合金600、インコネル600バー(丸棒、平棒)、UNS N06600

合金 600、インコネル 600 ワイヤー、UNS N06600

合金 600 の紹介 (インコネル 600 ワイヤー、UNS N06600)

合金 600 は、商業的にはインコネル 600 として知られ、UNS N06600 に分類され、優れた耐食性、熱安定性、広い温度範囲にわたる多用途性で知られる古典的なニッケル クロム - 鉄超合金です。極低温条件 (-253°C/-423°F) から 1095°C/2000°F まで確実に動作し、その性能は固溶体強化オーステナイト系微細構造によるもので、クロムは耐酸化性と耐食性を実現し、ニッケルは延性と構造安定性を保証します。析出硬化合金とは異なり、合金 600 は製造後の時効を必要としないため、一貫した性能を維持しながら製造が簡素化されます。この合金の重要な形態であるインコネル 600 ワイヤは、化学処理、原子力、海洋工学、航空宇宙などの産業で広く使用されており、耐食ファスナー、熱電対シース、高温センサー ワイヤなどの用途に優れています。その根強い人気は、信頼性、加工性、攻撃的な化学物質と極端な熱サイクルの両方に対する耐性の稀なバランスに由来しています。

1. 化学組成 (標準、wt%)

UNS N06600 の化学組成は、ASTM B625 (ニッケル合金線用)、ASTM B168 (ニッケル合金シート/プレート用)、ASME SB625 などの厳格な業界規格に準拠しており、一貫した耐食性、機械的強度、熱安定性を保証します。典型的な構成は次のとおりです。

要素

コンテンツ範囲 (wt%)

機能

ニッケル(Ni)

72.0分

オーステナイト構造を安定させる主要なマトリックス元素として機能します。還元環境(水素ガスなど)に対する耐性を高め、極低温での延性を維持します。

クロム(Cr)

14.0 - 17.0

緻密な付着性酸化クロム (Cr₂O₃) 層を形成し、1095°C までの耐酸化性と、塩化物含有媒体 (海水、塩水など) での孔食/隙間腐食に対する耐性を提供します。

鉄(Fe)

6.0 - 10.0

熱間加工性(線材製造に重要)を改善し、合金コストを抑制します。腐食性能を損なうことなく熱伝導率を高めます。

カーボン(C)

≤ 0.15

粒界に微細な炭化物(Cr₂₃C₆など)を形成し、高温強度を向上させます。過剰な炭化物析出を避けるように制御されています(周期的な熱環境では延性が低下する可能性があります)。

マンガン(Mn)

≤ 1.0

溶融時の脱酸を助け、微細伸線の冷間加工性を向上させます。高温での脆さを避けるために制限されています。

シリコン(Si)

≤ 0.5

酸化層の接着を促進し、鋳造中の溶融合金の粘度を低下させます。過剰なシリカ介在物(耐食性を低下させる)を避けるように制御されています。

銅(Cu)

≤ 0.5

酸化クロム層との干渉を避け、製造中の高温亀裂を防ぐために最小限に抑えられています。

リン(P)

≤ 0.03

特に酸性環境にさらされる溶接継手や部品における粒界脆化を防ぐために厳密に制限されています。

硫黄(S)

≤ 0.015

伸線や溶接中の熱間亀裂を防ぎ、硫黄を多く含む媒体(サワーガスなど)での腐食感受性を低減するために最小限に抑えられています。

アルミニウム(Al)

≤ 0.3

結晶粒構造を微細化し、酸化物層の安定性を高める微量元素。脆い金属間化合物相を避けるように制御されています。

チタン(Ti)

≤ 0.3

穀物の微細化を補い、高温クリープ耐性を向上させる微量元素。延性を低下させる炭化物の形成を避けるために制限されています。

2. 物性

インコネル 600 ワイヤは、その広範な動作温度範囲にわたって安定した物理的特性を示し、固溶体強化による機械的性能により、時効硬化の必要がありません。主な特性(特に指定がない限り、室温で測定)は次のとおりです。

財産

価値

テスト条件

密度

8.47 g/cm³

室温(25°C)

融点範囲

1370 - 1425°C

-

熱膨張係数

13.1 × 10⁻⁶/°C

20 - 100°C;16.5 × 10⁻⁶/°C (20 - 1000°C)

熱伝導率

11.7 W/(m・K)

100°C;22.7 W/(m・K)(1000°C)

電気抵抗率

1.30 × 10⁻⁶ Ω・m

室温(25°C);1.62 × 10⁻⁶ Ω・m (1000°C)

弾性率

207 GPa

室温(引張);138GPa(1000°C)

ポアソン比

0.30

室温

キュリー温度

≈ -196°C

この温度を下回ると、弱強磁性になります(ほとんどのアプリケーション温度には関係ありません)。

引張強度

≥ 655MPa

室温;≥ 240MPa(1000°C)

降伏強度(0.2%オフセット)

≥ 275MPa

室温;≥ 130MPa(1000°C)

伸長

≥ 30%

室温;≥ 40%(-196°C、液体窒素)

硬度(焼きなまし)

