ニッケル合金のASTM規格：テクニカルガイドと仕様

ASTM規格は、安全性と性能を確保するために産業用材 料に要求される特定の化学組成、機械的特性、試験方法を 定義しています。MWalloysからニッケル合金を調達するエンジニアや調達担当者にとって、これらの文書は単なる提案ではありません。金属の厳密な生物学的設計図なのです。材料がASTM B444やB127のような規格の正確な要件を満たさない場合、高圧環境や腐食環境での使用は認証されません。

1.工業冶金におけるASTMの重要な役割

石油・ガス、航空宇宙、海洋工学などの分野における材料の不具合は、しばしば大惨事につながります。米国材料試験協会(ASTM International)は、このようなリスクに対するセーフガードを提供しています。

MWalloysが ニッケル基超合金付属の試験報告書(MTR)は特定のASTM番号を参照している。これらの数値は世界的な略記法の役割を果たします。ヒューストンの冶金学者やドバイの構造エンジニアに、その材料がどの程度耐えられるかを正確に伝えるものです。

"標準仕様 "の定義

規格は単なる規則ではない。技術委員会が作成したコンセンサス文書です。ニッケル合金の場合、関連する委員会は通常以下の通りです。 非鉄金属と合金に関するB02.

これらの文書にはこう記されている：

• 化学的限界： ニッケル、クロム、モリブデン、鉄の正確な許容割合。

• 機械的強度： 最低降伏強さ、引張強さ、伸び。

• 熱処理： 溶液アニール温度と冷却方法。

• 粒の大きさ： クリープ抵抗に影響する金属の微細構造。

サプライチェーンへのグローバルな影響

標準化は曖昧さを取り除く。これらのプロトコルがなければ、全ての取引において材料特性に関する交渉が必要となります。ASTM規格は、MWalloysが厳格に上回る品質基準を設定することにより、サプライチェーンを合理化します。

2.ニッケル合金に関するASTM規格の概要

これらの文書の読み方を理解することは、品質管理にとって不可欠である。ほとんどの仕様書は、厳格な構造に従っている。

範囲と用語

Scope "セクションは、その文書がカバーする範囲を限定する。例えば ASTM B444 はニッケル-クロム-モリブデン-コ ルンビウム合金(UNS N06625)を対象としており、特にパイプとチュー ブに適している。グレード1(焼鈍)とグレード2(溶体化処理)を区別している。

ご注文について

このセクションでは、正しい製品を入手するためにバイヤーが指定しなければならないものを正確にリストアップしています。その内容は以下の通り：

• 合金名またはUNS番号。

• ASTM規格（年および改訂版）。

• 寸法（外径、肉厚）。

• 数量（重量または長さ）。

• 認定要件。

化学組成の要件

最も精査されるセクションである。規格では各要素に「範囲」または「最大値」を設定している。

例ASTM B444 (インコネル625)組成の限界

エレメント	シンボル	最低%	最大%
ニッケル	ニー	58.0	残り
クロム	Cr	20.0	23.0
モリブデン	モ	8.0	10.0
ニオブ＋タンタル	Nb + Ta	3.15	4.15
鉄	フェ	-	5.0
カーボン	C	-	0.10

