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AMS 5663 (合金718):仕様、熱処理、組成

時刻:2025-08-21

AMS 5663は、以下の航空宇宙グレードの条件を定義している。 ニッケル・クロム合金 合金718 は、重要な航空宇宙、電力、石油・ガス部品で一般的に指定されている高強度、耐腐食性の状態を作り出すために、溶体化処理と析出時効処理を施した棒鋼、鍛造品、リングで供給されています。実際的には、図面や注文書で AMS 5663購入者は、AMS文書に記載されている組成、熱処理、機械的特性、試験要件を備えた析出硬化(時効)状態の合金718、すなわち、優れた耐クリープ性と高温性能を備えた即使用可能な高強度超合金を期待している。

ams5663とはどのような素材ですか?

AMS 5663は航空宇宙材料規格であり、以下の項目をカバーしている。 耐食・耐熱ニッケル合金(Alloy 718) は、棒鋼、鍛造品、フラッシュ溶接されたリング、およびさらなる鍛造やリング製造を目的とした素材の形態で使用される。AMSの文言は、時効処理(析出硬化)された状 態で納入される品目について、許容される組成、 溶解方法、要求される熱処理サイクル、機械的 特性の最低値、許容される製品形状、検査/試験要 件を定めている。サプライヤーと購入者は、AMS 5663を使用して、安全上重要な部品の一貫した性能とトレーサビリティを確保します。

命名法、等価物およびUNS呼称

  • 通称: 合金718, インコネル718 (商品名)と見られることもある。 ニッケル718.

  • UNS呼称: N07718 (合金718の一般的なUNS)。

  • AMSとの関係 AMS 5662 は一般的に溶体化処理された合金718(焼きなまし/軟質)を示す。 AMS 5663 を示す。 溶体化処理と析出硬化(エージング) を使用することができます。多くの製造業者や販売業者は、AMS 5662(軟質)とAMS 5663(老化)の両方を別々の在庫条件として記載しています。

化学組成

AMS 5663で要求される組成範囲は、ニッケルリッチなマトリックスをニオブ(コロンビウム)、チタン、アルミニウムで強化し、クロムとモリブデンでサポートするという、古典的な合金718の化学的性質に沿ったものです。以下は、簡潔な業界標準の組成表です(重量%で表示)。

エレメント 代表的なAMS 5663の範囲 (wt%)
ニッケル(Ni) 50.0 - 55.0
クロム(Cr) 17.0 - 21.0
鉄(Fe) バランス(~17-20%;暗黙の了解)
ニオブ(Nb、旧コロンビウム) 4.75 - 5.50
モリブデン (Mo) 2.80 - 3.30
チタン(Ti) 0.65 - 1.15
アルミニウム(Al) 0.20 - 0.80
カーボン(C) 0.08
銅(Cu) 0.30
コバルト 1.00
マンガン (Mn) 0.35
ケイ素 (Si) 0.35
リン (P) 0.015
硫黄 (S) 0.015
ホウ素(B) 0.06

(数値はAMS/金属サプライヤーおよびデータシートが提示する業界標準の範囲であり、正確な公差についてはAMSの公式文書および工場のデータシートを参照のこと)。

作曲に関するメモ: ニオブ(Nb)とチタンは、コヒーレントなγ″(Ni₃Nb)とγ′(Ni₃(Al,Ti))析出物を形成する主要な析出硬化元素であり、アルミニウムとチタンはγ′を促進し、Nb(γ″)は718では支配的な硬化相である。過剰なδ(デルタ)相やラーベス金属間化合物(不適切な溶融や過剰な局所偏析による)は、靭性や延性を低下させる。これらの組織現象は、熱処理管理および鍛造方法の中心をなすものである。

AMS 5663 ニッケル合金718棒
AMS 5663 ニッケル合金718棒

熱処理、微細構造、冶金学

AMS 5663は、溶体化処理とそれに続く管理されたエージング(沈殿)サイクルを必要とする。 を行い、最終的な高強度状態にする。一般的に参照される熱処理(AMS 5663棒鋼の業界慣行)は以下の通り:

  • 解決策を扱う: ~1725-1775 °F(940-968 °C) - AMSサイクルの仕様による。

  • 高齢化だ: 次のような多段階エージング 1325 °F (718 °C) で 8 時間、100 °F/hr で 1150 °F (621 °C) まで炉冷、8 時間保持、その後空冷 - これにより、AMS 5663が目標とするγ″ 析出分布が得られる。正確な温度、保持時間、冷却速度はAMSのテキストに規定されていますが、特定の製品形態や特別な要件によって異なる場合があります。

微細構造: 最適化されたエージングは、次のような微細な分散をもたらす。 γ″(Ni₃Nb) とγ′の一部は転位運動を阻害し、合金 718 に中間高温までの高強度を与える。過時効や不適切な熱履歴は、結晶粒界にδ相(Ni₃Nb斜方晶)の形成を促進する。AMSの試験基準を満たすためには、溶解方法(真空 誘導溶解または消耗電極再溶解)と熱間加工/鍛造スケジュ ールによって偏析と介在物を管理する必要がある。

機械的特性

AMS 5663には、時効処理した合金718に適した機械的特性要件が記載されています。完全に時効処理されたAMS 5663材の実用的で代表的な最小値(室温)は、おおよそこれらの範囲にあります:

プロパティ 典型的なAMS 5663エージング最小値(室温)
降伏強さ(0.2%オフセット) ≥ 1000 MPa (≈ 145 ksi) - 断面および試験方法による
引張強さ(UTS) ≥ 1200-1300 MPa (≒ 174-188 ksi)
伸び(単位:2インチまたは50mm) ≥ 12%
硬度(ロックウェル/ブリネル) 焼きなましよりも高い。典型的なHRC/HB値は断面寸法によって異なる。

具体的な数値は、製品の形状、断面および試験規格によって異なる。製造所は、AMS試験片および寸法調整表に基づく保証最小値を公表している。特定の直径や鍛造品に対する保証最小値について高い精度を求める場合は、AMSのテキストやサプライヤーの試験証明書を参照してください。

高温での挙動: 合金718は、~650~700 °C(1200~1300°F)ま で大きな強度を保持し、同じ温度帯の他の多くのニッ ケル合金と比較して優れた耐クリープ破断性を示 します。

製造、機械加工、接合に関する考慮事項

機械加工性: 時効処理された合金 718 (AMS 5663 条件) は、焼なまし処理された 718 (AMS 5662) に比べてはるかに硬く、加工硬化が早い。複雑な加工では、ほとんどの形状を 溶液処理(ソフト) の状態で加工し、最終加工後にAMS 5663 時効サイクルを実行して、最終的な寸法と特性を得る。時効処理された状態で加工を行う場合は、加工硬化を管理するために、鋭利な超硬工具を使用し、切り込み深さを浅くし、送りを制御する。

溶接と接合: 合金718は、一般的な方法(TIG/GTAW、電子ビーム、 レーザー)で溶接が可能で、溶接後の熱処理に もよく反応するが、溶接部は偏析や割れを避けるた め注意が必要である。析出強化鋼種の場合、完全に時効処理した状 態で溶接すると、軟化した溶接部が生じる可能 性がある。設計意図によっては、溶接後の溶体 化と時効処理が必要となる。

成形と鍛造: 推奨鍛造温度での熱間加工と制御された冷却は、最終 溶体化/時効処理前の過度の析出を避けるために 不可欠である。AMSは、フラッシュ溶接されたリングおよび鍛 造品について、許容される形状およびあらゆる特 別な要件を規定している。