≤ 220 HB

室温

クリープ破断強度

95MPa

800°Cで1000時間。35 MPa(1000°Cで1000時間)

耐酸化性

重量増加≤0.2 g/m²・h

空気中1000°C(1000時間後、酸化物の膨張なし)

3. インコネル600ワイヤーの製造工程

インコネル 600 ワイヤの製造は、固溶体微細構造の維持、耐食性の確保、寸法精度の維持に重点を置いており、時効硬化を必要とせず、析出硬化合金と比較してプロセスが簡素化されます。主な手順は次のとおりです。

3.1 原材料の溶解と鋳造

溶解:高純度原料(ニッケル、クロム、鉄など)を真空誘導溶解(VIM)またはアルゴン脱気による空気誘導溶解(AIM-AD)で溶解します。このプロセスにより、ガス状不純物(O₂ < 25 ppm, N₂ < 40 ppm) and ensures uniform distribution of chromium—critical for consistent oxide layer formation and corrosion resistance.

鋳造:溶融合金はインゴット(600〜3000 kg)またはブルームに鋳造され、1150〜1200°Cで8〜10時間均質化焼鈍されます。このステップにより、化学的偏析(特にクロム)が排除され、粗い炭化物が溶解され、延性を維持しながら熱間加工用の材料が準備されます。

3.2 熱間加工と線材の製造

熱間圧延:インゴット/ブルームは、1050〜1150°Cで線材(直径:8〜20 mm)に熱間圧延されます。熱間圧延は粗粒を分解し、加工性を向上させます。ロッドは、炭化物の急速な析出を避けるために、制御された速度(50〜100°C/時間)で室温まで空冷され、均一な機械的特性が保証されます。

スケール除去: 熱間圧延棒はショットブラスト (緩い酸化スケールを除去するため) に続いて酸洗 (硝酸フッ化水素酸溶液) を経て、残留酸化クロム層を除去します。このステップにより、冷間引抜中の表面欠陥が防止され、最終用途できれいな酸化層が形成されます。

3.3 冷間引抜(ワイヤー形成)

マルチパス冷間引抜: 線材はダイヤモンド金型を 6 - 9 パスで冷間引抜し、所望の直径 (通常は 0.1 mm - 10 mm) を実現します。各パスは直径を15〜20%小さくし、パス間の中間アニーリング(980〜1050°Cで30〜60分間、水急冷)を行います。この焼きなましステップにより、加工硬化が緩和され、延性が回復し (ワイヤ破損が防止されます)、一貫した腐食性能に不可欠な固溶体微細構造が維持されます。

寸法制御: 張力、ダイの位置合わせ、絞り速度が正確に調整され、厳しい直径公差 (精密ワイヤの場合は ±0.015 mm) と真円度 (≤0.008 mm) が維持されます。熱電対シースや医療機器などの用途では、寸法変動が機能 (温度測定精度など) に影響を与える可能性があるため、レーザー直径モニタリングにより一貫性が確保されます。

3.4 最終熱処理(応力緩和と安定性)

インコネル600ワイヤーは、使用時の性能を最適化するために応力除去焼鈍処理を受けています。

ストレス緩和:ワイヤーを850〜900°Cに1〜2時間加熱し、その後空冷します。このステップにより、冷間引抜による残留応力が低減され、結晶粒構造が安定し、均一な炭化物分布が促進され、耐クリープ性が向上し、過酷な環境での応力腐食割れ (SCC) のリスクが軽減されます。

酸化層活性化(オプション):即時の耐酸化性が必要な用途(炉の発熱体など)では、ワイヤーを空気中で1000〜1050°Cに1時間加熱します。これにより、事前に調整された酸化クロム層が形成され、使用中の「慣らし運転」酸化の必要性がなくなります。

3.5 表面仕上げと品質検査

表面処理:

酸洗: 表面酸化物を除去し、海洋または化学用途に不可欠な保護酸化クロム層のきれいな接着を確保するために、硝酸で焼きなまし後の酸洗を行います。

不動態化: 酸化物層をさらに強化するためのオプションの硝酸またはクロム酸塩不動態化により、塩化物が豊富な環境 (海水、化学反応器など) での孔食のリスクが軽減されます。

研磨: 高精度用途 (製薬機器、航空宇宙センサーなど) の場合、研磨ベルトまたは電気化学研磨を使用してワイヤーを滑らかな表面仕上げ (Ra ≤ 0.15 μm) まで研磨し、汚染リスクと応力集中を最小限に抑えます。

品質管理:

化学分析: 耐食性と熱安定性に重要なニッケルとクロムの含有量を検証するための発光分光法 (OES)。

機械的試験: 引張試験 (室温および極端な温度での強度/伸び)、硬度試験 (HB)、および疲労試験 (スプリングなどの繰り返し荷重コンポーネントの場合)。

腐食試験: 過酷な環境に対する耐性を検証するための塩水噴霧試験 (ASTM B117)、隙間腐食試験 (ASTM G48)、および応力腐食割れ試験 (ASTM G36)。

