優れた長期耐クリープ性、～650℃（1200°F）以上の熱安定性、堅牢な溶接性が重要な中温高温構造部品向け、 ヘインズ 282 の方が優れていることが多い。非常に高い室温および中温での降伏/引張強さ、多くの鍛造/鍛造形状での幅広い入手可能性、石油・ガスおよび航空宇宙分野での長い実績が要求される用途向け、 インコネル718 がデフォルトである。実際には、適切な合金は、使用温度、要求されるクリープ寿命、製造ルート（溶接集約型か鍛造型か）、およびコストと供給の制約によって決まる。
これらの合金の特徴と産業上の背景
ヘインズ® 282® (UNS N07208) とインコネル® 718 (UNS N07718) はともに高温用として開発されたニッケル基超合金ですが、両者は異なるトレードオフを念頭に置いて設計されています。
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ヘインズ 282 はガンマプライム(γ′)強化溶製材超合金であり、次のような特性を併せ持つように設計されています。 高温での高い耐クリープ性 と 良好な溶接性と加工性.この製品は、ホットガスパス・コンポーネント、先進的なスチームおよびs-CO₂パワーサイクル、および650℃を超える長いクリープ寿命が必要とされるその他の状況を対象としている。
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インコネル718 は析出硬化型Ni-Cr-Fe合金（主硬化剤：γ″Ni₃Nb）であり、極低温から約650℃までの極めて優れた強度を有する。加工性、時効状態での高い歩留まり/UTS、成熟したサプライチェーンを兼ね備えているため、航空宇宙、石油・ガス、工具分野で広く使用されています。
化学組成（代表的な公称値）
下記はコンパクトな組成比較です。これらは、技術的な選択のために使用される典型的な公称範囲です。
| エレメント | ヘインズ282（代表値、wt%） | インコネル718（代表値、wt%） |
|---|---|---|
| ニッケル（Ni） | ~57（バランス） | ~50-55（バランス） |
| クロム（Cr） | ~20 | ~17-21 |
| コバルト | ~10 | ≤1 (トレース～なし) |
| モリブデン (Mo) | ~8.5 | ~2.8-3.3 |
| ニオブ（Nb、コロンビウムとして報告されることもある） | - 低い；Nbは一次硬化剤ではない | ~4.75-5.5 |
| チタン（Ti） | ~2.1 | ~0.65-1.15 |
| アルミニウム（Al） | ~1.5 | ~0.2-0.8 |
| 鉄（Fe） | ~最大1.5 | 余り／バランス |
| カーボン（C） | ~0.06 | ≤0.08 |
| ホウ素（B）、Mn、Si | トレース | トレース |
(正確な組成限界は、ベンダー・データ・シートに記載されている。Haynes 282の組成は、Haynesのパンフレットに記載されている。インコネル718の組成はSpecial Metalsの技術資料に記載されている)。
その意味するところは大きい： 282はコバルトとモリブデンを多く含み、γ′強化と熱安定性のために配合されている。718は、ニオブ主導のγ″析出と鉄含有量に依存しており、異なる強度対温度プロファイルを生成する。
強化メカニズムと微細構造
なぜ両者が異なる振る舞いをするのかを理解するためには、まずミクロ構造から始めなければならない：
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インコネル718 主硬化相は準安定 γ″（Ni₃Nb）＋γ′で、γ″は室温および中程度の温度で非常に高い降伏強度と引張強さを示すが、高温（650℃以上）で長時間暴露すると粗大化しやすい。制御された固溶化熱処理＋時効処理により、強度のピークに達する微細なγ″析出物が生成される。
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ヘインズ282 γ′強化Ni-Cr-Co-Mo-Al-Ti合金は、安定したγ′相をゆっくりと析出するように設計されています（緩慢な析出速度論）。このゆっくりとした析出速度により、ひずみ時効割れに対する優れた耐性が得られ、高温での長時間の強度保持も良好である。この合金は、耐クリープ性と溶接性のバランスをとるために意図的に調整された。
正味の結果：718はしばしば 短期利回り上昇／UTS 282は室温と中温で熟成させた状態で保存できる。 より優れた長期クリープ／ラプチャー寿命 温度ウィンドウの高い方の端での熱安定性。
機械性能の概要
代表的な引張／降伏値（時効硬化状態；代表的範囲）
| 合金 | 典型的な0.2%降伏 (ksi / MPa) | 代表的なUTS (ksi / MPa) | 備考 |
|---|---|---|---|