注：MWalloysは、優れた溶接性能を確保するために、一般的な最大公差よりも厳しい公差を在庫として保持することがよくあります。

3.MWalloys製品ラインの主要ASTM規格

異なる形状のニッケル合金（棒、板、パイプ）は、異なる規格に分類されます。以下は、私たちが日々利用している規格の詳細な分類です。

ニッケル合金パイプおよびチューブ

製油所の配管システムは莫大な圧力に直面している。ここでの規格は、肉厚の均一性と静水圧の完全性に重点を置いている。

• ASTM B161： ニッケルシームレスパイプおよびチューブの仕様。

• ASTM B163： ニッケルおよびニッケル合金のシームレス・コンデンサー・チューブおよび熱交換器チューブ。これは発電顧客にとって非常に重要です。

• ASTM B444： ニッケル-クロム-モリブデン-コロンビウム合金（インコネル625）パイプおよびチューブ。

• ASTM B622： ニッケルおよびニッケルコバルト合金のシームレス鋼管。C-276のようなハステロイグレードに使用されます。

ニッケル合金プレート、シート、ストリップ

容器の製造や被覆に使用される平らな製品は、表面仕上げと平坦性に重点を置いた規格を必要とする。

• ASTM B127： モネル400 (ニッケル銅）プレート、シート、ストリップ。

• ASTM B168： インコネル600 (ニッケル-クロム-鉄）プレート、シート、およびストリップ。

• ASTM B443： インコネル625プレート、シート、およびストリップ。

• ASTM B575： ハステロイ C-276 (低炭素ニッケル-クロム-モリブデン）板、シート、およびストリップ。

ニッケル合金棒

ファスナーやシャフトの加工に使用されるソリッドバーは、引張強度と切削性を重視する。

• ASTM B160： ニッケル棒

• ASTM B164： モネル400ロッド、バー、およびワイヤ。

• ASTM B446： インコネル625ロッドとバー。

4.機械的試験と検証方法

材料は単にASTMに適合していると「主張」することはできない。破壊試験を通じてそれを証明しなければなりません。MWalloysは、全てのロットがこの厳しいチェックを受けることを保証します。

引張試験（ASTM E8）

これは、金属が伸びたり（降伏）切れたり（引張）する前に、どれだけの力を受けることができるかを決定する。

• 降伏強度（0.2%オフセット）： 塑性変形が始まる点。

• 究極の引張強さ： 材料が耐えられる最大応力。

• 伸び： 材料が破断するまでに伸びる割合（成形性には不可欠）。

硬度試験 (ASTM E10 / E18)

硬度は表面の圧痕に対する抵抗力を示す。

• ロックウェル（HRB/HRC）： より硬いニッケル合金では一般的。

• ブリネル（HBW）： 柔らかい部分や大きな部分に使用する。

粒度分析 (ASTM E112)

高温用途（1000°F以上）では、結晶粒の大きさが最も重要である。一般に粒径が大きいほど耐クリープ性に優れ、粒径が細かいほど疲労寿命に優れる。ASTM規格では、"ASTM粒度番号 "を規定している。

非破壊電気試験 (ASTM E213)

管状製品の場合は、超音波検査や渦電流検査を使用して、パイプに損傷を与えることなく内部の欠陥や亀裂を検出します。

5.比較分析：ASTM対ASME対ISO

これらの組織の間にしばしば混乱が生じる。両者は頻繁に調和しているが、その目的は異なっている。

• ASTM（米国材料試験協会）： を定義する。 材料 の特性を持つ。

• ASME（アメリカ機械学会）： を定義する。 設計・施工 圧力容器の規則。ASMEはASTM規格を採用することが多いが、接頭辞に "S "を付ける（例えばASTM B444はASME SB-444になる）。

• ISO（国際標準化機構）： 欧州のプロジェクトでよく使用されるグローバルな同等のもの。

表2：規格の相互参照

材料名	UNS番号	ASTM規格	ASME規格	ISO相当	DIN規格相当
ニッケル200	N02200	B160	SB-160	ISO 9723	17750
モネル400	N04400	B127	SB-127	ISO 6208	17750
インコネル600	N06600	B168	SB-168	ISO 6208	17750
インコネル625	N06625	B444	SB-444	ISO 6207	17751
ハステロイ C-276	N10276	B575	SB-575	ISO 6208	17750

6.製造コンプライアンス：B "仕様シリーズ

ASTMの "B "シリーズは非鉄金属を表します。MWalloysにとってこれはバイブルです。しかし、Bスペックの微妙な違いを理解するには専門知識が必要です。

シームレスと溶接の比較

規格は製造方法を明確に区別している。

• シームレス： ビレットから押し出される。継ぎ目なし。より高い圧力定格。B161、B163、B444に準拠。

• 溶接： ストリップから成形し、溶接する。安価だが定格圧力は低い。B725、B730でカバーされている。

これらを混ぜ合わせると、現場での検査は即座に不合格となる。

熱処理のバリエーション

多くの規格では、異なる熱処理状態を認めている。

• アニールした： 成形用に柔らかくした。

• ソリューション・アニール： インコネル625の耐クリープ性に不可欠な炭化物を溶解するため、高温に加熱される。

• 析出硬化： 強度を増すための時効処理（インコネル718では一般的で、ASTM B637でカバーされている）。

7.MWalloysのケーススタディメキシコ湾岸石油化学製品の改修

プロジェクトの場所米国テキサス州ボーモント

タイムライン2023年2月～2023年8月

顧客セクター石油・ガス下流部門

挑戦

ボーモンにある大手製油所では、熱交換器チューブの急速な劣化に直面していた。既存の316ステンレス鋼チューブは、近隣の海岸から利用される冷却水の塩分濃度が高いため、塩化物応力腐食割れ（SCC）に苦しんでいた。故障率は増加し、コストのかかる計画外のシャットダウンの原因となっていました。

