合金800HT(溶接)、インコロイ800HT鍛造品、N08811

合金800HT(溶接)、インコロイ800HTワイヤー、N08811

溶接用途の合金 800HT (インコロイ 800HT ワイヤ、UNS N08811) の紹介

商業的には Incoloy 800HT として知られ、UNS N08811 に分類される合金 800HT は、高温および腐食環境で優れた性能を発揮するように設計されたニッケル-鉄-クロム超合金です。最適化された化学的性質 (より高い炭素、制御されたアルミニウムとチタンの含有量) と熱処理によって標準の合金 800 とは異なり、最大 850°C (1560°F) の温度で優れた耐クリープ性、耐酸化性、機械的強度を実現します。この合金の重要な形態であるインコロイ 800HT ワイヤは、石油化学、発電、航空宇宙など、高温安定性に依存する産業で溶接溶加材や精密部品として広く使用されています。溶接プロセス (TIG、MIG など) との互換性と母材の高温特性に適合する能力により、合金 800HT 構造の接合に適しています。

1. 化学組成 (標準、wt%)

UNS N08811 の化学組成は、ASTM B409 (ニッケル合金ワイヤ用)、ASME SB409、AWS A5.14 (溶加材溶接用) などの厳しい規格に準拠しており、一貫した高温性能と溶接性を保証します。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)

30.0 - 35.0

高温延性、耐食性、合金安定性を高めます。

クロム(Cr)

19.0 - 23.0

保護酸化クロム (Cr₂O₃) 層を形成し、高温での酸化や硫化に抵抗します。

鉄(Fe)

秤

機械的強度と熱伝導率を維持しながら、合金コストを削減します。

カーボン(C)

0.06 - 0.10

粒界を安定させることにより、クリープ強度と応力破壊強度を向上させます (標準合金 800 との主な違い)。

アルミニウム(Al)

0.15 - 0.60

チタンと連携して析出物(TiAl₃など)を形成し、結晶粒の微細化と耐酸化性を高めます。

チタン(Ti)

0.15 - 0.60

粒界腐食を防ぎ、高温クリープ耐性を高めます。脆性相形成を避けるように制御されています。

マンガン(Mn)

≤ 1.5

高温特性を損なうことなく、熱間加工性と溶接性を向上させます。

シリコン(Si)

≤ 1.0

溶融中の脱酸を助け、溶接部での酸化物の形成を低減します。

銅(Cu)

≤ 0.75

溶接部の高温割れを防ぎ、耐酸化性を維持するために最小限に抑えられています。

リン(P)

≤ 0.03

溶接継手の脆性や粒界腐食を防ぐために低減されています。

硫黄(S)

≤ 0.015

溶接中の高温割れを回避し、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。

コバルト(Co)

≤ 1.0

合金コストを抑え、熱安定性を維持するように制御されています。

2. 物性

インコロイ 800HT ワイヤは、動作温度範囲 (-200°C から 850°C) にわたって安定した物理的特性を示し、極低温溶接前準備と高温サービスの両方に適しています。主なプロパティは次のとおりです。

財産

価値

テスト条件

密度

7.94 g/cm³

室温(25°C)

融点範囲

1350 - 1400°C

-

熱膨張係数

13.5×10⁻⁶/°C

20 - 100°C;16.8 × 10⁻⁶/°C (20 - 800°C)

熱伝導率

11.2 W/(m・K)

100°C;23.4 W/(m・K)(800°C)

電気抵抗率

1.12 × 10⁻⁶ Ω・m

室温(25°C);1.38 × 10⁻⁶ Ω・m (800°C)

弾性率

195 GPa

室温(引張);150 GPa(800°C)

ポアソン比

0.30

室温

キュリー温度

≈ -10°C

この温度を下回ると、合金は強磁性になります(高温用途には関係ありません)。

応力破断強度

120MPa

700°Cで1000時間。45MPa(800°Cで1000時間)

3. Incoloy 800HT ワイヤの製造工程 (溶接グレードのフォーカス付き)

インコロイ 800HT ワイヤの製造、特に溶接用途では、溶接の完全性、低不純物レベル、一貫した寸法精度を確保するために厳格なプロセス管理が必要です。主な手順は次のとおりです。

3.1 原料の溶解と精製

溶解: 高純度の原料 (ニッケル、クロム、鉄など) は、真空誘導溶解 (VIM) とそれに続く真空アーク再溶解 (VAR) によって溶解されます。この二重溶解プロセスにより、溶接気孔の防止に重要な気体不純物 (酸素、窒素など) と偏析が除去されます。

鋳造:溶融合金をインゴットに鋳造し、1150〜1200°Cで4〜6時間均質化して化学的性質を均一化し、粒界の不均一性を排除します。

3.2 熱間加工と冷間引抜 (溶接ワイヤの最適化)

熱間圧延: インゴットは 1050 - 1150°C でロッド (直径: 12 - 60 mm) に熱間圧延され、その後空気冷却されてきめの細かい微細構造が保持されます。

冷間引抜: 熱間圧延棒は、溶接グレードのワイヤ直径 (TIG/MIG 用途では通常 0.8 mm - 4.0 mm) を達成するために、ダイヤモンド金型を複数回のパスで冷間引抜されます。中間焼きなまし(950〜1050°Cで30〜45分間、水急冷)は、加工硬化を緩和し、溶接中のスムーズなワイヤ送りに不可欠な延性を確保するために行われます。

