ナイトロニック50丸棒

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商品説明

ナイトロニック50丸棒 (XM-19、UNS S20910)は、耐食性と機械的強度の優れた組み合わせを提供するプレミアム窒素強化オーステナイト系ステンレス鋼です。降伏強度はほぼ ダブル 従来の 316/316L ステンレス鋼は、過酷な環境に直面するエンジニアに最適な選択肢です。 海底、石油化学、航空宇宙 セクター.

ナイトロニック50丸棒 (UNS S20910、XM-19とも呼ばれる) は、現在入手可能なオーステナイト系ステンレス鋼の中で最も高性能な鋼の一つであり、焼鈍状態で標準316Lステンレス鋼の約2倍である379MPa (55,000psi) の最低降伏強度と、ほとんどの環境で317Lと同等以上の耐食性を兼ね備えています。MWalloys社は、海洋、石油・ガス、化学処理、生物医学、構造工学分野のエンジニアリングチーム、調達専門家、加工工場にナイトロニック50丸棒を製造・供給しています。海水への暴露、高い機械的負荷、極低温サービス、または高価なニッケル超合金に頼ることなく強度と耐食性の両方を同時に満足させなければならない環境などの用途では、ニトロニック50丸棒はエンジニアリング上の矛盾を解決する材料です。.

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ナイトロニック50鋼とは何か、UNS S20910とXM-19は何を意味するのか?

ナイトロニック50は、アームコ・スチール・コーポレーショ ン (現AKスチール)が1970年代初頭に独自の商品名 「ナイトロニック」で開発した窒素強化オーステナイト系 ステンレス鋼である。50」という呼称は、合金含有量と性能特性の点で、ナイトロニック40とナイトロニック60の中間に位置するナイトロニック・ファミリー内での位置づけを意味する。ナイトロニック 50」が最も広く認識されている商品名である一方、この合金は、異なる規格団体や調達システムで使用される複数の公式呼称を有している:

  • UNS S20910:SAE/ASTM が割り当てる統一番号システムの識別子。.
  • XM-19:ASTM A276やASTM A479などの規格で使用されるASTM特別呼称。.
  • 22Cr-13Ni-5Mn:技術文献で時々使われる作曲の省略形。.
  • EN 1.3816:EN規格に基づく欧州材料番号(あまり参照されない)。.

発注書、工場証明書、品質記録は一貫した識別子を参照する必要があるため、お客様の調達システムでどの呼称が適用されるかを理解することは重要です。MWalloys社では、UNS S20910、XM-19、ASTM規格の全ての規格に対応した試験報告書を発行しております。.

この合金はオーステナイト系ステンレ ス鋼に属し、室温でのミクロ組織は面心立方 (FCC)オーステナイトからなる。しかし、オーステナイト安定化を主にニッケル に頼る従来の300系オーステナイト系ステンレス 鋼とは異なり、Nitronic 50は、耐食性の骨格となるクロ ム・ニッケル基を維持しながら、マンガンと並ぶ主 なオーステナイト安定剤として窒素を使用してい る。この置換により、オーステナイト構造の耐食性や非磁性を犠牲にすることなく、飛躍的に向上した強度が実現されている。.

ナイトロニック50丸棒
ナイトロニック50丸棒

ナイトロニック・ファミリーナイトロニック50の位置は?

ナイトロニック・シリーズには複数のグレードがあり、それぞれ異なる特性の優先順位に最適化されています。ナイトロニック 50 は、強度と耐食性が同時に最大化され、構造用途や海洋用途で最も頻繁に指定されるグレードとなっています。.

グレード 国連 主戦力 主な特徴
ニトロニック32 S24100 中程度 低ニッケル、コスト重視
ニトロニック33 S24000 中程度 高Mn、非磁性
ナイトロニック40 S21900 グッド ナイトロニック50より高いMn
ナイトロニック50 S20910 素晴らしい 最高の強度と腐食のバランス
ナイトロニック60 S21800 グッド 卓越した耐摩耗性/耐ギャリング性

ナイトロニック50の化学成分と仕様要件

ナイトロニック 50 (UNS S20910) の化学組成は、ASTM A276、ASTM A479、ASTM A582 などの規格で規定されています。組成は、慎重に設計された元素のバランスを表し、それぞれが合金の性能プロファイルに特定の機能を提供します。.

ナイトロニック 50 化学成分 (UNS S20910 / XM-19)

エレメント 最小(%) 最大(%)
クロム(Cr) 20.50 23.50
ニッケル(Ni) 11.50 13.50
マンガン (Mn) 4.00 6.00
窒素(N) 0.20 0.40
モリブデン (Mo) 1.50 3.00
ケイ素 (Si) - 1.00
コロンビウム(Nb)/バナジウム(V) 0.10(各分) 0.30(各最大)
カーボン(C) - 0.06
リン (P) - 0.040
硫黄 (S) - 0.030
鉄(Fe) バランス バランス

各要素の機能

クロム (20.50-23.50%):耐食性の基礎。20.5-23.5%のNitronic 50は、316L (16-18%)や317L (18-20%)よりも大幅に多くのクロムを含有しており、より強固な不動態酸化皮膜を形成し、孔食と隙間腐食の両方に対する耐性を向上させます。クロムは高温での耐酸化性にも寄与する。.