技術的要件

顧客のエンジニアリングチームは、UNS N10276（ハステロイC-276）への材料アップグレードを指定した。しかし、その要件は厳しく、シームレスパイプ用のASTM B622に適合し、耐食性を最大化するために鉄の含有量を制限し、ASTMの標準要件を上回るものでなければなりませんでした。

MWalloysのソリューション

MWalloysは4,500フィートのニッケル合金シームレス・パイプを調達・供給した。

1. セレクション： 私たちはサプライチェーンを活用して、より厳しい化学組成を満たすC-276ビレットを探した。

2. 検証する： 酸化性酸に対する耐性を証明するため、粒界腐食試験（ASTM G28）を補足的に実施した。

3. 配達： パイプはASTM B622とASME SB-622を参照した完全なMTR文書とともに到着した。

結果

改修は予定より早く完了しました。設置から2年後、熱交換器には孔食やSCCの兆候はまったく見られない。顧客は、ダウンタイムの防止により140万トンの節約になると見積もっています。

8.スペックにおける「または同等」が危険な理由

エンジニアが設計図に「ASTM B444または同等品」と書くことがあります。私たちはこのような表記を避けるようアドバイスしています。

「同等」というのは主観的なものです。中国のGB規格とドイツのDIN規格では、肉厚や化学的不純物の許容範囲がわずかに異なる場合があります。

例硫黄分

• ASTM B163では、ニッケル200の硫黄を0.024%に制限している。

• 一部の国際規格では0.030%まで認められている。

この僅かな差が溶接時の熱間短絡を引き起こし、亀裂の原因となります。MWalloys社は、溶接性と長寿命を確保するため、ASTMの一次規格を厳守しています。

9.高度なトピック補足要件

ASTM規格には、文書の末尾に「補足要求事項」（S1、S2等と表示されている）が含まれていることが多い。これらは注文書に明記されていない限り適用されない。

共通の補足：

• S1: 製品分析（第三者による化学的チェック）。

• S2: 横引張試験。

• S3: 静水圧試験（本文で義務付けられていない場合）。

• S4: 非破壊電気検査。

MWalloys社は、お客様にこれらのオプションを検討することをお勧めします。重要な航空宇宙用途や海底用途では、S1やS4はしばしば必要な投資となります。

10.規格の進化：2024-2025年のアップデート

ASTMの委員会は年に2回開催され、規格を改訂します。MWalloysはこれらの変更に常に先手を打っています。

最近の傾向

1. 鉛規制の強化： 環境規制により、微量元素の低減が求められている。

2. アディティブ・マニュファクチャリング 3Dプリンティングに使用されるニッケル合金粉末の新しい規格が登場しつつある（ASTM F3055）。

3. デジタルMTR： 不正を防止するためにブロックチェーンで検証されたミル・テスト・レポートへのシフト。

私たちは、ASTMの新しい改訂版が発表されると、直ちに社内の品質システムを更新します。

11.MTR（工場試験報告書）の検証方法

MWalloysから出荷を受けるとMTRを受け取ります。ASTM規格に照らしてMTRを監査する方法は以下の通りです。

1. ヘッダーチェック MTRに正しいASTM規格と改訂年（例：ASTM B444-18）が記載されていることを確認すること。

2. ヒート・ナンバー 紙のヒートナンバーを金属製品にマークされたステンシルに合わせる。

3. 化学チェック 一行ずつ確認する。モリブデン%は、セクション3で定義された範囲内にありますか？

4. メカニカルチェック： 降伏強度は最低値を超えているか？

5. コンプライアンスに関する声明 その材料が仕様書に従って製造されたことを証明する署名と明細書を確認すること。

12.戦略的ソーシング価格対コンプライアンス

規格に適合した材料は製造コストがかかる。試験には時間がかかる。機器の校正には費用がかかる。

ニッケル合金625」の見積もりが市場価格より30%安い場合は、お問い合わせください：

• 彼らは静水圧試験を行ったのか？

• 実際にASTM B444なのか、それとも一般的な市販グレードなのか？

• 肉厚は均一ですか？

非準拠の材料は、購入時に費用を節約し、運用時に大損をする。MWalloysは価値と信頼性で勝負し、コンプライアンスで手を抜くことはしません。

13.ニッケル合金のASTM総合リスト

お客様を支援するために、最も一般的なニッケル合金とその準拠文書に関する拡大参照表を以下に示します。

