インコネル718は析出硬化型のニッケル・クロム・鉄系超合金で、以下を超える過酷な環境でも信頼性の高い性能を発揮するように設計されています。 700 °C (1300 °F).優れた降伏強度、耐クリープ性、熱安定性、耐食性を兼ね備えており、ジェットエンジン、ガスタービン、深井戸用オイル・ガスツール、先進エネルギーシステムなどで最も広く使用されている高温合金のひとつである。
インコネル718は、ワスパロイやレネ・シリーズなどの他の超合金と比較して、独自の "γ″強化機構と卓越した溶接性が特に高く評価されており、航空宇宙用途や重工業用途において比類のない汎用性を発揮します。
インコネル718とは？
インコネル718は 析出硬化型ニッケル基超合金 の結成によって強化された。 γ″（ガンマダブルプライム、Ni₃Nb） そして γ′（ガンマプライム、Ni₃（Al，Ti） 時効の間。これらの冶金相が、この合金の特徴である高強度、耐疲労性、長期熱安定性を与えている。
材料規格
- UNS： N07718
- W.Nr.（DIN）： 2.4668
- 一般的な名前： 合金718、ニッケル718、インコネル718
インコネル718の最も重要な利点のひとつは、以下の通りである。 沈殿速度が遅い に対する感受性を大幅に低下させる。 溶接熱影響部割れ.その結果、最も溶接しやすい超合金のひとつとされている。
化学組成
インコネル718の高温強度と耐酸化性は、以下の化学元素に由来する。その ≈5% Nb（ニオブ） の含有量は、γ″の降水強化を可能にする決定的な特徴である。
| エレメント | 重量 % | 機能 |
|---|---|---|
| ニッケル（Ni） | 50.0-55.0 | マトリックスの安定性と耐食性を提供。 |
| クロム（Cr） | 17.0-21.0 | 保護酸化物を形成し、耐酸化性と耐食性を向上させる。 |
| 鉄（Fe） | バランス | 製造性とコスト効率を向上させます。 |
| ニオブ（Nb）＋タンタル（Ta） | 4.75-5.50 | 重要なγ″強化元素（Ni₃Nb）。 |
| モリブデン (Mo) | 2.80-3.30 | 固溶強化；耐孔食性を高める。 |
| チタン（Ti） | 0.65-1.15 | γ′の形成をサポートし、硬化に寄与する。 |
| アルミニウム（Al） | 0.20-0.80 | 耐酸化性とγ′析出を改善する。 |
物理的・化学的特性
これらの特性は、熱的、機械的、腐食性環境におけるインコネル718の性能を決定する。
物理的性質
- 密度だ： 8.19g/cm³（0.296ポンド/インチ）
- 溶ける範囲： 1260-1336 °C
- 熱伝導率： 11.4 W/m-K at 21 °C
→ 導電率が低いと、加工中の刃先温度が上昇する。 - 熱膨張： 13.0 µm/m-°C (20-100 °C)
- 磁気特性： 非磁性
化学的性質
- 高温耐酸化性： 980 °Cまで安定した保護酸化物
- 耐食性： 酸、塩基、海水、塩化物環境での優れた耐久性
- 応力腐食割れ（SCC）抵抗性： サワーガス(H₂S)や塩化物環境での強い耐性
- NACE MR0175準拠： 石油・ガスのダウンホールツールによく使用される
機械的特性
の典型的な値である。 AMS 5663（鍛造、経年変化あり）：
- 引張強さ： ≥1240 MPa (180 ksi) 以上
- 降伏強度（0.2%オフセット）： ≥1034 MPa (150 ksi) 以上
- 伸び： ≥12%
- 硬度： 36-44 HRC
- 高温強度保持： 650 °Cでの室温強度>80%
- 耐クリープ性： 持続荷重下での優れた長期安定性
製造と加工の特徴
インコネル718は、その高温強度と析出硬化組織で知られ、被削性、溶接性、熱処理応答に大きく影響する。
その加工性は一般的に次のように評価されている。 10-15%（対AISI B1112鋼100%）この低評価は主に、加工硬化、熱蓄積、炭化物による工具摩耗によるものである。
加工特性