窒素 (0.20-0.40%):Nitronic 50 を従来のオーステナイト系ステンレス鋼と区別する決定的な要素。固溶体中の窒素は、炭素が鋼を強化するのと同じメカニズムである固溶体間硬化を通じてオーステナイトを強化するが、鋭敏化のリスクはない。窒素が0.10%増加するごとに、降伏強度は約10,000psi (69 MPa)上昇します。また、窒素はオーステナイト相を安定させ、冷間加工中のマルテンサイト生成のリスクを低減し、不動態皮膜の安定性を高めることで耐孔食性を向上させます。.

ニッケル(11.50-13.50%):窒素とマンガンと並んでオーステナイト組織を安定化させる。Nitronic 50のニッケル含有量は316Lに類似しているが、窒素とマンガンもオーステナイト安定性に寄与するため、この合金は室温以下では完全にオーステナイト組織を維持する。.

モリブデン (1.50-3.00%):塩化物環境での耐孔食性と耐隙間腐食性を大幅に向上。モリブデンは、不動態皮膜の破壊を修復するモリブデン酸塩種を形成することで、不動態皮膜の安定性を高める。高クロム、窒素、モリブデンの組み合わせにより、ニトロニック50の耐孔食性等価数(PREN)は316Lを大幅に上回る。.

マンガン (4.00-6.00%):部分的なニッケル代替としてオーステナイトの安定化を提供し、溶融物中の窒素溶解度を高める。高いマンガン含有量は、凝固中に窒素ポロシティを形成することなく、製鋼中に高い窒素添加を可能にする。.

コロンビウム(ニオブ)、バナジウム(各0.10~0.30%):これらの微細合金元素は、微細な炭化物や窒化物の析出物(MC、MNタイプ)を形成し、粒界を固定し、粒径を微細化し、析出強化をもたらす。これらの微細析出物は、適度な温度で粗大化しにくいため、Nitronic 50が溶接や熱処理後も強度の優位性を維持できる主な理由である。.

ナイトロニック50のPREN計算

耐孔食性等価数(PREN)は以下のように計算される:

PREN = %Cr + 3.3(%Mo) + 16(%N)

ニトロニック50の中間の組成値を使用:
プレン=22.0+3.3(2.25)+16(0.30)=22.0+7.43+4.80=である。 34.2

このPREN値は、316L (約24-26)を上回り、二相 鋼2205 (約35-38)に近づいている。これは、 Nitronic 50が多くの海洋および化学サービス仕様において、 二相鋼と直接競合する理由である。.

ニトロニック50丸棒の機械的および物理的特性

ナイトロニック 50 丸棒の機械的特性プロファイルは、この合金に初めて出会った技術者を常に驚かせるものです。焼鈍状態での降伏強さ、極限引張強さ、伸びの組み合わせは、オーステナイト系ステンレス鋼としては本当に例外的です。.

ニトロニック50丸棒の機械的性質(焼鈍状態)

プロパティ ナイトロニック 50 アニール ASTM 最小 (A276/A479)
引張強度 100,000-115,000 psi (690-793 MPa) 100,000 psi (690 MPa)
降伏強さ(0.2%オフセット) 55,000-75,000 psi (379-517 MPa) 55,000 psi (379 MPa)
2インチの伸び 35-55% 最小35%
面積の縮小 55-70% 最小55%
ブリネル硬度 241-285 HBW 最大285HBW
シャルピー衝撃(-196℃にて) 100-150 J 優れている(脆性変化がない)

冷間加工/冷間引抜加工特性

これは、変形によるマルテンサイト変態に抵抗する窒素安定化オーステナイトの結果である。.

コンディション 引張強度 降伏強度 伸び
アニール 100,000-115,000 psi 55,000-75,000 psi 35-55%
20% 冷間加工品 130,000-155,000 psi 110,000-135,000 psi 20-30%
40%冷間加工 160,000-185,000 psi 140,000-165,000 psi 12-20%
60% 冷間加工品 185,000-210,000 psi 165,000-190,000 psi 8-15%

この冷間加工による強化挙動は、船舶用ファスナー産業で活用されており、冷間圧造または冷間引抜加工されたナイトロニック50ボルトおよびスタッドは、完全オーステナイト組織の耐食性を維持しながら、熱処理なしで15万psiを超える強度レベルを達成している。.

ナイトロニック50 (UNS S20910) の物理的性質

物理的性質 価値
密度 7.88 g/cm³ (0.285 lb/in³)
溶解範囲 1,371-1,399°C(2,500-2,550°F)
熱伝導率 14.2 W/m-K at 20°C
比熱容量 502 J/kg-°C
熱膨張係数 15.9 µm/m-°C (20-100°C)
電気抵抗率 20℃で82 µΩ-cm
弾性係数 197 GPa (28.6 × 10⁶ psi)
透磁率(アニール処理) 1.003-1.010(実質的に非磁性)

焼鈍状態での Nitronic 50 の透磁率が非常に低いことは、強磁性材料が許容できない掃海機器、MRI 互換ハードウェア、および高感度電磁計測器などの用途に不可欠です。冷間加工後に測定可能な強磁性が発生する可能性がある 304 または 316 ステンレス鋼とは異なり、Nitronic 50 の窒素安定化オーステナイトは、適度な冷間加工後でも非磁性を維持します。.