非破壊検査: 渦電流検査 (亀裂やピットなどの表面欠陥の場合) および超音波検査 (内部欠陥の場合) は、原子力または航空宇宙部品に不可欠です。

寸法検査:直径、真直度(≤0.08mm/m)、長さ精度を確認するためのレーザー測定。コイルワイヤーの場合、払出張力テストにより、製造中に一一な巻き戻しが保証されます。

4. 製品の用途

インコネル 600 ワイヤは、耐食性、熱安定性、加工性の独自の組み合わせにより、さまざまな環境にわたって信頼性を必要とする産業に不可欠です。

4.1 化学および石油化学産業

耐腐食性コンポーネント: 硫酸 (H₂SO₄)、硝酸 (HNO₃)、酢酸生成で金網フィルター、センサー プローブ、ファスナーを製造するための細いワイヤー (0.2 - 1.0 mm) は、酸化酸と還元酸の両方に耐性があります。

リアクター内部:高温化学反応器(ポリエチレン合成など)の撹拌スプリングおよび熱電対シース用のワイヤー—800〜1000°Cに耐え、ポリマーによる汚れに耐性があります。

ポンプおよびバルブコンポーネント: 化学物質輸送システムのバルブステムおよびポンプシャフト用の小径ワイヤー - 腐食性の強い媒体 (有機溶剤、溶融塩など) でも劣化することなく完全性を維持します。

4.2 原子力発電

原子炉補助システム: 加圧水型原子炉 (PWR) および沸騰水型原子炉 (BWR) の制御棒ガイド、冷却剤循環管、熱電対シース用のワイヤーで、中性子吸収が低く、ホウ酸水腐食に対する耐性があり、放射線下での安定性に優れています。

使用済み燃料貯蔵:使用済み燃料プールの構造支持用のワイヤーは、脱塩水中での長期腐食に耐え、40〜60°Cで強度を維持します。

4.3 海洋工学

オフショアプラットフォーム:係留ラインテンショナー、海底電気ケーブル、ライザーコンポーネント用のワイヤーは、深海環境(水深3000メートルまで)でも海水腐食(3.5%NaCl)や生物付着に耐性があります。

海軍艦艇: 船体留め具、プロペラシャフト、熱交換器チューブ用のワイヤーは、海水中でステンレス鋼よりも優れた性能を発揮し、耐用年数を延ばし、メンテナンスコストを削減します。

沿岸インフラ: 沿岸発電所の耐腐食性フェンスおよび構造支持体用のワイヤーは、塩水噴霧や大気腐食に耐性があります。

4.4 航空宇宙と防衛

航空機システム:エンジン排気部品、燃料ライン、油圧システムファスナー用のワイヤーで、600〜900°Cの排気ガスや作動油の腐食に耐えます。

宇宙船コンポーネント:極低温燃料ラインサポート用ワイヤー(液体酸素、液体水素)--196°C〜-253°Cで延性を維持し、宇宙放射線に耐性があります。

軍事装備品: 装甲メッキ留め具およびミサイル誘導システムコンポーネント用のワイヤー - 極端な環境 (砂漠、北極など) で強度と耐食性のバランスが取れています。

4.5 医療および製薬産業

医薬品製造:医薬品製造におけるブレードとろ過システムを混合するためのサニタリーワイヤーは、食品/医薬品との接触に関するFDA規格(21 CFR Part 177)に準拠し、洗浄剤(水酸化ナトリウム、過酸化水素など)に耐性があります。

医療機器:手術器具、埋め込み型デバイス(ペースメーカーリードなど)、歯科用器具用の極細ワイヤー(0.05〜0.2 mm)で、生体適合性(ISO 10993)があり、体液腐食に強く、体温(37°C)で強度を維持します。

結論

合金 600 (インコネル 600 ワイヤ、UNS N06600) は、優れた耐食性、熱安定性、多用途性が特徴の時代を超越した超合金ワイヤです。固溶体強化と製造の簡素化(時効硬化なし)により、化学処理、原子力、航空宇宙などの重要な用途において、一貫性と耐久性が交渉の余地のない信頼性の高い選択肢となります。酸性反応器、核冷却剤システム、深海機器のいずれで使用される場合でも、インコネル 600 ワイヤーは極端な条件下でも長期的な性能を発揮します。超精密ワイヤ (直径 0.01 mm まで)、特殊な表面仕上げ (電解研磨など)、構造コンポーネント用の大径ワイヤ (最大 12 mm) などのカスタム要件に対して、メーカーはアプリケーション固有の課題に対応するカスタマイズされたソリューションを提供しています。

の梱包 標準パッキング:

一般的なバルク包装には、パレットに積まれたプラスチック 5 ガロン/25 kg が含まれます。ペール缶、繊維、スチールドラムから1トンのスーパーサックまで、フルコンテナ(FCL)またはトラック積載(T / L)の数量。研究およびサンプル量、および吸湿性、酸化性、またはその他の空気に敏感な材料は、アルゴンまたは真空下でパッケージ化できます。溶液は、ポリプロピレン、プラスチック、またはガラスの瓶に梱包され、パレットに積まれた716ガロンの液体トートまで、ご要望に応じて特別なパッケージをご用意しています。