間加工はできません。鍛造加工により、(鋳造されたインゴット組織内の)大きな炭化物粒子を分解して、等軸の炭化物粒子を不連続に分散させることができます。 これにより、組成が類似した鋳造およびオーバーレイ溶接材料と比較して延性が向上し、耐食性が向上し、低応力摩耗に対する優れた耐性が得られます。

2つ目は、高温用に設計されたタングステン含有低炭素の鍛造材料ですが、耐水溶液腐食性が非常に高いため、低温用途でも使用されています。 主な例は、生物医学的使用が承認されているHAYNES® 25合金です。

3つ目は、炭素含有量が約0.35 wt.%以下で、腐食性溶液と摩耗しやすいシステムの両方で優れているように設計されたモリブデン含有合金です。 代表的な例はULTIMET®合金で、水溶液腐食や摩耗に対する高い耐性、比較的高い延性、並びに優れた溶接性などの、ユニークな特性を併せ持っています。

いくつかの鍛造、耐食コバルト合金の標準組成を、比較のために、いくつかの鋳造コバルト合金の標準組成とともに次の表に示します。

グループ 合金 UNS No. 形態 組成, wt.% ( * が付いた値は最大値)
Co Ni Cr Mo W C Fe Si Mn Other
タングステン含有
高炭素
6B R30016 鍛造 58 2.5 30 1.5* 4 1 3* 0.7 1.4 -
1 R30001 鋳造 BAL 1.5 30 0.5 13 2.5 3* 1.3 0.5 -
W73001** オーバーレイ溶接
6 R30006 鋳造 BAL 3* 29 1.5* 4.5 1.2 3* 1.5* 1* -
W73006** オーバーレイ溶接
12 R30012 鋳造 BAL 3* 29.5 1* 8.25 1.5 3* 1.2 1* -
W73012** オーバーレイ溶接
タングステン含有
低炭素
25 R30605 鍛造 51 10 20 1* 15 0.1 3* 0.4* 1.5 -
モリブデン含有
低炭素
ULTIMET® R31233 鍛造 54 9 26 5 2 0.06 3 0.3 0.8 N 0.08
F75 R30075 鋳造 BAL 1* 28.5 6 0.2* 0.35* 0.75* 1* 1* Al 0.3*
B 0.01*
N 0.25*
**溶加材に対する番号、組成は若干変更されている。
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