ナイトロニック50が優れた強度を実現する理由:窒素強化メカニズム

ニトロニック50が機械的強度で従来のステンレス鋼種を上回る理由を純粋に理解するには、単に特性数値を額面通りに受け入れるのではなく、その根底にある冶金学的メカニズムを理解することが役立ちます。.

窒素による格子間固溶体の強化

窒素原子は、FCCオーステナイト結晶格子の格子間、つまり鉄原子と合金元素原子の間の空間を占めるほど小さい。窒素がこのような位置にあると、局所的な格子の歪みが生じ、転位の動きが妨げられる。塑性変形(降伏)には転位の運動が必要であるため、転位の運動をより困難にすることは、降伏強度を直接的に高めることになる。.

このメカニズムは、炭素が鋼を強化する方法と類似しているが、固溶体中の窒素には、ステンレス鋼の炭素よりも重要な利点が2つある:

感作性リスクなし:オーステナイト系ステンレス鋼では、固溶限 界を超えた炭素が、450~850℃の徐冷中に粒界 で炭化クロム(Cr₂₃C_2086)として析出する。これにより、粒界領域からクロムが減少し、鋭敏化("粒界腐食 "と呼ばれる局所的な耐食性の低下)を引き起こす。窒素がクロム窒化物を形成するのは、 より高温でクロム濃度が低い場合に限られ るため、Nitronic 50 は高炭素オーステナイト系鋼種 よりもはるかに鋭敏化しにくい。.

直接的な耐孔食性の寄与:不動態皮膜領域の溶存窒素は、ピット発生部位でアンモニウムイオン(NH4+)を形成することにより、積極的に耐ピット性を向上させる。これらの種は、局所的なpHを上昇させ、ピットの伝播を抑制する。つまり、窒素は合金を強化し、耐食性を向上させるという二重の役割を担っているのである。.

NbとV添加による析出強化

Nitronic 50 に添加されたコロンビウム (ニオブ) およびバナジウムは、微細な炭窒化物粒子 (Nb(C,N) および V(C,N)) を形成し、析出強化および粒界ピンニングにさらに寄与します。これらの粒子は約 650°C までの温度で粗大化しにくいため、Nitronic 50 は溶接後や中程度の熱暴露後でも、通常のオーステナイト系鋼種と比較して強度の優位性を維持します。.

固溶窒素+Nb/V炭窒化物からの析出+マンガン固溶効果というこのマルチメカニズム強化アプローチにより、ナイトロニック50は完全焼鈍単相オーステナイト状態のまま、目標強度を達成することができる。.

海洋、化学、工業環境におけるナイトロニック50の耐食性

エンジニアが標準的な316Lや317Lステンレ ス鋼よりNitronic 50を選ぶ理由は、その腐食性能にある。どこが優れていて、どこに限界があるのかを理解することは、正しい材料選択のために不可欠です。.

腐食性能の概要

環境 ナイトロニック50の性能 316Lとの比較
海水(流れる) 素晴らしい 大幅に改善
海水(淀み/隙間) グッド 格段に良い
塩化物溶液(中性pH) 素晴らしい 大差でベター
希硫酸 グッド 317Lと同等
リン酸 グッド 316Lより良い
硝酸(希薄-中程度) 素晴らしい 比較可能
塩酸 限定 同様の制限
苛性ソーダ(NaOH) グッド 比較可能
有機酸 素晴らしい 同等以上
湿度の高い大気(塩化物) 素晴らしい スーペリア
隙間腐食(海水) グッド 大幅に改善
応力腐食割れ(SCC) 良好な耐性 316Lより良い

海水中の孔食と隙間腐食

海水中での孔食は、船舶用ステンレス鋼部品の最も一般的な故障モードであり、Nitronic 50の316Lに対するPRENの優位性が最も実用的に重要な領域です。3.5% NaCl 溶液中での臨界孔食温度 (CPT) 測定によると、Nitronic 50 は 40-55°C の範囲の CPT 値を達成しています。これは、Nitronic 50 が、316L なら数週間で穴が開くような温暖な沿岸海水条件にも耐えられることを意味します。.

耐隙間腐食性も同様のパターンに従う。海水中でのナイトロニック 50 の隙間腐食温度 (CCT) は約 25-35°C で、316L の 0-5°C CCT を大幅に上回っています。実用的な用語では、これはガスケット接合部やフジツボの腐食下にある Nitronic 50 ファスナー、シャフト、および継手が、316L では不可能な海洋暴露に耐えることを意味します。.

