インコロイ20は、工業用途において最も汎用 性の高いオーステナイト系ステンレス超合金の一つ であり、硫酸や塩化物応力腐食割れに対して卓越した 耐性を示します。このニッケル-鉄-クロム合金は、従来のステンレス鋼では十分な性能を発揮できない化学処理装置、医薬品製造、海洋用途に適した材料となっています。
インコロイ20とは？
インコロイ20は、硫酸をはじめとする腐食性の強い化学物質を含む環境用に特別に設計されたオーステナイト系ステンレス超合金です。1950年代に開発されたこの合金は、ニッケル、クロム、鉄を正確な割合で配合し、優れた耐食性を実現しています。
この合金のユニークな冶金学的構造は、還元性および酸化性の両環境において卓越した性能を発揮します。オーステナイト系マトリックスは広い温度範囲で安定性を保ち、極低温から1000°F（538°C）を超える高温までの用途に適しています。
主な特性は、優れた耐孔食性、耐隙間腐食性、耐粒界腐食性です。この合金は、腐食性媒体に長時間さらされた後でも機械的特性を維持し、重要な用途における長期信頼性を保証します。
インコロイ20の化学組成は？
インコロイ20の正確な化学組成は、その卓越した耐食性と機械的特性を決定します。これらの元素比率を理解することは、材料の選択と品質管理にとって極めて重要です。
| エレメント | 重量パーセント（%） | 機能 |
|---|---|---|
| ニッケル（Ni） | 32.0 - 38.0 | 一次オーステナイト安定剤と耐食性 |
| クロム（Cr） | 19.0 - 21.0 | 耐酸化性および耐一般腐食性 |
| 鉄（Fe） | バランス | ベース・エレメントと構造的完全性 |
| モリブデン (Mo) | 2.0 - 3.0 | 耐孔食性および耐隙間腐食性 |
| 銅（Cu） | 3.0 - 4.0 | 耐硫酸腐食性 |
| ニオブ | 8 x C% 分 | 粒界腐食防止 |
| カーボン（C） | 最大0.07 | 筋力強化（コントロール） |
| マンガン (Mn) | 最大2.0 | 脱酸素剤と硫黄のコントロール |
| ケイ素 (Si) | 最大1.0 | 脱酸素剤と高温酸化 |
| リン (P) | 最大0.045 | 不純物（コントロール） |
| 硫黄 (S) | 最大0.035 | 不純物（コントロール） |
インコロイ20の機械的特性は？
インコロイ20の機械的特性は、要求の厳しい構造用 途や圧力容器用途に適していることを示しています。これらの特性は、様々な製品形状や熱処理条件においても一貫しています。
| プロパティ | 価値 | 試験方法 |
|---|---|---|
| 引張強度 | 最低 75 ksi (517 MPa) | ASTM A240 |
| 降伏強さ（0.2%オフセット） | 最低 30 ksi (207 MPa) | ASTM A240 |
| 伸び | 最小35% | ASTM A240 |
| 硬度 | 最大217HB | ブリネル |
| 密度 | 0.296 lb/in³ (8.19 g/cm³) | 計算済み |
| 融点 | 2550-2600°F (1399-1427°C) | 示差熱分析 |
| 熱膨張 | 8.2 x 10-⁶ in/in/°F (14.8 x 10-⁶ m/m/°C) | 68-212°F (20-100°C) |
| 熱伝導率 | 7.5BTU/時/フィート/°F（13.0W/m/K） | 212°F（100°C）の場合 |
| 電気抵抗率 | 39.4マイクローム・イン（100.1マイクローム・cm） | 21°C（70°F）の場合 |
インコロイ20の規格は？
インコロイ20は多くの国際規格に適合しており、世界市場 で一貫した品質と性能を保証しています。これらの規格は、化学成分、機械的特性、製造要件を規定しています。
| 仕様 | 指定 | スコープ |
|---|---|---|
| ASTM B729 | N08020 | シームレス管・溶接管 |
| ASTM B463 | N08020 | 鍛造継手 |
| ASTM B472 | N08020 | 鍛造または圧延棒鋼、ビレット、リング |
| ASTM B464 | N08020 | プレート、シート、ストリップ |
| ASTM A240 | タイプ20Cb-3 | クロムおよびクロム-ニッケルステンレス鋼板 |
| ASME SB-729 | N08020 | ボイラーおよび圧力容器コード |
| EN 10028-7 | 1.4660 | 欧州圧力容器鋼 |
| DIN 17458 | X1NiCrMoCu31-27-4 | ドイツ・ステンレス規格 |
| JIS G4303 | SUS 890L | 日本ステンレス規格 |
