ニモニックアロイ105は析出強化型のニッケル・コバルト・クロム超合金であり、高温強度と耐クリープ性をおおよそ以下の温度まで維持できるように設計されています。 950°C (≈1740°F)長期的な寸法安定性と耐酸化性が不可欠なタービンブレード、ディスク、熱間断面鍛造品、高温ファスナーなどに広く使用されている。
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家族だ: ニッケル基、析出強化超合金(ニッケル-コバルト-クロム基)。
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ヴェルクシュトッフ / W. Nr: 2.4634(ニモニック105と表記されることが多い)。
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サービス温度: までの持続使用に耐えるように設計されている。 ≈950°Cこの範囲では耐クリープ性に優れている。
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代表的な用途 タービンブレードとディスク、高温ファスナー、熱間断面鍛造品、リング、ガスタービンや産業用高温機器の重要部品。
ニモニック105とは?
ニモニック105は、20世紀半ばに耐熱合金のニモニックファミリーの一部として開発されたニッケル-コバルト-クロム超合金の展伸材である。ニッケルリッチなマトリックスに、耐食性と耐酸化性のために制御された量のコバルトとクロムを配合し、モリブデン、アルミニウム、チタンは固溶強化と析出強化(後者は時効処理後)の両方をもたらす。微細構造と化学的性質は、航空エンジンや産業用ガスタービンの高温部で遭遇する温度で、高い引張強度とクリープ強度が得られるように選択された。これらの特性により、高温で何千時間も強度を保持し、変形に抵抗しなければならない部品の主力製品となっている。
化学組成
以下は、メーカーの技術データから作成した簡潔な表です(仕様に使用される典型的な組成範囲)。炭素、Al、Tiのわずかな変化は、析出挙動に測定可能な影響を及ぼします。
エレメント | 代表値/規格範囲(wt.%) |
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カーボン(C) | ≤ 0.17 |
ケイ素 (Si) | ≤ 1.00 |
マンガン (Mn) | ≤ 1.00 |
クロム(Cr) | 14.0 - 15.7 |
チタン(Ti) | 0.9 - 1.5 |
アルミニウム(Al) | 4.5 - 4.9 |
コバルト | 18.0 - 22.0 |
モリブデン (Mo) | 4.5 - 5.5 |
ニッケル(Ni) | バランス (~54%典型) |
硫黄 (S) | ≤ 0.010 |
ホウ素(B) | 0.003 - 0.010 |
ジルコニウム(Zr) | ≤ 0.15 |
銅(Cu) | ≤ 0.20 |
(出典NIMONIC® 合金 105 の特殊金属技術情報。)
注: サプライヤーと国家規格では、上限値/下限値が若干異なる場合があります。図面では、必ず参照する規格を引用してください(例:BS HR3 / W. Nr. 2.4634)。
主な物理的・機械的特性
次の表は、一般的に引用される物理的および機械的数値をまとめたものである。数値は、熱処理、製品形状(棒材、押出材、鍛造材)、試験温度に大きく依存します。
プロパティ | 代表値/範囲 |
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密度 | 8.01 g/cm³ |
融点(約) | ~1325-1330°C (報告値 ~1327°C) |
常温引張強さ(析出硬化型) | ~1,050~1,200MPa以上 (コンディションにより異なる) |
0.2% RTでの証明(収率 | ~700 - 850 MPa 治療による |
伸び(析出硬化型) | ~10 - 25% (製品テンパによる) |
硬度(典型的な熱処理) | ~320 - 385 HV (メーカー資料による) |
クリープ/ラプチャー能力 | 550~950℃での長寿命設計。メーカーのデータでは、高温で100~10,000時間以上のクリープ破断寿命曲線を示す(技術資料参照)。 |
電気抵抗率 | ~131 μΩ・cm @ 20°C(メーカー測定値) |
エンジニアリング・ノート 超合金の場合、単一の数値は誤解を招きかね ない。使用する熱処理と製品形状に合った特性 表をサプライヤーから入手すること。Special Metals社は、詳細な引張曲線、クリープ 曲線、疲労曲線を公表しており、エンジニア は部品の寸法を決定する際にこれを頼りに している。
規格と同等品
ニモニック105は様々な国家/業界システムで参照されている。一般的な呼称と相互参照は以下の通り:
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ヴェルクシュトッフ / Wr.: 2.4634.
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イギリス / ヨーロッパ:BS HR3(および関連する人事呼称)。
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その他のリスト:AFNOR NCKD 20ATv; 一般に航空宇宙用合金リストには「Alloy 105 / Nimonic 105」と表示されている。
同等: 組成や熱処理の考え方は様々であるため、完全な一対一の代替材は存在しませんが、多くの調達状況において、ニモニック105はDINに相当します。 2.4634 また、航空機器や工業用カタログで使用されている古い合金の命名法とも異なる。商品名だけに頼るのではなく、必要な組成と機械的仕様を常に確認すること。
ニモニック105の用途は?