耐応力腐食割れ性

塩化物環境における応力腐食割れ (SCC) は、引張応力下のオーステナイト系 ステンレス鋼にとって重要な懸念事項である。ナイ トロン50は、塩化物溶液中では316Lより優れた耐SCC 性を示すが、その理由の一部は、窒素含有量が高 いためオーステナイトがひずみ誘起マルテンサイト 形成に対して安定し、合金含有量が高いため不動態皮 膜破壊の熱力学的駆動力が減少するためである。しかし、ニトロニック50は、過酷な条件 (高温、高応力、高濃度塩化物) ではSCCを免れないため、設計者はそのような環境下で適切な応力制限を適用する必要がある。.

臨界孔食温度データ

素材 CPT in 3.5% NaCl (°C) PREN(約)
316L 15-20 24-26
317L 22-28 28-32
ナイトロニック50 (S20910) 40-55 33-36
デュプレックス 2205 (S31803) 35-50 35-38
スーパー二相2507 (S32750) 70-85 42-45
904L (N08904) 60-75 36-40

ナイトロニック50と316L、317L、二相 鋼2205およびその他の競合鋼種との比較

ナイトロニック50の材 料選択は、通常、316Lステンレス鋼、317L ステンレス鋼、二相鋼2205、時には6Mo超 オーステナイト系鋼種と比較される。各比較は、どの特性が設計を支配するか によって異なる結果をもたらす。.

総合グレード比較表

プロパティ ナイトロニック50 S20910 316L S31603 317L S31703 デュプレックス 2205 S31803 6Mo AL-6XN N08367
降伏強さ(焼きなまし) 55,000psi以上 25,000psi以上 25,000psi以上 65,000psi以上 45,000psi以上
引張強度 100,000psi以上 70,000psi以上 70,000psi以上 90,000psi以上 95,000psi以上
PREN(約) 33-36 24-26 28-32 35-38 46-48
磁性(アニール処理) 非磁性 非磁性 非磁性 わずかに磁性がある 非磁性
最大塩化物(ppm、周囲温度) ~5,000 ~200 ~500 ~5,000 >10,000
極低温靭性 素晴らしい グッド グッド 限定 グッド
SCC抵抗性 グッド 中程度 中程度 非常に良い 素晴らしい
溶接性 グッド 素晴らしい グッド 良い(注意しながら) グッド
相対材料費 中・高 ベースライン 中程度 中程度 高い
冷間加工強化 素晴らしい 中程度 中程度 限定 中程度

ナイトロニック50対316L:最も頻繁に行われるアップグレードの決定

エンジニアから受ける最も一般的な質問は、特定の用途のために316LからNitronic 50にアップグレードするかどうかというものです。決定の枠組みは簡単です:

ニトロニック50にアップグレード

  • 機械的強度の要件は、焼鈍316Lが提供できる範囲を超える(降伏>25ksiでは不十分)
  • この成分は、20℃以上の温度で200ppmを超える海水または塩化物溶液に含まれる。.
  • 冷間加工後も非磁性挙動は維持されなければならない。.
  • より高い設計応力によるサイズと重量の削減が優先される。.
  • 極低温サービスが含まれる。.

316Lのままでいい:

  • 環境は穏やかだ(淡水、大気、穏やかな化学物質)。.
  • 強度要件は低く、316Lの範囲内に収まる。.
  • 予防措置なしで最大の溶接性が要求される。.
  • コストが支配的な原動力であり、環境はアップグレードを正当化しない。.

ナイトロニック50対デュプレックス2205:微妙な比較

二相鋼2205は、ニトロニック50に匹敵 するPRENを有し、降伏強度はより高い (最低65,000 psi 対 55,000 psi)が、フェライト-オーステナイト組織を有 し、ニトロニック50にはない制約がある:

  • 二相鋼2205は、部分的に磁性 (約50%フェライト)を持つため、非磁性用途に は適さない。.
  • 二相鋼2205は、延性-脆性遷移の懸念が生じる前 の構造用途の下限温度が約-40℃である。.
  • 二相鋼2205の冷間加工による強化は、フェ ライト相の加工硬化が窒素強化オーステナイト相 と異なるため、より制限される。.
  • 二相鋼2205の溶接では、フェライト相と オーステナイト相の比率を50/50に保つために厳密 な入熱管理が必要である。.

極低温での使用、非磁性要件、冷間加工ファスナ ーなど、二相鋼の制限が問題となる用途では、 最低降伏強度が若干低いものの、ナイトロニック 50の方が優れた仕様である。.

UNS S20910の国際規格と同等呼称

ナイトロニック50は主に北米での呼称であるが、この合金は世界的に使用されており、国際規格では様々な呼称で表示されている。.