インコネル718は、いくつかの本質的な材料挙動のため、難加工合金に分類される：
- 激しいワーク・ハードニング
切削工具がその表面に接触すると、合金はほとんど直ちに加工硬化する。ひずみが蓄積すると、硬化層は切削力と工具負荷を増加させます。
- 低熱伝導率
加工中に発生する熱は、効率的に放散することができません。熱エネルギーの大半は刃先に集中したままとなり、摩耗や熱亀裂を加速させる。
- 超硬合金
微細構造中に存在するニオブを多く含む炭化物は、硬い研磨粒子として機能する。これらの炭化物は工具寿命を縮めるため、頑丈な工具材料が必要となる。
これらの要因が相まって、加工速度の低下、頻繁な工具交換、熱制御に対する厳しい要求が生じる。
溶接性
多くの析出硬化型超合金とは異なり、インコネル718は優れた溶接性を提供します。γ″相はゆっくりと析出するため、そのリスクを最小限に抑えることができる：
- 熱影響部クラック
- ひずみエージング・クラック
- 溶接後の脆化
インコネル718は、TIG、MIG、EBWおよびレーザー溶接に適合する。溶接後、合金は機械的強度を回復するために完全な時効処理を受けることができる。
熱処理
インコネル718は、析出硬化熱処理に強く反応する。その強度は、主にγ″(Ni₃Nb)に由来し、γ′(Ni₃(Al,Ti))のサポートがある。
主な熱処理特性は以下の通り：
- ソリューション・アニーリング 既存の沈殿物を溶解し、マトリックスを均質化する。
- ダブルエイジング は、γ″相とγ′相の制御された析出を促進し、最大強度を達成する。
- 安定した微細構造 その結果、高温下での優れた耐クリープ性と長期的な構造的完全性が得られる。
この熱処理挙動により、インコネル718は航空宇宙、タービン、オイルガス環境において高い機械的性能を維持することができる。
アプリケーション
インコネル718は、高温下での高強度、耐酸化性、疲労安定性が要求される環境で使用される。
溶接性、耐クリープ性、長期的な構造安定性のバランスから、航空宇宙、エネルギー、大型産業システムなどで広く採用されている。代表的な用途:
- 航空宇宙部品タービンディスク、コンプレッサーブレード、エンジンケーシング、高温ファスナーなど。
- 石油・ガス用ダウンホール機器H₂S含有環境用に設計されたダウンホールツール、安全弁、クリスマスツリー部品を含む。
- エネルギーと原子力システム特にガスタービンのホットセクション部品や、長期的な熱安定性が要求される原子炉構造部品などである。
- ロケットと宇宙飛行ハードウェア液体ロケットターボポンプハウジングや極低温推進剤タンク構造など。
よくあるご質問
Q1: インコネル718はチタン合金（Ti-6Al-4V）より強いのですか？
そうですね。チタン合金は軽量ですが、400℃を超えると急速に強度が低下します。インコネル718は、以下の温度でも卓越した強度と耐クリープ性を維持します。 700 °C高温用途に優れている。
Q2: インコネルは最も強い金属ですか？
インコネル718は最も強い金属の一つです。 高温時.室温での強度を上回る鋼もあるが、600 °C以上でその性能に匹敵する材料はほとんどない。
Q3: ニッケル718とインコネル718は同じ材料ですか？
インコネル」は特殊金属株式会社の商標で、「ニッケル718」は一般名です。どちらもUNS N07718で同じ合金を指定しています。
結論
インコネル718は、高温強度、優れた溶接性、長期安定性というユニークな組み合わせを実現し、過酷なエンジニアリング環境において不可欠な材料となっています。ジェットエンジンのタービン・ディスクから深井戸のオイル・アンド・ガス・ツールまで、インコネル718は現代産業において最も信頼される超合金のひとつであり続けています。
製造業者にとって、このような状況を理解することは重要である。 加工硬化挙動、低熱伝導性、工具摩耗傾向の速さ は、高品質のCNC加工結果を得るために不可欠です。ニッケル基超合金における豊富な経験、 精密加工されたインコネル718部品を提供します。 AMSおよびASTMの厳しい仕様に適合しています。
