インコロイ825ワイヤー

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インコロイ825ワイヤー

商品説明

インコロイ825線材は、耐食性、成形性、溶接性が非常に優れており、酸化性、還元性両方の環境が存在する化学処理、石油・ガス、公害防止、海洋用途に適しています。この線材種は、高いニッケル、クロム、モリブデン、銅の含有量とチタンの安定化を組み合わせることで、塩化物応力腐食割れや局所的な攻撃に耐えるとともに、優れた機械的強度と信頼性の高い加工挙動を維持しています。

1.インコロイ825とは?

インコロイ825(UNS N08825、W.Nr.2.4858)は、モリブデン、銅、チタンの添加を制御した完全オーステナイト系ニッケル-鉄-クロム合金です。この組成により、酸化性および還元性の両方の媒体においてバランスの取れた耐食性が得られ、塩化物誘発応力腐食割れに対する耐性が強化され、硫酸およびリン酸環境での挙動が改善されます。この合金から作られるワイヤー製品は、溶接、スプリングエレメント、抵抗加熱、化学プラント内部、特殊ファスナーなどに使用される細いフィラメントから太い直径のロッドまで、幅広い形状をカバーしています。

2.化学組成と冶金的特徴

公称組成範囲(重量パーセント)

インコロイ825の一般的な限界組成を下表に示す。これらの範囲 は、インコロイ825の腐食性能を生み出す合金 バランスを制御するために、製造業者によって 使用されます。

エレメント 典型的な範囲(wt%)
ニッケル(Ni) 38.0 - 46.0
鉄(Fe) 剰余金(残額)
クロム(Cr) ~19.0 - 23.0
モリブデン (Mo) ~2.0 - 3.0
銅(Cu) ~1.0 - 2.5
チタン(Ti) ~0.4~1.2(スタビライザー)
カーボン(C) ≤ 0.06
マンガン (Mn) ≤ 1.0
ケイ素 (Si) ≤ 0.5

(上記の数値は、生産者の技術資料やデータシートから要約したものである)。

冶金学的根拠

  • ニッケルは、安定した完全オーステナイトマトリックスを維持し、塩化物を含む媒体中での粒界攻撃や応力腐食割れに対する感受性を低下させる。

  • クロムは保護不動態皮膜を提供し、酸化媒体や局所的な攻撃に対する耐性を高める。

  • モリブデンと銅は、硫酸やリン酸のような還元性環境での耐食性を強化する。

  • チタンは炭化物の安定剤として作用し、炭化物の粒界析出を制限することで、加工後の延性の維持に役立つ。

3.物理的および機械的特性(表)

以下は、ミルアニールされたインコロイ825ワイヤーの代表的な室温特性と設計計算に使用される代表的な範囲です。個々の製造ロットには認定試験データが含まれ、最終的なエンジニアリング作業に使用する必要があります。

代表的な物理定数

プロパティ 代表値
密度 8.14 g-cm-³(0.294 lb-in-³)。
溶解範囲 約1330~1385℃(組成により異なる)。
熱伝導率 普通鋼より低い
電気抵抗率 ステンレス鋼より高いが、温度により異なる

代表的な機械的性質、ミルアニール(参考値)

テスト 代表値
0.2% オフセット降伏強さ(室温) 310~350MPa(約45~51ksi)。
引張強さ(UTS) 620~770MPa(約90~112ksi)。
伸び(50mm単位) 製品形態により30 - 50%。
硬度(ロックウェルB) 典型的な範囲は80~165で、冷間加工によって異なる。

注:冷間伸線または焼入れされたワイヤーは、著しく高い引張値と硬度を示す。正確な数値については、製造証明書および製品データシートをご参照ください。

4.腐食性能と耐食メカニズム

幅広い腐食挙動

インコロイ825は、多くの塩化物を含む環境において、一般腐食、孔食、隙間腐食に耐性を示し、MoとCuの組み合わせが不動態皮膜の局所的な破壊を妨げるため、硝酸溶液のような酸化性酸にも、硫酸やリン酸溶液のような還元性酸にも優れた耐性を有する。この合金はまた、多くの使用条件下で塩化物誘起応力腐食割れに対して信頼できる耐性を示す。

特に優れている点

  • 中温の硫酸系とリン酸系。

  • 応力腐食割れへの感受性を制限しなければならない水性塩化物環境。

  • 多くのステンレス鋼が急速に劣化する化学プラントの特定のプロセスストリームを含む、混合酸化性および還元性媒体。

既知の制限

  • 非常に攻撃的な塩化物沸騰条件(例えば、非常に高温で濃厚な沸騰塩化マグネシウム)でも、合金を侵す可能性があるため、実際のプロセス条件に基づいて選択し、腐食試験で検証する必要がある。

5.形状、寸法、一般的な電線製品の種類

これらの一般的なカテゴリーには、製造所や専門業者によるワイヤー製品が掲載されている:

  • 細いワイヤーとフィラメント 抵抗巻線、センサー、スプリング用

  • 丸線(冷間引抜) ファスナー、ピン、小さな金具に使用される。

  • 溶接フィラーワイヤおよびロッド 裸およびフラックス入りで、ガスタングステンアーク、ガスメタルアーク、シールドメタルアークプロセスに使用される。フィラーメタルの分類には、AWS ERNiFeCr-1およびUNS N08825と互換性のある関連AWS等級が含まれます。

  • コイルワイヤー 巻線、コイルばね、発熱体用。

  • コーティングまたはメッキ・ワイヤー 表面仕上げや追加の腐食保護が必要な場合。

一般的なワイヤーのサイズ範囲

  • 直径は一般的に0.1mm以下の細線から数mmの延伸棒や溶接線まである。特殊なファスナーに使われる太いワイヤーやロッドは、10mm以上になることもある。製品の入手可能性は、製造工場と仕上げ工程によって異なります。

6.製造、溶接、熱処理指導

冷間および熱間加工

  • 完全なオーステナイト組織であるため、延性に優れ、延伸、曲げ、コイル成形に適している。冷間引抜加工は、強度を高める一方で延性を低下させますが、必要に応じて適切な中間焼鈍を施すことで延性を回復させます。

溶接・溶加材ガイダンス

  • インコロイ825は、一般的な溶融法や抵抗法で容易に 溶接できる。類似または異種の合金と接合する場合は、適合する 溶加棒を使用する。ERNiFeCr-1や特定のAMS/ASTM フィラー仕様のような、AWSおよびAMS規格 に指定された溶接消耗材が一般的な選択肢である。通常、薄肉部では予熱は必要ない。溶接手 順は、資格のあるWPSに従い、正確な組立品に対 して検証されるべきである。

熱処理

  • 製品放出のための典型的なミル焼鈍は、均質なオーステナイト組織を保持し、炭化物の析出を避けるために、溶体化焼鈍の後に急速焼入れを行う。熱処理の窓と温度は、各製品の形状に応じ てサプライヤーから提供される。溶接後の熱処理は、腐食性能のために必要と されることはめったにないが、加工された構造物 の大きな残留応力を緩和するために使用され ることがある。

7.電線の規格、仕様、品質試験

ワイヤーとフィラーをカバーする共通仕様

  • ASM B424 / ASME SB424 - ニッケル合金の棒および線材を対象とする一般仕様書。

  • ASTM B425 - よくワイヤー/ロッド/フィラーを引き合いに出される。

  • AMS 5542 / AMS 5514 - 一部のワイヤー・フォームに適用される可能性のある航空宇宙用ミルとフィラーの仕様。

  • AWSの分類 ERNiFeCr-1などのフィラーメタル用。

フォーム・ファクター、熱処理、試験義務はこれらの規格によって異なるため、購入者がどの規格を要求しているかを必ず確認すること。

サプライヤーでの典型的な品質管理テスト

  • 分光分析または湿式化学による化学分析で合金限界を確認する。

  • 機械試験:代表的なサンプルの引張、伸び、硬度。

  • 必要な場合は非破壊検査:渦電流、大きな部分には超音波。

  • 表面状態チェックと寸法検査、トレーサブルなミルテスト証明書を各バッチに添付。

8.代表的な産業、用途、技術例

インコロイ825ワイヤーはこれらの分野で使用されています:

  • 化学プロセス装置酸性環境で使用される発熱体、熱電対サポート、タンク内部、ファスナー。

  • 石油・ガス産業腐食性の塩水やH2Sが存在する可能性のあるライザー、坑口、坑内ハードウェア、配管。

  • 公害防止:酸化と還元が混在する排ガス浄化におけるSCRと脱硫装置。

  • 海洋と海水淡水化耐局部腐食性と耐応力腐食割れ性が要求される海水にさらされる部品。

  • 核および放射性廃棄物の取り扱い多様な化学物質への曝露に耐える能力を持つプロセス機器と治具を選定。

エンジニアリングの例リン酸プラントの熱交換器内部スプリングでは、インコロイ825ワイヤーが信頼できる寿命を提供します。これは、銅とモリブデンが還元酸での腐食を制限し、ニッケルが塩化物応力腐食割れに抵抗するためです。設計の検証には、実際のプロセスの化学的性質と温度下での腐食クーポン試験を含める必要があります。

9.関連ニッケル合金との比較

合金 インコロイ825より優れている点 劣る点
インコネル625 高温強度が高く、塩化物を多く含む高温の場合、耐孔食性に優れる。 825は、CuとMoのバランスにより、硫酸/リン酸の暴露ではより良い場合がある。
アロイ800 825は耐水腐食性と耐塩化物SCC性が向上している。
ハステロイ C-276 C-276は、厳しい還元環境やよりアグレッシブな塩化物/孔食の状況では825を上回ることが多いが、825の方が経済的な場合もある。