ナイトロニック50丸棒の適用規格

スタンダード 発行機関 スコープ
ASTM A276 ASTMインターナショナル ステンレス棒鋼および形鋼
ASTM A479 ASTMインターナショナル ボイラー・圧力容器用ステンレス鋼棒
ASTM A582 ASTMインターナショナル ステンレス棒鋼の快削加工
ASTM A240 ASTMインターナショナル プレート、シート、ストリップ(コンポジション・リファレンス)
ASME SA-276 アメリカ機械学会 ボイラーおよび圧力容器規格に相当
ASME SA-479 アメリカ機械学会 圧力容器バー用BPVコードに相当
AMS 5764 SAE AMS 航空宇宙用バー、ワイヤー、鍛造品
NACE MR0175 / ISO 15156 NACE/ISO サワー・サービス資格
EN 10272 CEN 圧力容器用ステンレス鋼棒

UNS S20910の国際呼称

国 / 規格 指定
米国(UNS) S20910
米国(ASTM) XM-19
米国(商品名) ナイトロニック50
ヨーロッパ(EN) 1.3816
ドイツ(ヴェルクシュトッフ) X2CrNiMnMoNNb 21-16-5-3
日本(JIS) 直接JISに相当するものなし(S20910参照)
中国(GB) 022Cr21Ni13Mo2N (近似値)

ナイトロニック50 は、JIS 規格や中国のGB 規格に広く採用されている等価規格がないため、アジアの工場からの調達では通常、ASTM/UNS 規格を直接参照することになります。国際的な調達を行う場合は、「同等品」と称して組成の異なる材料を受け取ることを避けるため、UNS S20910と適用されるASTM規格を明示したMTRを要求することを強く推奨します。.

MWalloys ニトロニック50丸棒 在庫あり
MWalloys ニトロニック50丸棒 在庫あり

ナイトロニック50丸棒を指定する産業とエンジニアリング用途

ニトロニック50丸棒の性能プロファイルは、他のステンレス鋼種が1つ以上の重要な特性で不足している多くの産業に適しています。.

マリン&オフショア・エンジニアリング

海洋用途は、ナイトロニック 50 丸棒にとって、間違いなく最大の単一最終用途分野です。高強度、耐海水腐食性、非磁性の組み合わせは、海洋工学の課題群に対応しています:

  • プロペラシャフトとラダーストック:316Lに比べ降伏強度が高いため、同等のトルク容量でシャフトの直径を小さくでき、抵抗と重量を軽減できます。耐食性は、316Lの長期海水浸漬の欠点である急速な孔食を排除します。.
  • マリンファスナー:アニールまたは冷間加工状態のナイトロニック50六角ボルト、スタッド、ナットは、海水用途で316Lファスナーを劇的に凌駕します。冷間加工されたナイトロニック50ファスナーは、B8Mクラス2(冷間加工された316)ファスナーと同等の強度を達成し、より優れた耐食性を保持します。.
  • アンビリカル終端金具:海底油ガス導管システムにおいて、Nitronic 50継手とチューブエンドコネクターは、深海での高い機械的負荷と海水への暴露の両方に耐えます。.
  • 海軍掃海艇シャフト:掃海艇の非磁性シャフトと構造部品は、あらゆるレベルの冷間加工で非磁性であることが不可欠な、典型的なナイトロニック50の用途です。.

石油・ガス生産

  • ダウンホール完成設備:ポンプシャフト、マンドレル、電動水中ポンプ(ESP)ストリングのロック部品。.
  • 坑口コネクタピンとロックエレメント:ウェルヘッドアセンブリの高強度、耐腐食性ロック機構。.
  • 海底バルブステムとアクチュエータシャフト:耐海水性と高い機械的負荷の両方を必要とする用途。.
  • H2Sを含む環境:NACE MR0175 / ISO 15156では、最大硬度35 HRCのアニールされたNitronic 50は、多くの構成でサワーサービスに許容される。.

化学・プロセス産業

  • 塩化物を含むプロセス流体中のポンプシャフト:Nitronic 50シャフトストックは、塩化ナトリウムの塩水、漂白剤溶液、塩素処理水処理システムで316Lを上回る
  • 攪拌機シャフト:中程度の腐食性溶液を扱うミキシング容器用の高強度シャフト。.
  • 熱交換器チューブサポートとタイロッド:この材料の熱安定性と耐食性は、塩化物を含む冷却水を扱うプロセス熱交換器に適している。.

バイオ医薬

ナイトロニック50は、冷間加工後の高い表面硬度、非磁性、体液環境下での優れた耐食性を兼ね備えた外科用器具、整形外科用インプラント工具、医薬品加工機器などに利用されている。.

低温工学

  • LNG施設コンポーネント:液化天然ガス(LNG)の移送・貯蔵システムで-162℃で使用されるポンプシャフト、バルブステム、構造用ファスナー。.
  • 液体窒素ハンドリング装置:極低温研究施設の支持構造と機械部品。.
  • 航空宇宙用極低温システム:300系ステンレス鋼の靭性では不十分な液体酸素および液体水素推進システムの構造用ファスナーおよびシャフト部品。.

構造・建築工学

耐食性と高強度が共存しなければならない構造用途では、ニトロニック50丸棒が使用されます:

  • ケーブル固定ピンとクレビス 海洋環境に近い建築用張力構造において。.
  • 構造用ボルト 316Lがピットしたり、A325炭素鋼が錆びたりする海岸や橋梁の構造物に使用される。.
  • ロック・アンカー・ロッド 海洋でのグラウンド・アンカー用途で。.

ニトロニック50棒材の加工性、溶接性、製造性

ニトロニック50は加工硬化性のオーステナイト系ステンレス鋼であるため、標準的な炭素鋼や316Lステンレス鋼よりも加工パラメーターや加工手順に注意が必要である。.

