インコネル600丸棒 (UNS N06600、W.Nr.2.4816) は、高温強度、耐酸化性、塩化物応力腐食割れに対する耐性が要求される場合に選択されるニッケル・クロム合金である。高温、酸化性、または軽度の腐食環境で長寿命を必要とする部品に対して、この合金は極低温から約1093 °C（2000°F）までの安定した特性を持つ信頼性の高い製造可能な選択肢を提供する。
1.インコネル600とは
インコネル600 この合金は、20世紀半ばに、炉設備、化学プラント、航空宇宙部品などの高温用途向けに開発されたニッケル合金から生まれた。この合金は、高いニッケル分率と中程度のクロ ムと鉄の含有量を兼ね備えており、耐酸化性に優れ、 溶体化処理した状態でも、冷間加工を施して強度を高 めた場合でも、優れた機械的強度を発揮する。丸棒は、シャフト、ファスナー、ピン、機械部品、熱応力や腐食応力下で機能しなければならない旋盤加工部品によく使われる形状である。
2.化学組成と規格
一次呼称：UNS N06600、欧州ヴェルクシュトッフ番号W.Nr. 2.4816で参照されることもある。棒材に使用される業界規格には、AMS 5665 (棒材および線材規格)、ASTM/ASME B166 (棒材)、およびサプライヤー独自のデータシートがある。典型的な組成範囲は業界標準に従う。以下の値は、調達およびエンジニアリング設計に使用される典型的な最大/最小限度を示す。
表1: 代表的な化学組成 (wt%)
| エレメント | 典型的な範囲（wt%） |
|---|---|
| ニッケル（Ni） | 72.0分 |
| クロム（Cr） | 14.0 - 17.0 |
| 鉄（Fe） | 6.0 - 10.0 |
| マンガン (Mn) | 0 - 1.0 |
| カーボン（C） | 0 - 0.15 |
| ケイ素 (Si) | 0 - 0.50 |
| 銅（Cu） | 0 - 0.50 |
| 硫黄 (S) | ≤ 0.015 |
組成範囲の情報源としては、メーカーのデータシートや材料データベースがある。設計の検証には、工場からの化学物質証明書を使用する。
3.物理的および機械的特性
3.1 密度と熱定数
-
インコネル600 密度：約8.47 g/cm³ (0.306 lb/in³)。
-
線形熱膨張係数と比熱は、材料データソースによって文書化されており、温度によって変化する。
3.2 機械的性質の概要（典型的な焼鈍状態）
表2：代表的な機械的性質（アニール処理）
| プロパティ | 代表値（メートル） | 代表値（インペリアル） |
|---|---|---|
| 極限引張強さ（UTS） | ~620～900MPa（形状により異なる） | ~90～130キロ・シー |
| 降伏強さ（0.2%オフセット） | ~220-450 MPa | ~32～65キロ・シー |
| 伸び（50mm単位） | ~30-50% | |
| 硬度（HB） | ~150-220 HB |
数値は製造ルート、冷間加工、熱処理によって異なる。冷間引抜きや冷間圧延は強度を高め、延 性を低下させる。熱処理による焼きなましは延 性を回復させ、強度を低下させる。重要な部品については、機械的データを仕入 先製造所の証明書と照合して確認すること。
3.3 高温強度
インコネル合金600は、高温下でも相応の引張強さを保持し、酸化性雰囲気中で、およそ1093℃（2000°F）までの連続使用温度で使用されてきた。長期耐クリープ性は、クリープ専用に開発され たニッケル基超合金と比較すると中程度であるた め、応力と耐熱時間を考慮して選定する必要があ る。
4.熱挙動と最高使用温度
設計上の最大値はアプリケーションの種類によって異なる：
-
酸化環境下での断続的な暴露：およそ1093℃（2000°F）まで。
-
連続的な高応力サービス：クリープや結晶粒の成長を抑制するため、保守的な設計温度は低い範囲に制限されることが多い。
-
耐浸炭性に優れ、塩素を含む環境でも中温まで使用できる。正確なクリープデータについては、メーカーの時間-温度曲線を使用するか、クリープ破断チャートを参照のこと。
5.腐食性能と制限環境
Alloy600はニッケルを多く含むため、多くの腐食性媒体に対して強い耐性を示します。具体的な特徴は以下の通りです：
-
多くの水系環境において、塩化物による応力腐食割れに対して高い耐性を示す。
-
高温ガス中での耐酸化性、耐浸炭性に優れている。
-
脆弱性：亜硫酸雰囲気および高温の溶融塩は、特定の条件下で脆化および粒界攻撃を促進する。強酸化性の酸やハロゲン化物を多く含む溶融塩に曝される場合は、クロムの高い合金を選択するか、意図的な合金変化を行う。
エンジニアは、代表的なプロセス条件下で候補材料を試験しなければなりません。サプライヤーの腐食データと業界のケーススタディは、化学処理または発電部品の材料選択の重要な部分を形成します。