その強度、耐クリープ性、耐酸化性から、代表的な用途には以下のようなものがある:
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航空宇宙産業用ガスタービン部品: 高温部で作動するブレード、ベーン、ディスク、リング、燃焼器部品。
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高温用ファスナーとボルト: 高温下での長期予圧保持が必要な場合。
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熱間加工用金型および鍛造用金型 耐熱性と寸法安定性が要求される。
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特殊スプリングと保持部品 繰り返し加熱され、高い応力がかかるような環境では。
エンジニアがこの合金を選ぶ理由:この合金は、次のような特徴を兼ね備えている。 老化硬化性マトリックス (Al+Ti析出物)と固溶強化(Mo、Co)により、単結晶や方向性凝固超合金のような鋳造のみの制約を受けることなく、高い引張性能とクリープ性能を発揮する。このため、ニモニック105は、機械加工や熱処理を厳しい公差で行う必要がある鍛造部品や鍛造品にとって魅力的な材料となっている。
熱処理、加工、接合
熱処理(メーカー推奨): 特殊金属の会報では、部品のタイプに合わせて、頻繁に使用される2つの規制が示されている:
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処理A(最適な長期クリープ強度): 4時間/1150℃空冷+16時間/1050~1065℃空冷+16時間/850℃空冷。
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処理B(長期クリープがそれほど重要でない場合に、より高い引張強度とRT特性を改善する:) 4 h / 1125°C AC + 16 h / 850°C AC。
タービンブレード/ディスクには(A)の処理を、(B)はクリープ寿命を重視しない場合に使用する。
ホットな仕事だ: 推奨範囲~1050~1200℃;激しい変形が行われる場合は、段間アニールは~1150℃。
機械加工: 可能であれば、完全な熱処理を施した状態で機械加工を行う。硬度により、超硬工具(超硬チップ)、低送り/高剛性工具を使用する。
溶接: 溶融溶接(TIG/MIG)は、溶接部およびHAZの微小亀裂のために問題がある。電子ビーム溶接およびフラッシュ・バット溶接は、生産で成功裏に使用されているが、適格性試験は必須である。真空/乾燥水素/不活性雰囲気での高温ろう付けは、温度が溶体化処理以下にとどまる場合には一般的な接合方法である。
実用的なヒント: 注文書には、許容される熱処理、必要な溶接後熱処 理(ある場合)、NDT認定を明記すること。
サイズ、形状、重量
ニモニック105は、特殊工場やサービスセンターで多くの製品形態で生産されています。代表的な市販品としては、棒鋼、ビレット、押出成形品、薄板/厚板、チューブ、鍛造品などがあります。
代表的なサイズと重量
フォーム | 代表的なサイズ(例) | 備考/重量計算 |
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丸棒 | Ø 5.5 mm ~ Ø 500 mm(熱間圧延、鍛造) | 重量 = π-(d²/4)-L-ρ; ρ≈ 8.01 g/cm³ |
ビレット/鍛造用ストック | 50~600mm角/長さ可変 | リング/鍛造用 |
プレート/シート | 厚さ1.5mm~250mm、幅2500mmまで | 熱間圧延または冷間圧延 |
チューブ/パイプ | カスタムØと壁 - 長さに合わせてカット | 特殊な高温配管や計装管に使用される。 |
鍛造リング | 図面通りのカスタム外径/ID/高さ | ガスタービン用リングとフランジに使用 |
体重の例 長さ1000 mmのØ50 mm丸棒の重さ≈π-(0.05²/4)-1 m -8.01 g/cm³ → ≈15.7 kg(技術者は形状から正確な質量を計算する必要があります。)(変換には密度8.01 g/cm³を使用)。
グローバル2025価格比較
マーケット・ノート 特殊ニッケル超合金の価格は、形状(棒材、板材、ファスナ ー完成品)、数量、製造リードタイム、原材料サー チャージによって大きく異なる。以下の範囲は、現在のサプライヤー価格表や市 場価格(FOBまたは1kg当たりのサプライヤー価格) から収集したおおよその市場指標です。予算編成のためにのみ使用してください - 調達のためには正式な見積もりを入手してください。
地域 | 典型的な2025年の指標範囲(kgあたり米ドル) | ソース例 |
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中国(FOB/国内生産者) | ~$15 - $45 / kg 標準的な少量ロットのシート/プレートおよびバー用。 | サプライヤーリストと工場FOB価格のページ |
アメリカ / 北米(代理店・小ロット) | ~$80 - $260 / kg 商品の形態や少量の小売価格によって異なる(少量のサンプル販売では、1個あたりの価格が高くなる場合もある)。 | 代理店カタログとオンラインリストの例 |
ヨーロッパ | ~$80 - $180 / kg (シート、バー;航空宇宙規格の材料は高い方に位置する傾向がある)。 | 欧州代理店データと合金サーチャージ指数 |
情報源と注意事項 価格は、ニッケル/コバルト市場、形状、必要な認証、注文量によって変動します。ニッケル/コバルトの市場、形状、必要な認証、注文量によって価格は変動します。精密な予算を立てるには、完全な仕様(BS HR3 / W.Nr. 2.4634)と熱処理を参照する製造所の見積もりを要求してください。
供給、リードタイム、MWalloysからニモニック105を購入する理由
MWalloys - 私たちについて(短い): MWalloys社は、産業および航空宇宙分野向けの高温ニッケル基材に特化した特殊金属サプライヤーおよび加工業者です。工場との関係を維持し、一般的なニモニック鋼種を在庫し、鍛造リング、棒材、板材、長さ切断品を供給しています。