ナイトロニック50の被削性

ナイトロニック 50 の被削性は、B1112 快削鋼と比較して約 35-45% である。窒素とマンガンの含有量が高いため、加工硬化率と切削力が増加するため、この評価は316L (約50%)より低い。この材料は機械加工が可能ですが、パラメータには注意が必要です。.

ニトロニック50丸棒の推奨加工パラメータ

オペレーション 工具材料 切断速度 フィード・レート 切り込み 冷却水
旋盤加工(荒加工) 超硬 C-2/C-3 30~60 m/分 0.20~0.40mm/回転 2.0-5.0 mm 大洪水
旋盤加工(仕上げ) カーバイド C-3/C-4 60~90m/分 0.10-0.20 mm/rev 0.25-1.0 mm 大洪水
掘削 HSS-Co/超硬合金 10-20 m/分 0.05~0.15mm/回転 - 大洪水
ミーリング 超硬チップ 40-70 m/分 0.08~0.15mm/歯 1.5-4.0 mm 大洪水
タッピング HSS-コ 3-8 m/分 ピッチあたり - タッピングオイル
つまらない カーバイド 40-70 m/分 0.10-0.20 mm/rev 0.5-2.0 mm Flood

Critical machining precautions for Nitronic 50:

  • Never allow the cutting tool to rub or dwell without cutting — this work-hardens the surface and makes the next pass exponentially more difficult.
  • Use positive rake carbide geometry; neutral or negative rake significantly increases cutting forces.
  • Maintain consistent, aggressive feeds — light feeds cause rubbing and work-hardening.
  • Keep the tool sharp; dull tooling multiplies work-hardening problems rapidly.
  • Use maximum coolant flow to control heat buildup.

ニトロニック50丸棒の溶接

Nitronic 50 is weldable by most standard fusion welding processes, though some specific precautions apply.

溶接パラメータと推奨事項

溶接パラメータ 推薦
優先プロセス GTAW(ティグ)、GMAW(ミグ)、SMAW
Filler metal (TIG/MIG) AWS ER209, ER219, or matching composition filler
フィラーメタル(SMAW) AWS E209 covered electrode
プリヒート Not required (austenitic, no hydrogen cracking risk)
インターパス温度 Maximum 150°C (300°F) to control distortion and sensitization risk
熱入力 Moderate; avoid excessive heat input that extends time in sensitization range
溶接後の熱処理 Solution annealing at 1,010–1,065°C (1,850–1,950°F) if maximum corrosion resistance is required
シールドガス(TIG) Argon or Argon/2% N₂ to compensate nitrogen loss in weld pool
バックパージ Argon recommended for pipe welding

An important consideration specific to Nitronic 50 welding is nitrogen loss from the weld pool. Nitrogen, being a dissolved interstitial element, can escape from the molten weld pool as N₂ gas. This reduces nitrogen content in the weld metal, potentially dropping weld metal strength and pitting resistance below base metal values. Using filler metal with slightly higher nitrogen content than the base metal, or adding 2% N₂ to the shielding gas, compensates for this loss and maintains weld metal properties close to the base metal specification.

極低温性能と高温挙動

極低温特性

Nitronic 50 maintains excellent toughness at cryogenic temperatures, a characteristic of fully austenitic FCC microstructures. Unlike ferritic or martensitic steels that undergo ductile-to-brittle transition at sub-zero temperatures, nitrogen-strengthened austenitic stainless steels like Nitronic 50 retain high Charpy impact values down to liquid nitrogen temperature (-196°C / -320°F) and below.

低温でのナイトロニック50のシャルピー衝撃値

試験温度 Charpy Impact Energy (Longitudinal)
+20°C (68°F) 150–220 J
-40°C (-40°F) 130–200 J
-100°C (-148°F) 120–180 J
-196°C (-320°F) 100–160 J
-253°C (-423°F, liquid H₂) 80–140 J

These values substantially exceed the minimum toughness requirements for ASME pressure vessel codes and LNG equipment specifications, making Nitronic 50 a validated choice for cryogenic structural and pressure-containing components.

高温での挙動

Nitronic 50 is not a high-temperature alloy in the same sense as Inconel or Incoloy grades, but it does perform creditably up to approximately 650°C (1,200°F) compared to standard 316L.

温度 Nitronic 50 Yield Strength 316L Yield Strength
20°C 379 MPa min 170 MPa min
200°C 290 MPa 130 MPa
400°C 240 MPa 110 MPa
600°C 185 MPa 90 MPa
650°C 165 MPa 80 MPa

Above 650°C, carbide and nitride precipitation becomes significant and the material loses its advantage. For continuous service above 650°C, nickel-based superalloys or high-alloy austenitic grades are more appropriate.

MWalloysで利用可能なサイズ、公差、および在庫状況

MWalloys maintains Nitronic 50 round bar in stock across a comprehensive size range in annealed condition, with custom cold-drawn and cut-to-length services available.