6.製作、鍛造、機械加工、溶接に関する注意事項
6.1 成形と鍛造
-
熱間鍛造温度は通常980℃を超えるが、表面酸化や結晶粒成長を避けるために冷却を制御する。熱間加工は、工場からの標準ニッケル合金鍛造チャートに従う。
6.2 冷間加工と熱処理
-
冷間加工による強度の向上は著しく、バネ、ワイヤー、重い延伸棒によく使用される。
-
この合金は時効硬化しない。完全焼鈍は延性を回復させる。一般的に使用される典型的な焼鈍スケジュールは、1000～1100℃の領域で、その後制御冷却されるが、工場の推奨と適用される仕様（AMS/ASTM）に従う。
6.3 機械加工
-
加工性は中程度で、工具寿命は硬度、切りくず処理、発熱に左右される。表面近傍の加工硬化を避けるため、鋭利な超硬工具、剛性の高いセットアップ、控えめな送りを使用する。冷却と切屑排出を行う切削油剤は、性能を向上させる。小さな旋削加工部品には、最適化された工具形状とチップブレーカーを使用する。
6.4 溶接とろう付け
-
合金600は、適合する金属フィラーで容易に 溶接できる。薄肉部では予熱はほとんど必要ないが、厚肉 部では手順認定プロトコルに従うこと。重要な圧力部品には、規格要求事項に従って、 溶接後の溶体化処理または応力除去が必要な場 合がある。異種金属との溶接の場合は、拡散とガルバニ相 互作用を考慮すること。
7.代表的な用途と選択基準
丸棒の一般的な用途には、シャフト、ピン、ファスナー、バルブステム、炉用ローラー、熱電対ウェル、化学プラント、発電所、航空宇宙地上設備の部品などがある。選択ドライバー
-
必要な使用温度と腐食環境
-
機械的負荷と疲労サイクル
-
製造ルート（冷間引抜、熱間圧延、鍛造）
-
圧力機器または原子力サービスにおける認証およびトレーサビリティの必要性
表3：応用例
| 申し込み | アロイ600丸棒を選ぶ理由 |
|---|---|
| 炉ローラーシャフト | 高温での耐酸化性 |
| バルブステムとシャフト | 強度、耐食性、低磁気応答性 |
| 化学プラント用継手 | 塩化物SCCおよび多くの有機酸に対する耐性 |
| 原子力部品（非中核部品） | 適切な認証による実績 |
8.工業等級、同等物、比較
アロイ600は他のニッケル合金や高級ステンレス鋼と競合する。実用的な比較
-
インコネル625（UNS N06625）は、多くの過酷な環境において高い強度と優れた耐食性を発揮しますが、コストが高くなります。
-
インコネル718は高温での機械的強度に優れるが、時効硬化しやすく、加工がより複雑になる。
-
オーステナイト系ステンレス鋼 (304/316)は低コストだが、高温酸化環境または塩化物応力腐食割れ応力下では、早期に破損する。ニッケル含有量と使用温度によって材質を 選択する場合は、600を選ぶ。
9.購買、在庫サイズ、公差、コストドライバー
9.1 一般的なサイズと仕上げ
丸棒材は、光輝引き抜き、ピーリング、旋盤加工、熱間圧延仕上げで販売されています。一般的な直径は、小径の棒材（数ミリ）から大径の棒材（数百ミリ）まであり、機械加工部品の一般的な市販範囲は、サプライヤーの能力にもよりますが、3ミリから300ミリです。標準公差は、仕上げによってAMS/ASTMの表に従います。
表4：代表的な在庫形状と許容差（例示）
| フォーム | 標準直径範囲 | 一般的な表面仕上げ | 許容範囲クラス |
|---|---|---|---|
| 明るく描かれた | 3 mm - 100 mm | スムース | ±0.1-0.5 mm |
| ターン・グラウンド | 6 mm - 200 mm | 精度 | h9/h10相当 |
| 熱間圧延 | 25 mm - 800 mm | ラフ | より広い許容範囲 |
見積もりの段階で、実際のサイズと公差をサプライヤーに確認する。
9.2 コストドライバー
-
合金組成とスクラップ・ニッケル価格
-
加工ルート（冷間引き抜きや地上加工はコストが高い）
-
認証レベルと検査要件（ヒートトレーサビリティ、PMI、NDT）
-
数量とリードタイム
より良い価格設定を求めるバイヤーは、最低発注量を多くしたり、完全な検査パッケージではなく標準的な工場証明書を受け入れたりすることが多い。
10.品質管理、試験、認証
圧力機器、航空宇宙、原子力の分野では、典型的な品質管理には以下が含まれる：
-
完全化学分析付き工場熱/ロット証明書
-
機械試験：引張、硬度、衝撃（必要な場合
-
非破壊検査：内部欠陥の超音波検査、化学的検証のためのPMI
-
寸法検査と表面状態のチェック
-
完成したバーを溶解熱および加工記録と関連付けるトレーサビリティ文書