| GB/T 1220 | 00Cr20Ni32Mo3Cu2Nb | 中国ステンレス規格 |
インコロイ20とは何の略か？
インコロイ20 "という呼称は、合金ファミリーとその特定の特性の両方を示す体系的な命名規則に従っています。インコロイ」という用語は、スペシャル・メタル・コーポレーションの商標であるニッケル-鉄-クロム合金のファミリーを表しています。
20 "という数字は、歴史的に合金のおおよそのクロム含有量20%を指していた。しかし、この呼称はクロム含有率との直接的な相関関係ではなく、特定の合金組成を表すように発展してきた。
別の呼称として、N08020（UNS呼称）、20Cb-3（ASTM呼称）、カーペンター20Cb-3などがある。これらの様々な名称は、同じ基本合金組成を指しながら、異なる標準化団体や製造業者を反映している。
Cb "はコロンビウム（ニオブ）の添加を示し、炭素をクロム炭化物ではなくニオブ炭化物として安定化させることで粒界腐食を防ぐ。
インコロイ20の同等品とは？
同等グレードを理解することは、特定のブランドが入手できない場合や、異なるサプライヤーや地域の仕様を比較する場合に、エンジニアが適切な材料を選択するのに役立ちます。
国際的に同等な化学組成と性能特性は維持されているが、わずかな差異が存在する場合もある。これらの違いは、ほとんどの用途では許容範囲内に収まるが、重要な使用条件では慎重な検討が必要である。
主な同等鋼種には、カーペンター 20Cb-3、サンドビック 1RK65、ヘインズ 20がある。欧州の同等材種には、EN 1.4660およびEU加盟国のさまざまな国家規格がある。
アジアの同等規格には、日本のJIS SUS 890Lや中国のGB 00Cr20Ni32Mo3Cu2Nbがある。これらの規格は、国際的な互換性を維持しながら、現地の製造方法を取り入れています。
インコロイ20、800、925の違いは？
これら3つのインコロイグレードは、そのユニークな 組成と特性に基づき、異なる産業用途に使用され ています。これらの違いを理解することで、特定の使用条件に対する適切な材料選択が可能になります。
| プロパティ | アロイ20 | インコロイ800 | インコロイ合金925 |
|---|---|---|---|
| 主な用途 | 化学処理 | 高温酸化 | 石油・ガスのダウンホール |
| ニッケル含有量 | 32-38% | 30-35% | 42-46% |
| クロム含有量 | 19-21% | 19-23% | 19.5-23.5% |
| 鉄分 | バランス | 39.5%分 | 22%分 |
| モリブデン含有量 | 2-3% | - | 2.5-3.5% |
| 銅含有量 | 3-4% | 最大0.75% | 1.5-3.0% |
| 温度限界 | 1000°F (538°C) | 1500°F (816°C) | 1200°F (649°C) |
| 耐食性 | 酸に優れている | 良好な耐酸化性 | H₂S/CO₂に優れる |
| ストレングス・レベル | 中程度 | 中程度 | 高い（時効硬化性） |
| コスト・レベル | 中程度 | より低い | より高い |
インコロイ20は何に使われるのか？
インコロイ20は、優れた耐食性と良好な機械的特性を併せ持つ材料として、幅広い産業分野で使用されています。インコロイ20は汎用性が高いため、構造用とプロセス機器用の両方に適しています。
化学処理は最大の用途分野であり、この合金は200°F (93°C)に達する温度で40%までの硫酸濃度を扱う。医薬品製造は、この合金を反応容器、貯蔵タンク、医薬品有効成分を処理する配管システムに利用しています。
食品加工機器は、有機酸や洗浄液に対する合金の耐性の恩恵を受けています。海洋環境における熱交換器は、その耐塩化物応力腐食割れ性により、信頼性の高い長期性能を得ることができます。
排煙脱硫装置、スクラバー、煙突ライナーなどの公害防止装置は、亜硫酸化合物や塩化物に対するAlloy 20の耐性を利用しています。発電施設では、復水管や蒸気発生器部品に使用されている。
石油化学の用途には、サワー原油や硫黄化合物を 含む精製品を扱うプロセス容器、配管、計装機器 が含まれる。鉱業では、硫化鉱や湿式冶金溶液を処理する機器にアロイ20が使用されています。
インコロイ20の分類は？
材料分類システムは、合金を組成、構造、特性に基づいて整理し、仕様や選択プロセスを容易にします。インコロイ20は、世界的に使用されている複数の分類体系に適合します。
| 分類システム | カテゴリー | 指定 |
|---|---|---|
| UNS（統一番号システム） | ニッケルおよびニッケル合金 | N08020 |