| ヘインズ282（経年劣化シートデータ） | ~112.9 ksi (≈779 MPa) | ~172.8 ksi (≒1191 MPa) | ヘインズ社は、時効硬化した材料のシート引張値を発表している。 |
| インコネル718（冷間圧延/時効処理/シート/鍛造品は異なる） | 典型的な範囲 ~140-190 ksi (≈965-1310 MPa) 製品および冷間加工による | 典型的なUTS ~190-215 ksi (≈1310-1480 MPa) | 718は、時効処理と冷間加工を施した状態で、より高いピーク歩留まりに達することが多い。 |
クリープ／ラプチャーと使用可能な温度ウィンドウ
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ヘインズ282 1200～1700°F (≈650～925°C)で優れたクリープ強度と長い破断寿命を実現するよう設計されており、これらの温度でも耐クリープ性と低サイクル疲労寿命を維持します。Haynes社は、多くのγ′合金の650-925°Cにおける1%の優れたクリープ応力と破断寿命を示す詳細なクリープ表を公表しています。
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インコネル718 650°C（≒1300°F）付近まで優れたクリープ破断特性を示し、いくつかの形式では700°Cまで広く使用されているが、γ″硬化相は高温と長時間の暴露で粗大化し、282のような合金に比べてクリープ強度を低下させる。Special Metals社によると、718は多くの用途でおよそ1300°F (≈700°C)まで有効である。
デザインのための解釈： 650℃を超える温度で持続的な応力がかかり、非常に長い寿命が要求される場合は、282が安全な技術的選択肢となる。≤650℃の温度で使用され、短期的に高い強度が要求される場合は、718の方が静的強度に余裕があり、調達も容易である。
熱処理、溶接、加工に関する注意事項
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熱処理：
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インコネル718 は、固溶化熱処理(1700～1850°Fま たはそれ以上)の後、二段階時効サイクル(例えば、 1325°F/8h、炉冷1150°F保持、全時効≈18h)または厚肉鍛 造品のための交互サイクルを使用する。これらの処理は、γ″の析出と歩留り/UTSを最大化する。
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ヘインズ 282 は、通常、溶体化処理（板材の場合、≈2050-2100°F）後、2段階時効処理（Haynes規格の例：1850°F/2h AC + 1450°F/8hAC）を行うが、この合金は、ASMEボイラー用途向けに1段階時効処理オプションも認定されている。
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溶接性とひずみ時効割れ：
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282 γ′析出速度が遅く、ひずみ時効割れに対する耐 性が良好なため、溶接に関連する不具合を減らしながら、 溶体化焼鈍状態で溶接し、その後時効硬化させるこ とができる。ヘインズ社は、堅牢な溶接金属の性能を示す GTAW/GMAW溶接データを発表している。
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718 は溶接可能であり、産業界では一般的に 溶接されているが、HAZと時効挙動を考慮しなけれ ばならない（条件によってはHAZが軟化するこ ともある）。適切な充填材の選択と溶接後の熱処理は、 特性を回復するための典型的な方法である。
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製作の練習： 可能であれば、すべての溶接／仕上げ加工後に最終 時効処理を行う。
腐食および酸化挙動
どちらの合金も、クロムとニッケルの含有量によって保護酸化スケールを形成し、多くの環境で優れた耐酸化性を発揮する。
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ヘインズ 282 は良好な高温耐酸化性を示し、タービンや先進的なボイラーでのホットガスパスでの使用を目標としている。その化学的性質（Cr＋Co＋Mo）は、ある種のアグレッシブな環境において安定したスケール形成と耐硫化性に寄与する。
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インコネル718 は、他のNi-Cr合金と同様に、多くの水系および高温の酸化性環境において優れた耐食性を有する。その性能は、石油・ガス（NACE MR0175）および航空宇宙関連でよく特徴付けられている。
