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ニモニック合金

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ニモニックアロイ105 (W.Nr. 2.4634)
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ニモニック合金75 (UNS N06075/ W.Nr. 2.4951/ 2.4630)
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ニモニック合金80A (UNS N07080/ W.Nr. 2.4952, 2.4631)
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ニモニック合金90 (UNS N07090/ W.Nr. 2.4632)
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ニモニック合金263 (UNS N07263/ W.Nr. 2.4650)
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ニモニック合金は、ニッケル-クロム系析出硬化型超合金の一種で、高温強度、低クリープ、ガスタービンやその他の極熱環境での長寿命を目的として設計されています。調達に関しては、MWAlloysは中国から標準的なニモニックグレードを、工場価格、迅速な在庫出荷、航空宇宙、発電、工業のお客様向けの機械加工/鍛造オプションで供給しています。

ニモニックとは、1940年代に英国で開発されたニッケル基超合金の一群を指す。典型的な配合は、ニッケルマトリックスにおよそ18-21%クロムと強化添加物(チタン、アルミニウム、コバルト、小さな炭素)を組み合わせたものです。連続的なグレード開発(75→80A→90→100→105→263など)を経て、耐クリープ性、耐酸化性、機械的安定性が向上し、特殊グレードではおよそ600℃から900~950℃の温度範囲で使用できるように組成が調整された。これらの材料は、熱間断面エンジン部品、高温ファスナー、重要な工業用ハードウェアの中心的存在であり続けている。

ニモニック合金とは?

ニモニック合金は、固溶強化(Ni中のCr)と析出硬化(Al/Tiからの微細なγ′析出物)の組み合わせにより、長期高温負荷下でも強度を保持するニッケル-クロム系耐熱超合金である。代表的な冶金特性としては、高いクリープ破断寿命、良好な耐酸化性、使用温度での安定した組織、多くの形状(板、プレート、棒、ワイヤー、チューブ、鍛造品)での加工や溶接に使用可能な延性が挙げられる。市販のニモニック鋼種はUNS、DIN/W-Nr、AMS/ASTMで標準化されており、調達やエンジニアリングチームで使用されています。

一般的なニモニック鋼種

以下は、ほとんどのエンジニアが仕様書で目にする実用的な等級リストである。網羅的なものではありませんが、広く使用されている変種を網羅しています:

  • ニモニック75 (UNS N06075 / W.Nr. 2.4951 / 2.4630) - 初期の80/20Ni-Cr合金にTi/Cを添加したもので、薄板/薄帯に適している。

  • ニモニック80A (UNS N07080 / W.Nr. 2.4631 & 2.4952) - 時効硬化性Ni-CrにAl/Tiを添加したもので、~815℃まで使用可能。

  • ニモニック81 - 耐熱腐食性を向上させるためにCrを高めた。

  • ニモニック90 (UNS N07090 / W.Nr. 2.4632) - 高温(~920℃まで使用可能)で高応力用のNi-Cr-Co時効硬化合金。

  • ニモニック100 - 高温クリープ特性が以前の合金より改善されている。

  • ニモニック105 / 115 - タービン部品によく使われる超高温強度のために、さらなる開発が進められている。

  • ニモニック263 (燃焼器/燃焼室部品の強度と耐酸化性に最適化されたNi-Cr-Co-Mo系。

各グレードの価値は、その組成と所定の時効硬化/固溶化熱処理スケジュールに由来するため、技術者は機械的/熱処理窓に関する特定のデータシートを参照する必要がある。

材料特性

下表は、以下の特徴的なエンジニアリングレベルの特性である。 典型的 ニモニック合金(数値は目安であり、認定値および熱処理条件についてはグレードのデータシートを参照のこと)。

プロパティ 代表的な範囲/値(注)
密度 ~8.18-8.40 g/cm³ (≈ 8180-8400 kg/m³)
溶解範囲 ~1270~1360 °C(グレードと軽合金によって異なる)。
使用可能なサービス温度 グレードにより600℃→950℃(ニモニック80A≈815℃、ニモニック90≈920℃)。
引張強さ(室温) ~600~900MPa(焼きなましと時効硬化は大きく異なる)。
耐クリープ性 非常に良い。多くのグレードは、高温での長い破断寿命に最適化されている。
耐酸化性 等級限界まで良好。クロム含有により保護酸化物が得られる。
溶接性 一般に加工可能で、推奨される手順に従えば溶接もできる。鋼種によっては溶接後の熱処理が必要。