耐食性、耐酸化性、使用限界

合金718は最も耐酸化性の高いニッケル合金ではないが(例えば極端な温度では合金625や600と比較)、次のような特徴がある。 優れた一般耐食性 また、クロムの含有と安定した酸化物の形成により、中程度の高温まで良好な耐酸化性を示します。中間高温(≒600~700℃)での強度保持と耐クリープ性は、機械的・環境的要求が複合的に存在する回転シャフト、タービンディスク、バネ、ファスナー、海中部品に非常に適している。極端な酸化環境や浸炭環境では、他のニッケル合金が望ましい場合があります。

代表的な用途と産業分野

AMS 5663 合金718は、高い静的強度と繰返し強度、耐食性の組み合わせが要求される場合に広く使用されています:

  • 航空宇宙タービンディスク、シャフト、エンジンマウント、高温ファスナー、ガスパス部品など。

  • 石油・ガス高圧バルブ、ダウンホールツール部品、高強度と耐硫化物応力割れ性(SSC)が重要なコネクター。

  • 発電蒸気タービン部品、特定の温度帯の熱交換器。

  • 原子力・産業スプリング、ファスナー、ローター、高温環境下で使用される構造部品。

これらの分野では、再現可能な性能、トレーサビリティ、サプライヤーのアカウンタビリティを確保するためにAMS 5663を指定しています。

品質管理、検査、トレーサビリティ、購買に関する注意事項

AMS 5663で要求される代表的な試験と文書には、以下のものが含まれる:

  • 化学分析(熱/証明書レベル)。

  • 代表的なクーポンの機械的試験(引張、降伏、伸び)。

  • 硬度チェック。

  • 指定された場合には、微細構造のエッチングと介在物/偏析チェック。

  • 要求があれば、溶融実習文書(VIM/VAR または消耗電極再溶融サイクル)および非破壊検査。

購入のヒント

  • 常に指定する AMS 5663 購入者が経年劣化した使用可能な状態を要求し、必要な試験報告書、特別な熱処理、二次加工を含む場合は、POに記載する。

  • 重要な回転部品または安全部品については、単一の溶融/熱に対する溶融物の文書化とトレーサビリティを要求する。

  • 時効サイクル後に厳しい寸法公差が必要 な場合は、加工許容範囲を指定するか、最終時効をバ イヤーが管理するAMS 5662(溶体化)で供給するよう 工場に依頼することを検討する。

調達、在庫形態、一般的なサイズ

サプライヤーは、AMS 5663材を一般的に在庫している:

  • 丸棒/ロッド (複数の直径)、

  • 鍛造品 (許容断面までのリング鍛造品)、

  • フラッシュ溶接リング そして 在庫 さらなる鍛造のために。
    一般的な直径は製造所によって異なりますが、ほとんどの販売業者はAMS 5662とAMS 5663の両方を掲載しています。DFARS、NACE、またはその他の調達条項は、最終用途(石油・ガス材料のコンプライアンスなど)に応じて添付される場合があります。販売業者には必ず、AMS 5663を参照する仕様宣言書と試験証明書を要求してください。

比較ノート(AMS 5662 vs AMS 5663;その他のスペック)

  • AMS 5662 - 合金718 溶液処理(ソフト) 一般にアニールと呼ばれる)状態であれば、機械加工や成形が容易である。

  • AMS 5663 - 合金718 溶液処理と熟成 (析出硬化)状態で、より高い強度と硬度を持ち、サービス用の完成品として納入される。

他の規格や呼称(API、ASTM、市販のミル仕様)は、718の組成や条件を参照することがあるが、航空宇宙レベルのトレーサビリティと熱処理管理が必要な場合、AMS 5663は、時効処理状態の標準仕様であり続ける。

よくある質問

  1. AMS 5663とは?
    AMS 5663はSAE航空宇宙材料規格で、棒鋼、鍛造品、リングとして供給される合金718の成分、製品形状、固溶+析出(時効)熱処理条件を規定しています。

  2. AMS 5663はインコネル718と同じですか?
    AMS 5663は、合金718を次のように規定している。 古い 条件 - インコネル/合金718を指しますが、特に析出硬化型です。

  3. AMS 5663の典型的な機械的特性は?
    完全に時効処理されたAMS 5663 718の引張強さは、断面サイズにもよりますが、一般的に1200~1300MPa、降伏強さは1000MPa近辺かそれ以上です。保証される最低強度については、AMSのテキストと供給業者の証明書を確認してください。