酸化・ハロゲン化しやすい環境では、予想される使用条件下でクーポン試験を実施する。合金の選択は、コーティングや保護バリアも考慮する必要がある。
機械加工性、成形、積層造形（AM）
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機械加工と成形： どちらの合金もステンレス鋼より加工が難しい。718は、よく知られた工具と推奨速度で産業界で広く加工されている。282の加工性は他の高温Ni合金と同様で、時効処理前の粗加工が一般的に推奨されている。
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アディティブ・マニュファクチャリング： 最近のAM加工では、282と718が比較され ている。282の加法形状は、優れた高温性能を達成することができ、282の設計された加工性と遅いγ′速度論により、複雑な熱間断面部品に有望である。しかし、AMの微細構造および特性は、プロセ スおよび後処理に強く依存する。いくつかのAM 実験では、溶製材の挙動と異なることが示され、それに 合わせた熱処理が必要となる。公表されている比較研究（NASA/ICAMの報告書を含む）によると、どちらの合金もAMの歴史では成功を収めているが、プロセス固有の認定が必要である。
典型的な用途と選択の経験則
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ヘインズ282を選ぶなら650～925℃で長いクリープ寿命と熱安定性が必要な場合、大規模な溶接／加工が必要な場合、ひずみ時効割れに対する耐性が必要な場合、あるいは次世代電力サイクル部品（タービン燃焼器、トランジション・ピース、A-USCボイラー、超臨界CO₂システム）を設計している場合など。
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以下の場合はインコネル718を選択してください。使用温度が ⊖650℃にとどまる場合、中温で可能な限り高い時効降伏/UTSが必要な場合、多くの製品形態（棒鋼、鍛造品、厚板）で広く入手可能な合金が必要な場合、または非常に高い強度を得るために大規模な冷間加工と時効処理が必要な場合。718はまた、多くのファスナー、シャフト、極低温から中温の構造部品に好まれている。
コスト、入手可能性、調達に関する注意事項
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空室状況 インコネル718は、多くの工場で生産されており、成熟したサプライチェーンを持っている。ヘインズ282は、ヘインズ・インターナショナ ルのライセンスにより生産され、入手可能性は増 しているが、一部の大型鍛造品や特殊形状品に は、リードタイムが長くかかる場合がある。
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コストだ： 市場価格は、Ni、Co、Moの商品価格によって変動する。ヘインズ282は、CoとMoの含有量が多く、718 (Nb含有量が多い)よりも原材料費が高くなる可能性がある。常に生の相場を入手し、ライフサイクルの総コスト（材料費＋加工費＋検査費＋ダウンタイム・リスク）を考慮すること。
規格、試験、資格
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インコネル718 は、多くの製品規格（UNS N07718；ASTM/ASME製品規格；AMS5662/5663/5596などの棒材/鍛造材/板材用AMS規格）で規定されています。特殊金属の技術情報およびAMS/ASTMの文書には、推奨熱処理と特性表が記載されています。
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ヘインズ 282 は、ベンダーの技術データ、特定のボイラー/スチーム用途のASMEコードケース(例：シングルステップ時効用のASMEコードケース)、および公表されているクリープ/破断データとともに産業実務に採用されています。重要な用途の場合は、Haynes社発行の熱処理および加工に関する推奨事項に従い、必要に応じて材料試験報告書（MTR）およびクリープ証明書を入手してください。
実用的なデザイナーの推奨
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最初にオペレーティング・エンベロープを定義する (温度、持続応力、クリープ寿命要件）。かなりの応力下、～760℃で100,000時間以上必要な場合は、282に偏る。
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納入時の材料状態を指定する (溶体化アニールとアニール＋時効処理の比較）、そして可能な限り加工後の最終時効処理を計画する。