ニトロニック50丸棒在庫サイズ範囲

直径範囲 コンディション 標準的な長さ 寛容
6 mm - 25 mm アニール 3,000-6,000 mm ±0.20 mm (h11)
25 mm - 75 mm アニール 3,000-6,000 mm ±0.30 mm (h11)
75 mm - 150 mm アニール 2,000–5,000 mm ±0.50 mm (h11)
150 mm - 250 mm アニール 1,500–4,000 mm ±0.80 mm
250 mm - 400 mm アニール処理(注文生産) 1,000–3,000 mm お問い合わせ先

インチサイズの在庫状況

直径(インチ) コンディション 標準的な長さ
1/4" - 1" Annealed / Cold drawn 10~12フィート
1" – 3" アニール 10~12フィート
3" – 6" アニール 10~12フィート
6" – 10" アニール処理(注文生産) 5-10フィート

MWalloysの加工サービス

  • Cut-to-length (saw cut ±1.5mm or precision cut ±0.5mm)
  • Rough turning to remove surface scale and near-surface inhomogeneities.
  • Centerless grinding to precision tolerance (h6, h7)
  • Ultrasonic testing per ASTM A388 for critical applications.
  • Certification to ASME SA-479 for pressure vessel applications.
  • Dual certification (ASTM A276 + ASTM A479) on request.

MWalloysの品質認証とトレーサビリティ基準

Every shipment of Nitronic 50 round bar from MWalloys is accompanied by complete, traceable documentation confirming specification compliance.

スタンダード・ドキュメンテーション・パッケージ

ドキュメント 内容 スタンダード・リファレンス
ミル・テスト・レポート(MTR) Full chemistry, mechanical properties, heat number ASTM A276 / A479
適合証明書 Signed compliance statement 顧客仕様
硬度試験報告書 ASTM E10によるブリネル硬度 ASTM A276
次元レポート Diameter, length, straightness measurements ASTM A484
超音波試験報告書 内部完全性の確認 ASTM A388 (ご要望に応じて)
EN 10204 タイプ3.1 Third-party validated MTR EN 10204 (on request)

We maintain digital archives of all certifications for a minimum of 10 years, supporting customers who need historical material records for maintenance, regulatory audits, or litigation support years after the original purchase.

ナイトロニック50丸棒の見積依頼方法

MWalloys provides fast, accurate quotations for Nitronic 50 (UNS S20910 / XM-19) round bar. To generate a precise quote, the following information is helpful:

見積チェックリスト

項目 詳細
合金指定 Nitronic 50 / UNS S20910 / XM-19
直径 Specify in inches or mm
1個あたりの長さ In feet, inches, or mm
Total quantity Pieces or weight (lbs or kg)
コンディション Annealed, cold drawn, stress relieved
適用規格 ASTM A276, A479, AMS 5764, ASME SA-276, etc.
Certifications required Standard MTR, EN 10204 3.1, NACE compliance
Special testing UT, PMI, hardness, chemical recheck
配達場所 Country, city, port (for export)
必要な納期 For scheduling and shipping mode selection

Our technical sales team responds to complete inquiries within 24 business hours, and for standard stocked sizes, we can often confirm availability and price within 4 hours.

ナイトロニック50丸棒についてよくある質問

Q1: What is the yield strength of Nitronic 50 compared to 316L stainless steel?

Nitronic 50 in the annealed condition has a minimum yield strength of 55,000 psi (379 MPa) per ASTM A276 and A479. Standard 316L stainless steel in the annealed condition has a minimum yield strength of 25,000 psi (170 MPa) under the same standards. This means Nitronic 50 delivers more than twice the yield strength of 316L at equivalent section size, allowing engineers to design lighter components or use smaller cross-sections for equivalent load capacity. In cold-worked condition, Nitronic 50's yield strength can exceed 150,000 psi (1,034 MPa).

Q2: Is Nitronic 50 magnetic?

In the annealed condition, Nitronic 50 is essentially non-magnetic, with a magnetic permeability of 1.003–1.010 µ. This is a critical property advantage over 304 and 316 stainless steels, which develop measurable ferromagnetism after cold working due to deformation-induced martensite. Because Nitronic 50's austenite is stabilized by nitrogen against martensite transformation, it remains non-magnetic even after significant cold working. This makes it the preferred material for marine minesweeping components, MRI-adjacent hardware, and electromagnetic instrumentation requiring non-magnetic structural elements.

Q3: What is the difference between Nitronic 50 and XM-19?

They are the same material. XM-19 is the ASTM special designation assigned within ASTM A276 and ASTM A479, while Nitronic 50 is the original trade name given by Armco Steel. UNS S20910 is the Unified Numbering System identifier. All three designations refer to the identical alloy composition. When reviewing mill certifications or specifications, any of these designations may appear. MWalloys references all applicable designations on our documentation to prevent procurement confusion.

Q4: Can Nitronic 50 round bar be used in sour service (H2S) environments?

Yes, with conditions. NACE MR0175 / ISO 15156 permits UNS S20910 (Nitronic 50) in solution-annealed condition with a maximum hardness of 35 HRC for sour service applications. The material must not be cold worked beyond the hardness limit, and the specific temperature, H2S partial pressure, and pH conditions of the service must be evaluated against the standard's environmental severity tables. We recommend engaging a corrosion engineer to confirm suitability for your specific sour service conditions before specifying Nitronic 50.