MWalloysはニモニック105を提供しています:
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100% 工場価格 多くの標準的なフォームで(工場から直接購入し、節約分を顧客に還元している)。
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迅速な在庫配送 代表的な棒材、板材、薄板のサイズに対応し、在庫により多くの注文に短納期で対応できます。
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証明書とトレーサビリティ: 材料試験報告書(MTR)、ヒートナンバートレーサビリティ、および各出荷に添付される試験記録。
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製造支援: ご要望に応じて、機械加工、鍛造パートナー、および認定済みの熱処理を行います。
正式なお見積もりが必要な場合は、必要な規格(例:BS HR3 / W. Nr. 2.4634)、製品形状、寸法、熱処理/焼戻し条件、数量、納品先をご記入ください。
実用的な購入のヒント: クリティカルな回転部品や安全部品については、認定された工場または施設のトレーサビリティと、必要な第三者試験(PMI/ケミカルチェック、NDTなど)を発注書に記載すること。
調達におけるニモニック105の指定方法
技術的な購入文書を作成する際には、以下を含めること:
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正確な合金呼称 (例えば、ニモニック合金105、W.Nr.2.4634、BS HR3)。
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必要な材料フォーム (棒材、板材、押出材、鍛造ブランク)。
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化学組成の許容差または基準スペック。 (BS/ENバージョンまたは特殊金属データシートを引用)。
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熱処理 (メーカーが推奨するレジームまたは合意された代替レジームのいずれかを指定する)。
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機械的性質の受け入れ基準 (引張、降伏、常温および必要に応じて高温での伸び)。
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非破壊検査と検収 (必要な場合、例えば鍛造品に対する超音波、PMI)。
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ドキュメンテーション (EN 10204 3.1/3.2または同等のMTR)。
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特殊工程 (溶接/ろう付けの指示、機械加工の許容範囲、溶接後の熱処理)。
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数量と納期 - サプライヤーの確認とリードタイムに縛られる。
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商業条件 - FOB/CIF、インコタームズ、支払い、保証。
よくあるご質問
1.ニモニック105はインコネル625や718と同じですか?
ニモニック105はニモニックファミリー(Al/Ti析出強化のニッケル-コバルト-クロム)に属する。インコネル625と718は異なるニッケル基合金で、合金バランスも性能範囲も異なる。
2.連続運転可能な温度は?
まで持続的に使用できるように設計されています。 ≈950°C部品の寿命は、応力、環境、熱処理によって異なる。部品の寸法を決めるには、メーカーのクリープ-破裂曲線を使用する。
3.標準的な熱処理とは?
2つの一般的なレジメンが公表されている:クリープ寿命のための長寿命サイクル(4 h @ 1150°C AC → 16 h @ 1050-1065°C AC → 16 h @ 850°C AC)と、クリープ寿命がそれほど重要でない高RT強度のための短時間溶液+時効(4 h @ 1125°C AC → 16 h @ 850°C AC)。どちらかご指定ください。
4.ニモニック105は溶接できますか?
溶融溶接は困難であり、微小亀裂を生じる可能性がある。電子ビーム溶接とフラッシュ・バットが成功を収めている。管理された雰囲気でのろう付けが一般的である。溶接は、特定の部品とアセンブリに対 して適格でなければならない。
5.ニモニック105は特殊な工具が必要ですか?
はい - 熱処理後の硬度が高いため、超硬工具と慎重な工程設計(剛性、保守的な送り)を推奨します。可能であれば、最終熱処理状態で加工する。
6.製造所から入手可能な一般的なフォームにはどのようなものがありますか?
丸棒、押出成形品、板、管、鍛造ブランク、リング鍛造品。在庫状況は、工場および最小発注量によって異なります。
7.炭素含有量は特性にどのような影響を与えるか?
ニモニッ ク105の炭素上限は比較的高い(0.17wt% max)。炭素は炭化物の形成、ひいてはクリープと加工性に影響する。最近の研究では、クリープと微細構造の安定性に対する炭素の影響が検討されている。
8.耐食性はあるか?
CrとAlによる良好な高温耐酸化性を持つが、侵食性の強い水系化学薬品に対する一般的な耐食合金ではない。
9.どのような書類が必要ですか?
ミルMTR(化学的・機械的)、熱処理記録、必要なNDTレポート。航空宇宙またはセーフティ・クリティカルな用途では、より高度な認証とトレーサビリティ(3.1/3.2または類似)が一般的です。
10.信頼できる価格とリードタイムを得るには?
正確な仕様(W.Nr./BSまたはAMS)、形状、 寸法、数量、希望する処理をサプライヤーに提 供する。MWalloys社では、一般的なサイズについては、より迅速な発送ができるよう、在庫を持つことも可能です。