一般的に参照される仕様準拠：AMS 5665（bar）、ASTM/ASME B166（bar）、圧力部品の業界コード。重要な調達には、サプライヤー監査と承認ベンダーリストを使用する。
11.取り扱い、保管、表面仕上げ、不動態化処理
-
表面の汚染やシミを防ぐため、乾燥した保護された場所に保管すること。
-
高純度アセンブリーについては、工場に洗浄仕上げまたは酸洗仕上げを依頼し、ハンドリングを通じて清浄度を維持する。
-
ニッケル基合金には、ステンレス鋼のような不動態化処理 は一般的に必要ないが、熱間加工後に酸化物やスケールを 除去するために酸洗や洗浄を行うことがある。損傷を避けるため、化学処理については供給者のガイ ダンスに従ってください。
12.実践的な設計のヒントと故障モード
-
鋼や異種合金に接合する場合は、熱膨張や差動膨張を考慮すること。長いシャフトでは、フレキシブルなサポートが必要になる場合があります。
-
疲労が重要な場合は、機械加工による表面欠陥を最小限に抑え、疲労寿命を延ばすためにショットピーニングや表面研削を指定する。
-
ある種の炉内雰囲気では浸炭や硫化に注意すること。ニッケル含有量が高いことは助けになるが、絶対的な免罪符にはならない。
-
引張応力を伴う塩化物を多く含む湿潤環境では、最終的な選定前に、代表的な水質化学を用いた実験室試験によってSCC耐性を確認してください。
13.よくある質問（FAQ）
Q1: インコネル600丸棒の公称組成は何ですか？
A1：公称組成：ニッケル～72%以上、クロム14～17%、鉄6～10%、少量のMn、Si、Cu、炭素が重量で0.15%まで含まれる。調達の際には、工場証明書を確認すること。
Q2: インコネル600棒鋼にはどの規格が適用されますか？
A2: 一般的な参照規格には、棒材と線材についてはAMS 5665、棒材についてはASTM/ASME B166、さらにBS/DIN相当規格などの国家規格がある。サプライヤーのデータシートには、完全な準拠が明記されています。
Q3: インコネル600は時効硬化しますか？
熱処理（アニール）は延性を回復させ、強度を低下させます。この特性により、熱処理スケジュールが簡素化される。
Q4: インコネル600はステンレス鋼に溶接できますか？
A4: 適切な溶加材と手順があれば可能です。異種合金の溶接は、希釈、熱応力、電解作用の可能性 に注意する必要がある。重要な継手には、手順認定を推奨する。
Q5: 安全な使用温度範囲は？
A5: 極低温からおよそ1093 °C（2000°F）までの耐酸化性に有効。長期の高応力サービスには、クリープデータに基づき、より低い保守的温度を使用する。
Q6: アロイ600とアロイ625の比較は？
A6: 合金625は、多くの腐食性の強い媒体に対して、より高い強度と優れた耐食性を提供します。ニッケル含有量と高温での中程度の耐食性が要求と予算に合う場合は、Alloy 600をお選びください。
Q7: 丸棒の一般的な故障モードはありますか？
A7：表面損傷に起因する疲労亀裂、応力下での長い滞留時間の高温クリープ、高濃度の硫黄または溶融塩環境での局部腐食。予防策としては、表面仕上げや、必要に応じて高合金を選択することなどがある。
Q8: どのような仕上げや公差を注文できますか？
A8: ブライトドロー、旋盤研磨、ピーリング、熱間圧延仕上げが広く利用可能です。精密引抜および研削棒鋼は、AMSまたはサプライヤーの表によるより厳しい公差に適合する。見積もり時にご確認ください。
Q9: 主要なコストドライバーはニッケル価格ですか？
A9: はい。ニッケルの市場価格、生産ルート、認証の必要性が、最終的な棒鋼コストの最大の要因です。まとめ買いは単価を下げます。
Q10:重要部品の購入時には、どのような検査を要求すべきですか？
A10： 粉砕機による完全な化学分析、引張試験、硬度、PMI または分光分析、大型棒鋼のための超音波試験、および証明された文書による熱数までのトレーサビリティを要求する。アプリケーション・コードにより要求される場合は、追加試験として金属組織検査とクリープ試験が含まれる。
14.最終選考チェックリスト（クイック）
-
使用温度と使用環境を確認する。
-
必要な機械的負荷と疲労サイクルを確認する。
-
工場証明書とトレーサビリティを取得する。
-
表面仕上げと加工代を指定する。
-
検査レベルとNDTの必要性を決定する。
-
代替合金とトータルライフコストを比較する。
15.閉会の辞
インコネル600丸棒は、適度な高温強度と信頼性の高い耐酸化性が優先される場合に、広く使用され、実績のある選択肢であり続けています。適切な選択は、環境暴露、機械的要求、調達の制約のバランスをとることである。サプライヤーは設計者向けに詳細な製造データを公表しており、最終的な材料の受け入れには常にサプライヤーの証明を組み込んでください。