  4. 焼きなまし718ではなくAMS 5663を購入する理由は?
    AMS 5663を購入することで、時間を節約することができます。材料はすでに指定された機械的特性まで時効処理されており、サービスや最終加工に使用できます。

  5. AMS 5663は溶接できますか?
    はい。合金718は溶接可能ですが、軟化した溶接部を管理し、機械的完全性を維持するために、溶接戦略と溶接後の熱処理を計画する必要があります。

  6. AMS 5663 718はどのような産業で最も使用されていますか?
    航空宇宙、石油・ガス、発電、重工業など、高温下での強度と耐食性の両立が求められる分野。

  7. AMS 5662とAMS 5663の違いは何ですか?
    AMS 5662は溶液処理(ソフト)、AMS 5663は溶液処理(ソフト)。 降水熟成 (ハード)コンディション。

  8. AMS 5663はどのように微細構造を制御しているのですか?
    AMSは、望ましいγ″/γ′析出物分布を生成し、有害な相(ラーベス、δ)と偏析を制限するために、溶融処理、溶体化処理、時効処理サイクルを規定している。

  9. AMS 5663の納入品に標準的な試験証明書はありますか?
    はい - 化学分析、機械的試験報告書、熱/溶融同定、および要求されたNDEまたは特殊試験は、購入者の仕様に従ってAMS 5663出荷に添付する必要があります。

  10. AMS 5663の公式文書はどこで入手できますか?
    SAE国際規格ストアでは、AMS 5663を発行している。正規代理店や規格ライブラリでは、全仕様を提供している(購入または機関へのアクセスが必要な場合がある)。

実践的調達チェックリスト

  • 指定する AMS 5663 熟成した合金718が必要な場合は、POに記載される。

  • ヒートナンバーと連動した完全な材料試験報告書(MTR)を要求する。

  • 追加条項(NACE MR0175、DFARS、顧客 QA フローダウン)があれば記載すること。

  • エージング後に厳しい寸法が要求される場合は、機械加工許容範囲に合意するか、ソリューション化された供給(AMS 5662)とバイヤーが実施するエージングを要求する。

  • アプリケーションの重要性に応じて、溶融方法(VIM/VARまたは消耗電極の再溶融)を確認する。

閉会の辞

AMS 5663は、現在も以下の航空宇宙規格として権威のある規格です。 析出硬化アロイ718 バーおよび鍛造品。AMS5663は、化学的性質、溶解方法、熱処理、試験方法、および納入条件を1つのサプライヤー/購買契約書にまとめ、重要な回転部品や高温部品が現場で確実に機能するようにします。仕様の指定や注文の際には、AMS 5663を冶金および品質保証の文書として扱ってください:仕様の詳細は、合金がどのように溶解され、処理され、試験され、認証されるかを管理します。

権威ある参考文献

声明この記事は、MWalloysの技術専門家であるイーサン・リーの査読を経て掲載された。

MWalloys エンジニア ETHAN LI

イーサン・リー

グローバルソリューションディレクター|MWalloys

イーサン・リーはMWalloysのチーフ・エンジニアで、2009年より現職。1984年生まれの彼は、2006年に上海交通大学で材料科学の工学学士号を取得し、2008年にパデュー大学ウェストラファイエット校で材料工学の工学修士号を取得した。MWalloys社での過去15年間、イーサンは高度な合金配合の開発を主導し、分野横断的な研究開発チームを管理し、厳格な品質とプロセスの改善を実施し、同社の世界的な成長を支えてきた。研究室の外では、熱心なランナー、サイクリストとしてアクティブなライフスタイルを維持し、家族と新しい目的地を探索することを楽しんでいる。

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