ニッケル超合金。得意はそれぞれ。航空宇宙か、化学か。

インコネル718には五つの長所があります。高温でも強いこと——650℃まで耐力1035MPa。回転部品に十分な疲労寿命。溶接できること。供給元が確立していること。そしてほかの超合金に比べて値段が穏やかなことです。ガスタービンのディスク、回転する機関部品、航空宇宙の締結部品では、これが主役です。同系にはインコネル625——固溶強化型で使用温度は同程度——や、古くからある析出硬化型のインコネルX-750があります。

C-276は酸化性の環境と還元性の環境の両方に耐えます。たいていの合金はどちらか一方に偏るものです。加えて塩化物に強く、PREN値は65。湿った塩素にも耐え、硫酸、塩酸、リン酸を受け止め、応力腐食割れにも抗います。薬液が入り混じっていたり、はっきりしなかったりするプラントでは、C-276が何にでも効く合金です。値は張りますが、一つの材料でいくつもの難題が片づきます。

インコネル625は固溶強化型で熱処理は効きませんが、耐食性は718より上です。溶接後の時効が要らない溶接構造物、NACE認定を受けた石油・ガスのサワー環境、化学プラントなどに使われます。インコネル718は析出硬化型、つまり時効処理する材料で、強度がはるかに高く——耐力は1035MPaに対し625は460MPa——、溶接は難しくなります。航空宇宙の構造部材や回転する機関部品に使われます。要するに、化学には625、機械には718です。

どちらも削りにくさで名高い材料です。加工硬化はステンレスと同じ、いやそれ以上ですし、熱伝導が悪いので熱が刃先に溜まり、切りくずは粘りつきます。手立てはこうです。よく切れる超硬をこまめに交換する。切削速度は毎分20から30メートルと低く抑える。送りは強めにとり、加工硬化に先回りする。クーラントはたっぷり掛け、剛性の高い段取りを組む。これは欠かせません。加工費は同等の鋼の三倍から五倍になります。量産ならセラミックやCBNの工具が引き合います。見積もりには余分な時間と費用を織り込んでください。

インコネル718は1キロ50から80ドル、ハステロイC-276は60から100ドル。比べると、ステンレス316Lは5から8ドル、二相ステンレス2507は15から20ドル、Ti-6Al-4Vは60から80ドル、純ニッケル200は25から35ドル、モネル400は30から50ドルです。ニッケル超合金はステンレスの五倍から十倍することも珍しくないので、性能で説明がつくときだけ指定してください。二相ステンレスや特殊鋼で用が足りないか、落ち着いて確かめることです。

Rene 41やWaspaloyは、700℃から900℃という高温の航空宇宙向けです。Haynes 230は1150℃まで酸化に耐え、ガスタービンの燃焼器に使われます。Haynes 25、別名L605はコバルト基で、さらに高い温度に耐えます。MP35Nは非磁性でありながら高強度と耐食性を兼ね、Nimonic 90は英国の古い航空用合金です。特殊な極限用途では超合金の専門商社に相談してください。狭い用途向けの合金がいくつもあります。とはいえ、超合金の用途の八割はインコネルとハステロイで足ります。