| ASTM構造 | オーステナイト系ステンレス鋼 | 300シリーズ相当 |
| 冶金的構造 | オーステナイト系 | 面心立方 |
| 耐食性 | 高い耐食性 | 優れた耐酸性 |
| 温度サービス | 適度な温度 | 最高1000°F (538°C) |
| 磁気特性 | 非磁性 | パラマグネティック |
| 作業硬化率 | 中程度 | 仕事が急激にハードになる |
| 溶接性 | 容易に溶接可能 | 適切な手続きが必要 |
| 加工性 | 中程度 | 適切な工具が必要 |
| 加工性 | グッド | 標準的な成形方法 |
インコロイグレードとは？
インコロイファミリーには数多くのグレードがあり、各グレードは特定の用途や使用環境に合わせて調整されています。インコロイファミリーを理解することで、エンジニアは用途に最適な材料を選択することができます。
| グレード | UNS番号 | 主な用途 | 主な特徴 |
|---|---|---|---|
| インコロイ20 | N08020 | 化学処理 | 耐硫酸性 |
| インコロイ25-6Mo | N08926 | 海水用途 | スーパーオーステナイト |
| インコロイ800 | N08800 | 高温酸化 | 耐熱性 |
| インコロイ800H | N08810 | 温度上昇 | ハイカーボン・バージョン |
| インコロイ800HT | N08811 | 高温強度 | チタンとアルミニウムの追加 |
| インコロイ825 | N08825 | 化学処理 | モリブデンと銅の添加 |
| インコロイ925 | N09925 | 石油・ガスのダウンホール | 時効硬化性 |
| インコロイ945 | N09945 | エクストリーム・サワー・サービス | 高い強度と耐食性 |
| インコロイG-3 | N06985 | 厳しい化学環境 | 耐リン酸性 |
| インコロイ27-7Mo | - | マリンアプリケーション | スーパーデュプレックス代替品 |
インコロイ合金20の世界市場価格 2025年
インコロイ20の世界市場価格は、原料コスト、需給関係、地域別の製造能力によって変動する。現在の価格は、ニッケルとモリブデンの市況変動を反映している。
| 地域 | 価格帯（米ドル/kg） | 市場環境 | 供給状況 |
|---|---|---|---|
| 北米 | $28.50 - $32.75 | 安定した需要 | 良好な稼働率 |
| ヨーロッパ | $30.20 - $34.90 | 緩やかな成長 | 限定供給 |
| アジア太平洋 | $26.80 - $30.45 | 高い需要 | 生産量の増加 |
| 中国 | $25.60 - $29.30 | 旺盛な内需 | 現地生産 |
| インド | $27.40 - $31.85 | 成長市場 | 輸入依存 |
| 中東 | $29.75 - $33.50 | 石油部門主導 | 輸入市場 |
| ラテンアメリカ | $28.90 - $32.15 | 鉱業セクターの需要 | 混合供給 |
| アフリカ | $31.20 - $35.80 | 限られた市場 | 輸入依存 |
*価格は目安であり、数量、仕様、市況により変更される場合があります。
インコロイ20の利点
インコロイ20は、従来のステンレス鋼では不十 分であった腐食性の厳しい環境において、多くの利点を持 っています。
優れた耐硫酸性により、この合金は標準的なオーステナイト系ステンレス鋼とは一線を画しています。銅の添加により、還元性酸に卓越した性能を発揮する一方、バランスの取れたニッケル-クロムマトリックスにより、酸化性環境にも適合します。
優れた加工性は、材料特性を損なうことなく複雑な成形加工を可能にする。この合金は、適切な手順に従えば、従来の機械加工、溶接、成形技術によく対応します。
優れた耐塩化物応力腐食割れ性により、海洋および沿岸用途に理想的です。この合金は、他の材料では早期破壊を引き起こすような高塩化物環境下でも、構造的完全性を維持します。
温度安定性により、広い使用範囲で安定した性能を発揮します。極低温から高温まで、この合金はオーステナイト組織と耐食性を維持します。
長期信頼性により、メンテナンスコストと計画外のダウンタイムを削減します。様々な腐食メカニズムに対する合金の耐性は、重要な用途での長寿命を保証します。
厳しい用途での実績が、新規設置の信頼性を高めます。化学処理、製薬、海洋産業での数十年にわたる実績が、その信頼性を証明しています。
ナイジェリア調達ケーススタディ
ナイジェリアの大手石油化学コンプレックスは、新しい硫酸アルキル化装置用に耐腐食性の配管を必要としていた。このプロジェクトでは、98%濃硫酸を最高82°C（180°F）の温度で取り扱うために、2,500メートルの様々な直径のパイプと450の継手が指定されました。