表3：ニッケル合金ASTM規格のマスターリスト

合金ファミリー	共通グレード	パイプ/チューブ仕様	プレート/シート仕様	バー/ロッド仕様	フィッティング仕様
純ニッケル	200, 201	B161, B163	B162	B160	B366
ニッケル銅	モネル400、K-500	B165, B163	B127	B164	B366
ニッケル-クロム-鉄	インコネル600、601	B167, B163	B168	B166	B366
ニッケル・クロム・モリブデン	インコネル625	B444、B705	B443	B446	B366
ニッケル-鉄-クロム	インコロイ800、800H	B407, B163	B409	B408	B366
ニッケルモリブデン	ハステロイB-2、B-3	B622, B619	B333	B335	B366
低炭素Ni-Cr-Mo	ハステロイC-276、C-22	B622, B619	B575	B574	B366

14.よくある質問（FAQ）

ASTM規格に関して、弊社の技術営業チームに寄せられる質問の上位をご紹介します。

Q1：「ASTM」とは何の略ですか？

A: 元々は「米国材料試験協会（American Society for Testing and Materials）」として知られていましたが、その世界的な広がりを反映し、現在は法的に「ASTM International」と呼ばれています。

Q2: 仕様書にASTMと記載されていても、MWalloysはASME規格の材料を供給できますか？

A: はい。ニッケル合金の99%の場合、ASME "SB "規格はASTM "B "規格と同一です。当社では両方の規格を認証しています（デュアル認証）。

Q3: MTRに記載されているASTM規格が最新版であるかどうかは、どうすれば分かりますか？

A: 通常、規格の後にダッシュ記号と年号が付きます（例：B444-18）。新しいバージョンがあるかどうかはASTMのホームページで確認できます。MWalloysでは特にご指定がない限り、常に最新のリビジョンで供給しています。

Q4: ASTM B444 Grade 1とGrade 2の違いは何ですか？

A: グレード1は焼きなまし（強度が低く、延性が高い）。グレード2は固溶化熱処理（クリープ強度が高い）です。インコネル625の場合は、これを指定する必要があります。

Q5: ASTMは原産国を指定していますか？

ASTMは金属の特性を規定しています。しかし、プロジェクトには「DFARS」や「バイ・アメリカン」要件があり、溶融国が制限されることがよくあります。

Q6: ASTM試験における「ロット」とは何ですか？

A: ロットとは一般的に、同じ熱（溶融）、同じサイズで、同じ炉チャージで熱処理された特定の量の材料のことです。試験はロットごとに行われます。

Q7: 衝撃試験（シャルピーVノッチ）を要求する規格があるのはなぜですか？

A: 衝撃試験は、特に極低温での靭性を測定しま す。ASTMの基本的なニッケル規格の全てに標準装備されているわけではありませんが、低温での使用に対する補足要件として追加されることがよくあります。

Q8: MWalloysはASTM規格を提供してくれますか？

ASTM 規格は著作権で保護された文書です。ASTM Internationalまたは認定再販業者から直接購入する必要があります。ただし、ASTM規格の要求事項を説明することは可能です。

Q9: ASTM試験で不合格になった場合はどうなりますか？

A: 材料は不合格となります。規格で再試験（2回目のサンプル採取）が認められている場合もあります。再試験が不合格の場合、全熱量が廃棄されるか、非重要用途に転用される。

Q10: MWalloysが準拠している規格はASTMだけですか？

A: ASTM規格を中心に、AMS（航空宇宙材料規格）、NACE（腐食規格）、API（米国石油協会）規格もお客様のニーズに応じて取り扱っています。

15.結論MWalloysの保証

規格は金属産業における信頼の言葉です。規格は未加工の商品を信頼できるエンジニアリング部品に変えます。

MWalloysではASTM規格をハードルとは考えていません。ASTM規格は最低限の基準であると考えています。当社の内部品質管理では、ASTM規格で要求されるよりも厳しい化学的性質と狭い寸法公差を強制することがよくあります。海底ライザーにインコネル625が必要であろうと、海洋シャフトにモネル400が必要であろうと、安全性、性能、完全なトレーサビリティを保証する材料をお届けします。

エンジニアはASTMを指定します。MWalloysはそれを提供します。