1300℃まで耐える高温合金材料

2025,09,30

高温合金は、1300℃以上の温度でも機械的特性と化学的安定性を維持できる合金です。これらは、航空宇宙、ガスタービン、高温炉、原子力産業、高温化学装置で広く使用されています。現代産業における高温性能への要求が高まる中、1300℃に耐えることができる高温合金は材料科学分野で重要な役割を果たしています。

ニッケル基高温合金は、1300℃に耐える環境で最も一般的に使用される材料であり、高い高温強度、強力な耐クリープ性、良好な耐酸化性を備えています。主なグレードと特徴は次のとおりです。

Rene 41: 優れた高温強度と耐クリープ性。最高動作温度は1300℃まで。航空エンジンのブレードやタービンディスクなどの重要な部品で一般的に使用されています。

インコネル 718: 一般的な使用温度は 650 ～ 700℃ですが、固溶強化および析出強化処理により、高温条件下でガスタービンのブレード、ファスナー、および高温構造部品に使用できます。

インコネル625（N06625）：耐食性、耐酸化性に優れ、化学工業の高温炉部品、海洋高温機器、原子力産業部品に適しています。

GH4133、GH99：中国で一般的に使用されている高温ニッケル基合金で、1200～1300℃の環境で使用可能で、ガスタービンや高温炉管によく使用されています。

コバルト基超合金: コバルト基超合金は、優れた耐クリープ性と熱安定性により、特に極端な温度環境に適しているため、高温分野で広く使用されています。

ステライトシリーズ：耐摩耗性、耐食性に優れ、使用温度は1100～1300℃まであり、高温切削工具、タービンブレード、高温バルブなどによく使用されます。

Co-28Cr-6Mo 合金: 高温でも優れた機械的特性を維持し、航空エンジンの高温部品やガスタービンの主要な構造部品に広く使用されています。

鉄基超合金: 鉄基超合金は比較的安価で、高温ではありますが極端な用途には適しています。耐熱性はニッケルコバルトベースの合金よりわずかに低いものの、特定の産業分野では依然として競争力を維持しています。

HK40：中国で一般的に使用されている高温鉄基合金で、1200℃以下で使用可能で、主に高温ボイラーや熱交換器に使用されます。

GH3039: 優れた耐酸化性と耐クリープ性を備えた鉄ベースの高温合金で、高温炉管や構造部品に適しています。

高温合金の重要な性能指標

1300℃まで耐える高温合金を選択する場合、次の性能指標を考慮する必要があります。

耐クリープ性: 長期にわたる高温負荷下での形状と強度の維持。特にタービンブレードや高温炉管にとって重要です。

耐酸化性および耐腐食性: 酸化性または腐食性の媒体中での長期使用時の表面の酸化、腐食、または亀裂を防止します。

熱安定性: 高温での構造安定性を維持し、粒子の成長や脆性相の析出を防ぎます。

機械加工性能: 優れた溶接、鍛造、機械加工能力により、複雑な構造コンポーネントの製造が容易になります。

1300℃高温合金の応用

高温合金は現代の産業において幅広い用途があります。

航空宇宙: タービンエンジンブレード、燃焼室、ノズルなどの主要な高温部品。

ガスタービン: タービンディスク、ガイドベーン、高温ベアリング、燃焼室ライナー。

化学高温機器: 高温反応器、パイプライン、熱交換器、耐食性炉管。

原子力産業: 高温原子炉コンポーネント、熱交換器、特殊配管。

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著者:

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