当初の仕様では従来の316Lステンレス鋼が採用されていたが、事前の腐食試験で性能が不十分であることが判明した。コンサルティング・エンジニアは、実績のある耐硫酸性と温度安定性に基づいてインコロイ20を推奨した。
MWalloys社は、直径2インチから12インチのシームレスパイプ、鍛造継手、溶接消耗品を含む配管パッケージ一式を供給した。すべての材料はASTM B729の仕様に適合し、材料試験証明書と第三者による検証を受けました。
設置は、インコロイ20の溶接手順の訓練を受けた現地の請負業者によってスムーズに進められた。現地での材料入手や技術サポートに関する当初の懸念にもかかわらず、プロジェクトは予定通りに完了した。
18ヶ月の運転後、検査の結果、測定可能な腐食や劣化は見られなかった。プラントは、従来のステンレス鋼を使用した以前の設備と比較して、信頼性が大幅に向上したと報告した。
コスト分析の結果、初期の材料費が高くつくにもかかわらず、インコロイ20の設置は、メンテナンスの軽減、耐用年数の延長、運転信頼性の向上を通じて、優れた価値を提供することが明らかになった。このプロジェクトの成功により、複合施設内の追加ユニットにもインコロイ20が採用されることになった。
よくある質問 (FAQ)
1.インコロイ20は標準的な手順で溶接できますか？
インコロイ20は、最適な特性を維持するために特 定の溶接方法を必要とする。標準的なオーステナイト系ステンレ ス鋼の溶接方法が、この合金の成分組成に合わ せて適用される。予熱は通常不要だが、パス間温度は177℃ (350°F) を超えてはならない。ERNiCrMo-3 (AWS A5.14)またはENiCrMo-3 (AWS A5.11)などの低炭素溶接材料を使用する。溶接後の熱処理は、厚い部分や応力除去の 必要がある場合を除き、一般に必要ない。
2.インコロイ20の最高使用温度は？
推奨される最高連続使用温度は、ほとんどの環境で 538°C (1000°F) である。この温度以上では炭化物の析出が起こり、耐食性が低下する可能性がある。短期間の使用であれば、最高温度1200°F (649°C)まで耐えることができる。酸化性の高い環境では、酸化速度が加速されるため、温度限界は低くなる可能性がある。
3.インコロイ20と316Lステンレス鋼のコストと性能の比較は？
インコロイ20は、316Lステンレス鋼の約2-3倍 の価格であるが、特に硫酸や塩化物環境において は著しく優れた耐食性を発揮する。高いイニシャルコストは、耐用年数の延長、 メンテナンスの軽減、信頼性の向上により正当化 されることが多い。ライフサイクルコスト分析では、通常、アグレッシブ な使用条件ではインコロイ20が有利である。
4.インコロイ20は食品加工に適していますか？
インコロイ20は、食品と接触する用途にお けるFDAの要求事項に適合しており、食品 加工で一般的に使用される有機酸、洗浄液、消毒 剤に対して優れた耐性を示します。非磁性で滑らかな表面仕上げのため、高い衛生基準が要求される用途に適しています。しかし、コスト面を考慮すると、標準的なステンレ ス鋼では不十分な重要な用途に限定される場合があ る。
5.インコロイ20を購入する際、どのような品質認証を期待すればよいですか？
信頼できるサプライヤーは、化学成分、機械的特性、熱処理の詳細を示す材料試験証明書（MTC）を提供しています。ASTM、ASME、またはEN規格に準拠した証明書を探してください。公認の試験所による第三者検査証明書は信頼性を高めます。重要な用途の場合は、粒界腐食試験（ASTM A262）や特定の媒体での腐食試験などの追加試験を要求する。
6.インコロイ20は納入後、冷間加工や成形は可能ですか？
インコロイ20は冷間加工で急速に硬化するが、適切 な技術を用いれば通常の方法で成形が可能である。厳しい成形加工には、頻繁な焼鈍を伴う漸増成形が必要な場合がある。この合金は中程度の冷間加工後でも良好な延性を維持する。複雑な成形加工には、1800～2100°F (982～1149°C)の温度での熱間加工を検討する。
7.インコロイ20は、品質保持のためにどのように保管・取扱 うべきですか？
インコロイ20は、汚染から保護された清潔で乾燥した状 態で保管すること。表面汚染の原因となる炭素鋼やその他の材料との接触は 避けること。ステンレス製またはプラスチック製の支持具や取扱器具を使用する。長期保管の場合は、保護コートや管理され た雰囲気での包装を検討すること。他の合金との混合を防ぐため、保管中および取り扱い中は適切な識別を維持してください。
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