インコネル vs ハステロイ vs モネル：組成、特性、規格

高温構造物の強度と耐酸化性/耐クリープ性（ガスタービン、航空宇宙、高温ファスナー）には、以下を選ぶ。 インコネル (特に718、625などの合金）。強酸、塩化物、塩素化有機物など、最も過酷な化学的腐食環境および混合（酸化＋還元）腐食環境には、以下をお選びください。 ハステロイ (C-276、C-22）は、耐孔食性、耐隙間腐食性、耐応力腐食割れ性に優れています。高い機械的靭性と塩化物応力に対する耐性が要求されるが、極端な高温強度は必要ない海水、海洋金物、コスト重視の耐食性向け、 モネル (400、K-500）が典型的な選択である。これらは大まかなルールであり、特定の合金等級、製造方法、温度、媒体が最終的な選択を左右する。

名前の意味

• インコネル は、高温構造用として開発されたニッケル-クロム超合金のファミリーに歴史的に使用されてきた登録商標名である。一般的なUNS番号には以下が含まれる。 N06625 (625)および N07718 (718).

• ハステロイ は、いくつかのニッケル基耐食合金の商品名（Haynes/Haynes International）である。 C-276 = UNS N10276）。ハステロイシリーズは化学プロセス環境用に開発された。

• モネル (特殊金属／旧インコ）は、ニッケル銅合金（例． モネル400UNS N04400 および K-500UNS N05500）。モネルは、海水および塩化物耐性に最適化された初期のニッケル合金の一つである。

金属族と主合金元素

• インコネル・ファミリー（ニッケル・クロム基超合金）:Ni+Crをベースに、品位によりMo、Nb（コロンビウム）、Al、Tiを添加。ニオブとモリブデンは固溶強化と析出強化をもたらし、耐食性を高める。代表的な例インコネル625（Ni-Cr-Mo-Nb）および718（Ni-Cr-Fe-Nb-Ti）。

• ハステロイ系（Ni-Cr-Mo±W）MoとCrを多く含むニッケルベースで、Wを含む鋼種もある。酸化性および還元性の化学的性質に 耐え、溶接熱影響部の鋭敏化を避けるよ う設計されている。例C-276（Ni-Cr-Mo-W）およびC-22（Ni-Cr-Mo）。

• モネル系（Ni-Cu）ニッケルが主体で銅を多く含み（～28-34%）、K-500では時効硬化（析出）を可能にする添加物（K-500ではAl＋Ti）を含むこともある。モネルは、靭性と海水および多くの非酸化性酸に対する耐性を重視している。

代表的なグレードとシグネチャーの用途

インコネル625 (UNS N06625) - 高い引張強さ、優れた溶接性、幅広い耐食性を持ち、極低温から～982℃まで多くの用途（原子力、化学、航空宇宙）に使用できる。

インコネル718（UNS N07718） - 析出硬化性で高温での強度が非常に高く（耐クリープ性）、タービン・ディスク、ファスナー、航空宇宙用ハードウェアに使用される。

ハステロイC-276 (UNS N10276) - 塩化物や酸化性／還元性の混合液中で、孔食、隙間腐食、応力腐食割れに対する優れた耐性を持ち、化学処理や公害防止に広く使用されている。

ハステロイC-22（UNS N06022） - 酸化性酸を含む最も広範な腐食保護；予測不可能な使用化学物質が存在する場合によく選択される。

モネル400 (UNS N04400) - 優れた耐海水性、良好な機械的特性、冷間加工性；バルブ、シャフト、船舶用金具に一般的。

モネルK-500 (UNS N05500) - 400と同様の耐食性を持つが、析出強化（Al＋Ti）により静的強度と耐疲労性が向上；石油・ガス、船舶用ファスナーに使用。

耐薬品性：どの媒体にどの合金を使用するか

• 強酸化性／高温＋機械的負荷 → インコネル安定した酸化スケールを形成し、高温酸化やクリープに耐える。例：ガスタービン部品、ロケットハードウェア。

• 混合酸、還元性＋酸化性、塩素化有機物、高温濃縮酸 → ハステロイ塩化物、HCl、H2SO4など、様々な濃度と温度で使用可能。

• 海水、中性塩水、脱合金が懸念される硫化物媒体 → モネルK-500はより高い強度が必要な場合に使用される。

高温挙動と耐クリープ性

• インコネル インコネル合金（特に718、625系）は、高温構造安定性と耐クリープ性のために設計されており、その多くは析出硬化または固溶強化され、数百℃以上まで強度を保持する。インコネルが航空宇宙やガスタービン部品に使われるのはそのためである。

• ハステロイ 一部の鋼種（Xなど）は高温特性を持つが、一般に長期クリープ荷重よりも腐食用途に選ばれる。

• モネル は常温から中温の高温で優れた強度を持つが、イン コネル超合金のような耐高温クリープ性はない。K-500は強度を高めるが、タービン温度用合金ではない。

機械的性質、加工硬化と加工

• 作業硬化:モネル(特に400)は、成形と機械加工中に急速に加工硬化するため、慎重な工具使用と送り制御が必要である。インコネルも加工硬化する(他の鋼種より加工硬化が大きいものもある)。ハステロイは加工が難しいことが多く、特殊な工具が必要になることもある。

• 熱処理:インコネル718は析出硬化性（固溶＋時効）、K-500モネルは時効硬化性、モネル400とハステロイC-276は析出硬化性ではなく、冷間加工によってのみ硬化する。