代表的なプロセス条件下での腐食試験を強く推奨する。

10.購買、検査、トレーサビリティ・チェックリスト

インコロイ825ワイヤーを調達する際には、以下の最低限の書類と管理を要求する:

  • 化学分析とヒートナンバーを示すミルテストレポート。

  • 注文に必要な仕様書(ASTM/AMS/AWS)。

  • 引張と伸びの機械試験証明書。

  • 寸法公差と表面仕上げの要件。

  • 清浄度、汚染防止、腐食防止に関する包装および取扱いの認証。

  • 鋳造インゴット/ヒート番号および製造経路のトレーサビリティ。

  • バイヤーの要求があれば、ランダム・サンプルのPMI(ポジティブ・マテリアル・アイデンティフィケーション)レポート。

11.取り扱い、保管および安全上のポイント

  • ワイヤーは清潔なリールやラックに保管し、汚染や湿気から保護してください。湿気があるとガルバニック結合を起こす可能性のある異種金属との接触は避けてください。

  • 溶接ワイヤについては、表面の酸化や溶接巣の原因となる湿度の高い空気に長時間さらさないこと。

  • 取り扱い時の通常の個人用保護具:手袋、保護メガネ、標準的な作業場用PPE。材料に特別な危険性はないが、供給者の MSDS ガイダンスに従ってください。

12.ケースノートと工学的検証

新しいサービス環境にインコロイ825ワイヤーを配備する前に、以下を推奨する:

  • 予想される化学的性質と温度下での実験室での腐食スクリーニング。

  • 正確なワイヤ・バッチと意図されたプロセスを使用した溶接性試験。

  • 冷間加工が最終部品製造に使用される場合、伸線/硬化ワイヤーの機械的試験。

  • 引張応力と塩化物が一致した場合の応力腐食割れ評価。

13.よくある質問

  1. インコロイ825ワイヤーのUNS番号は?
    UNS N08825。

  2. インコロイ825ワイヤーとフィラーをカバーする規格は?
    ASTM B424/B425、ASME SB424、AMS 5542、およびERNiFeCr-1などのAWSフィラーの分類が一般的。購入者の仕様を確認してください。

  3. インコロイ825は特別な予熱なしで溶接できますか?
    薄肉部や典型的なワイヤーフォームでは、通常、特別な予熱は必要ない。しかし、重要な用途では、溶接手順の確認と溶接後のチェックが必要である。

  4. インコロイ825の塩化物応力腐食割れに対する耐性は?
    高いニッケル含有量はオーステナイトを安定化させ、SCCへの感受性を低下させる一方、モリブデンと銅は局部破壊に対する耐性を向上させる。

  5. インコロイ825は海水使用に適していますか?
    多くのステンレス鋼に比べ耐食性が向上しているが、温度、流量、塩化物濃度によって選定が異なる。

  6. 一般的に提供されているワイヤーの製品形態は?
    細径フィラメント、冷間延伸丸線、コイルワイヤー、溶接フィラー(ソリッドおよびフラックス入り)、メッキタイプが一般的。

  7. インコロイ825と適合するフィラーメタルの分類は?
    AWS ERNiFeCr-1およびAMS/ASTMの同等品 は、母合金に適合した溶接金属を析出させるた めの典型的な方法である。

  8. その合金は成形後に特別な熱処理が必要ですか?
    ほとんどのワイヤー用途では、ミルソリューションアニールとクエンチで十分である。

  9. インコロイ825に代わる経済的な製品はありますか?
    より腐食性の低い環境では、316Lや800合金が許容できる場合があります。非常に厳しい還元条件では、コストは異なりますが、ハステロイグレードが選択肢となります。腐食試験で確認してください。

  10. バイヤーは受領時にどのように品質を確認するべきか?
    工場試験報告書をチェックし、寸法検査、ランダムPMIまたはスペクトルチェックを実施し、機械試験データを確認する。重要な注文については、独立したラボによる検証を行う。

14.MWA Alloysの調達に関する留意事項

MWAlloysがインコロイ825ワイヤーを製品ラインまたは販売に選択する場合、販売文書に明確な仕様条項を含めること:UNS番号、必要なASTM/AMS/AWS規格、必要な製造試験証明書、表面および寸法公差の受け入れ基準、QA試験のための合意されたサンプリング計画。輸出貨物の場合、包装が汚染を防ぎ、トレーサビリティラベルを含むことを確認する。

15.まとめと最終デザインの注意事項

インコロイ825ワイヤーは、標準的なオーステナイト系ステンレス鋼と高級ニッケル超合金の中間に位置する信頼性の高い材料です。インコロイ825は、酸化性成分と還元性成分の混在、応力暴露を伴う塩化物、硫酸/リン酸の存在などのプロセス化学的条件下で特に強度を発揮します。選択は、代表的な使用条件下での実験室または現場 での腐食試験、および要求される規格に従った 組成、熱処理、機械的特性を証明する供給業者の 文書によって常に決定されなければならない。

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