3.3 熱処理(溶接適合性の向上)

溶体化焼鈍: 最終的な冷間引抜線は、1050 - 1100°C で 15 - 30 分間溶体化焼鈍され、その後急速水焼入れされます。このプロセスにより、不要な析出物 (炭化物など) が溶解され、均一なオーステナイト系微細構造が生成され、母材合金 800HT の相組成と一致して一貫した溶接強度が得られます。

応力除去(オプション):精密溶接ワイヤの場合、400〜600°Cで1〜2時間(緩冷)応力除去により残留応力が低減され、溶接中のワイヤの変形が防止されます。

3.4 表面仕上げと溶接グレードの品質検査

表面処理: ワイヤ表面は酸洗 (硝酸溶液) によって洗浄され、酸化スケールが除去され、その後不動態化 (クロム酸塩処理) されて耐食性が向上し、溶接池の汚染が防止されます。

溶接固有の品質管理:

不純物検査:微量ガス(O₂ < 50 ppm, N₂ < 100 ppm) that cause weld porosity.

寸法精度: 直径公差 (±0.02 mm) と真円度 (≤0.01 mm) をレーザーで測定し、均一なアーク安定性を確保します。

機械的試験: 溶接の延性を検証するための引張強度 (室温で ≥550 MPa) と伸び (≥30%) 。

溶接性の検証: TIG 溶接を試して、亀裂の形成、溶融品質、溶接後の機械的強度をチェックします。

4. 製品用途(溶接フォーカス付き)

インコロイ 800HT ワイヤは、高温強度、耐酸化性、溶接性の独自の組み合わせにより、極度の熱下でも信頼性の高い性能を必要とする産業に不可欠なものとなっています。主なアプリケーションは次のとおりです。

4.1 溶接溶加材 (主な用途)

TIG/MIG 溶接: 石油化学反応器容器、発電所のボイラー管、熱交換器シェルなどの合金 800HT コンポーネントを接合するためのフィラー ワイヤ (AWS ERNiFeCr-2 仕様に準拠) として使用されます。溶接継手が700〜850°Cでの母材の耐クリープ性と耐酸化性に一致することを保証します。

オーバーレイ溶接: 炭素鋼または低合金鋼部品 (炉ライナー、排気マニホールドなど) を高温腐食や浸食から保護するためのクラッド ワイヤとして適用されます。

4.2 石油化学および精製産業

クラッキング炉コンポーネント:エチレンクラッキング炉用の巻線発熱体と熱電対シース(800〜850°Cで運転し、ナフサや蒸気の腐食に耐えます)。

リアクター内部:高温水素化リアクター用の精密金網フィルターとサポートスプリング(H₂Sおよび炭化水素による腐食に耐性)。

4.3 発電

化石燃料発電所:ボイラー過熱器チューブ接続部(Incoloy 800HTワイヤーで溶接)およびタービン排気ダクトコンポーネント(750°Cまでの排ガス温度に耐えます)。

原子力:補助システムコンポーネント(クーラント循環パイプなど)および蒸気発生器の溶接フィラー—中性子吸収が低く、一次クーラント(ホウ酸水)腐食に対する耐性があります。

4.4 航空宇宙と防衛

ジェットエンジン部品:燃焼室ライナーやアフターバーナー部品製造用の小径ワイヤー(高温排気ガスや熱サイクルに耐える)。

ロケット推進システム:液体ロケットエンジン燃料ラインの溶接フィラー(打ち上げ前の極低温と高い点火後熱で動作)。

4.5 熱処理と工業炉

炉の発熱体:電気抵抗炉用のコイル状インコロイ800HTワイヤー(金属熱処理に使用され、空気または不活性ガス雰囲気で800〜850°Cで動作)。

炉レトルト:セラミックレトルトのワイヤー補強(高温焼結プロセスでの熱衝撃割れを防止)。

4.6 その他の高温用途

自動車(ヘビーデューティー):ディーゼルトラック用排気システムセンサー、触媒コンバーター部品(高温排気、硫黄酸化物腐食に強い)。

化学処理:高温酸消化タンク用の巻線撹拌シャフト(600〜700°Cで硫酸および硝酸蒸気に耐性)。

結論

合金 800HT (インコロイ 800HT ワイヤ、UNS N08811) は、最適化された化学的性質、厳格な製造管理、優れた耐クリープ/耐酸化性により、高温および溶接用途向けの高性能材料として際立っています。溶接フィラーワイヤとして、重要な合金 800HT 構造の堅牢で温度整合した接合部を保証すると同時に、その多用途性は石油化学、電力、航空宇宙産業の精密部品にまで及びます。マイクロ溶接用の特殊なワイヤ直径 (最小 0.5 mm) や溶接性を高めるための表面仕上げの変更など、カスタム要件に応じて、特定の用途のニーズを満たすためにカスタマイズされた製造プロセスが利用可能です。

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、パレットに積まれた947ガロンの液体トートまで、ポリプロピレン、プラスチック、またはガラスの瓶に包装されます。ご要望に応じて、特別なパッケージもご利用いただけます。