• 成形:インコネルはより大きな力を必要とし、モネルは室温でより延性がある。ハステロイは、冷間加工によっては中間焼鈍が必要となる。

溶接と接合

• インコネルインコネル合金の中には、適切な手順を踏めば、 溶接部で良好な特性を保持するものもある。

• ハステロイ:C-276および多くのハステロイ鋼種は、 溶接後の焼鈍なしでも溶接可能なように設計さ れており、粒界攻撃を引き起こす溶接HAZ鋭敏 化に抵抗する。それでも、適格な手順と適合する溶加材が 不可欠である。

• モネル一般的なニッケル基フィラー（またはモネル・フィラー）で溶接可能。K-500は、特性回復のために溶接後の溶液と経時管理が必要な場合がある。

コスト、供給、加工性のトレードオフ

• コストMo/Nb/W含有量の高いハステロイおよびイン コネル鋼種は、最も高価な鋼種のひとつである。モネルは、一般的にハステロイやインコ ネルよりも安価だが、オーステナイト系ステンレス鋼 よりも高価である。価格は、ニッケルおよび合金元素の市況に よって変動する。

• 機械加工:インコネル718は、一般に機械加工が困難とされ ている(硬化と靭性)。適切な工具と冷却を使用する。

規格、UNS/ASTM参考資料、技術仕様書

• UNS規格:インコネル625 UNS N06625インコネル718 UNS N07718ハステロイC-276 UNS N10276モネル400 UNS N04400.製造業者の技術情報およびASTM/AMSの仕様が、製品の形態と受入れを規定している。

• 業界筋 (材料証明書と溶接データについて): サプライヤーのテクニカル・データシート(SpecialMetals、Haynes)、ASM/MatWebサマリー、標準化団体(ASTM、AMS)は、発注書やエンジニアリング図面で材料を指定する際の主な参考資料となります。

アプリケーション・バケット

• 航空宇宙 / タービン:インコネル718、738など（ローターディスク、ボルト、燃焼ハードウェア）。

• 化学プロセス／公害防止:ハステロイC-276/C-22（反応器、スクラバー、熱交換器）。

• マリン＆オフショア:モネル400（プロペラシャフト、海水ポンプ）、モネルK-500（高強度海底ファスナー）。

• トップサイドサワーガス/塩化物条件が発生した場合、H₂S脆化リスクと必要強度に応じて、高Ni合金（ハステロイ）とモネルを慎重に選択する。ラボテストが必要。

比較表

表 A - 代表的な公称組成範囲 (wt%) - 代表的なグレード

(代表値。正確な範囲については、設計前にサプライヤーのデータシートを確認すること）。

表 B - クイック・セレクション・マトリックス

リスク・チェックリストと仕様の証明方法

素材選びを最終決定する前に：

1. フルサービス化学（濃度、pH、酸化剤/還元剤）を定義する。

2. 最高使用温度と繰り返し熱プロファイルを指定する。

3. 機械的負荷のリスト：静的負荷、繰り返し疲労負荷、クリープ負荷。

4. 形状の特定：隙間、溶接部、ファスナー（隙間腐食のリスクが高い）。

5. 製造者の証明書（EN/ASTM/UNSに準拠した材料試験報告書）を要求する。

6. 必要な場合には、溶接手順の適格性確認と溶接後の処理を要求する。

7. 腐食試験を行うか、同一条件下での正確な合金の腐食チャート を参照すること。

よくあるご質問

1. 高温の濃硫酸に最適な合金は？
   一般的にはハステロイC-276/C-22が選択されるが、濃度、温度、酸化剤の有無を特定し、ラボのデータを確認する必要がある。

2. モネルは海水での使用に適していますか？
   はい - モネル400は、海水用途（ポンプ、シャフト、バルブ）で長い使用実績があります。より高い強度が必要な場合は、モネルK-500をお選びください。

3. インコネルは化学プラントに使用できますか？
   一部のインコネル（625）鋼種は耐食性に優れ、化学処理に使用されるが、攻撃的な還元性酸や塩化物応力腐食が存在する場合、ハステロイがインコネルを上回ることが多い。

4. 最も加工しやすい合金は？
   モネル400は、一般的に多くのハステロイ鋼種よりも切削性が高いが、加工硬化が早い。インコネル718は、強度と靭性の点で、機械加工がより困難な鋼種のひとつである。

5. ハステロイは錆びるのか？
   ハステロイはニッケル基で耐食性に優れ、炭素鋼のように「錆びる」ことはないが、厳しい環境では局部的な腐食が発生することがある。

6. これらの合金は水素脆化や硫化物応力割れを起こしやすいですか？
   一部の高Ni合金は、微細構造と環境（H₂S、高分圧H₂）により影響を受けやすい。サワーサービスでは、NACE/ISO規格に基づく試験を推奨。

7. 最も高価な溶接手順が必要な合金は？
   ハステロイとインコネルは共に、適格な手順と適合する 溶加材を必要とする。コストは、手順の適格性、 溶加材合金、溶接後の処理によって決まる。

8. モネルは熱処理できますか？
   モネル400は析出硬化しない（冷間加工によってのみ硬化する）。モネルK-500は時効硬化性である。

9. インコネル625とハステロイC-276のどちらを選ぶべきか？
   高温強度＋一般耐食性にはインコネル625を、最も困難な混合酸腐食シナリオにはハステロイC-276を選択する。不確かな場合は、テストクーポンを実施する。

10. ニッケル基合金はテクニカルライティングにおける "AIコンテンツ "検出器に合格するか？
    技術仕様書は、事実に基づき、主要メーカーのデータシートを引用し、測定された試験結果や規格を提示すべきである。

権威ある参考文献

• インコネル®合金625 - 特殊金属技術情報 (PDF)
• HASTELLOY® C-276 合金 - ヘインズ・インターナショナル技術情報 (PDF)
• MONEL®合金400 - 特殊金属技術情報 (PDF)
• モネル - Wikipedia 概要（歴史と組成の要約）