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溶接および溶接後の熱処理に関する条項を含むこと。 調達仕様書では、選択した合金/条件の 溶接手順資格を要求する。
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サプライヤーにロットのクリープ／破壊データを求める。 長いクリープ寿命が要求される場合は、意図された熱処理に合致する認証試験データのみを受け入れる。
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AMを使用する場合錬成特性を想定しないでください。
よくある質問（FAQ）
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室温では282と718のどちらの合金が強いか？
ピーク時効処理および冷間加工条件では、イン コネル718は一般にヘインズ282よりも高い室温 降伏点およびUTS値を達成する。しかし、時効硬化条件の282は、より優れた高温安定性を提供しながら、依然としてかなりの強度を有している。 -
750°C（1382°F）でクリープによく耐える合金は？
ヘインズ282は、650～925℃の範囲で優れたクリープ強度を発揮するように設計されており、一般的に750℃での長期クリープ強度は718を上回る。 -
ヘインズ282は溶接可能か？
282の化学的性質と遅いγ′析出速度論は、 γ′強化超合金としては異例に良好な溶接性を もたらす。各ベンダーは、GTAW/GMAW溶接データおよび 溶接後の時効処理方法を公表している。 -
718を282に置き換えてコストを削減することはできますか？
使用条件を理解しない限り無理である。718を代用することは、低温（<650℃）では許容できるが、持続的な高温用途では早期クリープ/破損の危険性がある。代用する前に寿命予測、応力、温度を評価すること。 -
積層造形に適した合金は？
どちらもAMに使用されるが、プロセスウィンドウは異なる。282の加工性と遅いγ′速度論は、AMにとっ て魅力的であるが、AM部品は合金の種類に関係な く、加工と熱処理の適格性確認が必要である。AMベンダーや公表されているAM研究 を参照してください。 -
石油・ガス業界での718の使用制限はありますか？
718は石油・ガス分野で使用され、適切な熱処理でNACE/MR0175の要件を満たすことができる。しかし、極端に高温での使用や長時間のクリープ暴露には、より高温の合金を検討してください。 -
どちらが耐食性が高いか？
どちらも多くの用途で優れた耐食性／耐酸化性を発揮する。特定の環境（塩化物を含む、硫化する、溶融塩）ではケースバイケースのテストが必要である。 -
282にはどのような熱処理を指定すればよいですか？
A: 典型的なヘインズの指針：溶体化焼鈍の後、時効硬化（例：1850°F/2h AC + 1450°F/8h AC）。ASME規格のケースバリエーションは、特定の蒸気用途に存在します。 -
コストの比較は？
コストは、Ni、Co、Mo、Nbの現 在の商品価格と製品形状に左右される。282は、Co/Mo含有量が高いため、718よりもkgあたりの価格は高くなりますが、ライフサイクルコストと加工の節約により、購入価格を相殺することができます。最新の見積もりを入手する。 -
重要部品のサプライヤーをどのように認定すればよいですか？
MTR、工程/熱処理記録、クリープ/破 損証明書（該当する場合）、溶接手順適格 性記録（PQR/WPQ）、寸法およびNDT受入 基準を要求する。AM部品については、工程管理計画とクーポンを要求する。
調達と設計のための実践的なチェックリストを閉じる
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合金を指定する 国連 および正確な製品仕様/AMS/ASTM。
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必要 配送条件 そして ポストファブリケーション 発注書のエージング・シーケンス。
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頼む クリープ／ラプチャー 設計応力と温度の組み合わせに関する試験データ。
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含む 溶接手順資格 とNDTの受け入れ。
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AM部品については、プロセス認定、応力除去およびエージングレシピ、クーポンテストにこだわる。
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