Q5: What filler metal should be used when welding Nitronic 50?

AWS ER209 or ER219 filler metal is recommended for GTAW (TIG) and GMAW (MIG) welding of Nitronic 50. These fillers have nitrogen content that partially compensates for nitrogen lost from the weld pool during welding. Adding 2% nitrogen to the argon shielding gas further reduces nitrogen loss and maintains weld metal composition closer to the base metal. For SMAW (stick) welding, AWS E209 covered electrodes are the standard specification. Post-weld solution annealing at 1,010–1,065°C (1,850–1,950°F) restores maximum corrosion resistance if the joint geometry permits this treatment.

Q6: How does Nitronic 50 perform at cryogenic temperatures compared to 316L?

Nitronic 50 maintains excellent toughness at cryogenic temperatures down to -253°C (liquid hydrogen temperature), with Charpy impact values typically in the 80–160 J range even at -196°C. This performance is superior to standard 316L stainless steel, which shows adequate but lower toughness at cryogenic temperatures. More importantly, Nitronic 50's higher yield strength at cryogenic temperatures — where yield strength actually increases as temperature decreases in austenitic stainless steels — makes it more suitable for structural components in LNG, liquid oxygen, and liquid hydrogen systems than 316L, because its higher base strength allows thinner walls and lighter components.

Q7: What certifications does MWalloys provide with Nitronic 50 round bar shipments?

Standard documentation includes a Certified Mill Test Report (MTR) showing heat analysis, product analysis, and mechanical test results per the applicable ASTM standard (A276, A479, or both), plus a Certificate of Conformance. Optional certifications include EN 10204 Type 3.1 (third-party validated MTR), NACE MR0175 compliance documentation, AMS 5764 certification for aerospace applications, ultrasonic test reports per ASTM A388, and hardness test reports per ASTM E10. All documentation references the heat number stamped or tagged on the physical material, ensuring complete traceability.

Q8: What is the maximum service temperature for Nitronic 50 round bar?

Nitronic 50 is rated for continuous service up to approximately 650°C (1,200°F). Above this temperature, niobium and vanadium carbonitride precipitates begin to coarsen, reducing the precipitation strengthening contribution, and sigma phase formation becomes a concern in some environments. For ASME pressure vessel applications, the allowable stress values in ASME Section II Tables apply at elevated temperatures. For applications above 650°C, higher-alloy austenitic grades or nickel-based alloys should be evaluated. At the other end of the temperature range, Nitronic 50 has no practical lower temperature limit for toughness, making it suitable from cryogenic through moderate elevated temperature service.

Q9: Is there a free-machining version of Nitronic 50 available?

ASTM A582 covers free-machining stainless steel bars and includes XM-19 (Nitronic 50) with added sulfur to improve machinability. The sulfur addition (typically 0.15–0.35%) improves chip formation significantly but reduces corrosion resistance and transverse mechanical properties compared to the standard low-sulfur grade. Free-machining Nitronic 50 is appropriate for high-volume screw machine production of connectors, fittings, and fasteners where extensive machining is required and the corrosion environment does not require maximum pitting resistance. For marine and chemical service applications, the standard low-sulfur grade per ASTM A276 or A479 is the correct specification.

Q10: How does the cost of Nitronic 50 compare to 316L and duplex 2205?

Nitronic 50 typically commands a price premium of 40–80% over equivalent sections of 316L stainless steel, reflecting its higher alloy content (chromium, nickel, molybdenum, nitrogen, niobium, vanadium) and more complex melting and processing requirements. Compared to duplex 2205, pricing is generally comparable or slightly higher depending on market conditions for nickel and molybdenum. When the total cost of a system is considered — including the ability to use smaller cross-sections due to higher allowable stress, reduced maintenance and replacement costs from better corrosion performance, and elimination of coating systems needed to protect lower-grade materials — Nitronic 50 frequently represents the lower total cost of ownership over a component's service life. We encourage customers to request quotations based on finished component requirements rather than raw material price per pound alone, and our technical team is available to support that analysis.

なぜMWalloysは信頼できるナイトロニック50丸棒メーカーとサプライヤーなのか?

We have built MWalloys around the principle that technical credibility and supply chain reliability must coexist. Our customers — naval architects, offshore engineers, chemical plant designers, and precision machine shops — depend on Nitronic 50 material that exactly meets UNS S20910 requirements, arrives with complete documentation, and ships on the schedule they plan around.

Our Nitronic 50 round bar inventory is sourced from certified primary mills whose quality systems we audit directly. Every heat entering our warehouse is verified against ASTM A276 and A479 composition limits before it is made available for sale. Hardness testing, dimensional verification, and MTR review are part of our standard receiving protocol, not optional add-ons.

When you contact MWalloys for Nitronic 50 round bar, you receive a quotation from a team that understands the material, knows the applications, and will ask the right questions to confirm you receive the specification your project requires.

Contact our technical sales team today with your diameter, length, quantity, and applicable standard. We will respond with stock availability confirmation and a competitive quotation within one business day.

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