引用者の注釈 一次メーカーやテクニカル・コレクションのデータシートには、各等級についてこれらの範囲が正確に記載されています。最終的な設計と調達には、等級データシートをご利用ください。

化学組成

以下の組成表は、一般的に要求されるニモニック合金の代表的な公称範囲を凝縮したものです。これらの項目は代表的なものであり、調達には認証された製造所試験報告書を使用すること。

エレメント(wt%) ニモニック75 (UNS N06075) ニモニック80A (UNS N07080) ニモニック90 (UNS N07090) ニモニック263 / 典型的な例
ニッケル(Ni) バランス(~≧69~78%) バランス(≒69%) バランス バランス、高Ni
クロム(Cr) 18.0 - 21.0 18.0 - 21.0 18.0 - 21.0 ≈18~20歳(変動あり)
コバルト - あるいは小さい。 ≤ 2% (80A小型Co) 15-21%(ニモニック90は高Co含有) 15-20%(Co含有グレードの代表値
チタン(Ti) 0.2 - 0.6 (75) 1.8 - 2.7 (80A) 2.0 - 3.0 (90) グレードにより1.5~3.0
アルミニウム(Al) トレース/スモール 1.0 - 1.8 (80A) 1.0 - 2.0 (90) γ′強化のためのプレゼント
カーボン(C) 0.08 - 0.15 (75) ≤ 0.10 典型的 ≤ 0.13 典型的
鉄(Fe) 5%(75)までで、他のグレードでは低い。
その他(Mo、Nb) 古典的なニモニックでは、Mo/Nbの含有量は少ないか、あるいは含有されていない。

重要だ: 正確な認証組成は、購入注文書および現物ロットに紐づいた製粉証明書から得なければならない。この表は初期のエンジニアリング・スクリーニングにのみ使用する。

規格と仕様のマッピング

技術調達は通常、これらの識別子を参照する:

  • 国連例えば、N06075(ニモニック75)、N07080(ニモニック80A)、N07090(ニモニック90)。

  • W-Nr / EN例:W.Nr.2.4951 / 2.4630(75A用)、W.Nr.2.4631 / 2.4952(80A用)。

  • アストム / アムス / アスメ一般的な製品規格には次のようなものがある。 ASM B637 / ASME SB-637 棒鋼/鍛造品およびその他の対応するAMS規格(AMS 5829は、一部のニモニク90の製品形態にリンクされている。)

  • 英国規格(BS HR/BS 3076)古いものですが、レガシーな航空宇宙部品によく参照されます。

調達条項を作成する際には、等級+UNS/W-Nr+ 製品形状(棒/板/鍛造/線材)+熱処理条件+ 必要な試験証明書(化学的、機械的、PMI、粒度、 NDT)を特定する。航空宇宙の場合は、トレーサビリティとシリアル化条項を含める。

代表的なアプリケーション

ニモニック合金は、持続的な高温と機械的負荷が発生する場合に選択される:

  • ジェットエンジンおよび産業用ガスタービン用のタービンブレード、ベーン、ディスクおよびボルト。

  • 高性能エンジン(自動車用ターボチャージャー、航空)の排気バルブと高温スプリング。

  • 燃焼室とアフターバーナー部品

  • クリープが重要な熱間断面ファスナー、スタッド、スプリング。

  • 制御された高温挙動が必要とされる工業炉部品、熱処理治具、原子力工学。

ニモニックとインコネル - エンジニアリング上の明確な違い

ニモニックとインコネルはどちらもニッケル基超合金だが、開発の歴史と設計目標は異なる:

  • 一次強化システム: ニモニ ック鋼種は通常、Al/Ti駆動のγ′析出とNi-Crマトリッ クスを使用し、高応力鋼種では耐高温クリープ性 のためにコバルトが多量に使用される。インコネル系鋼種には、固溶強化型(インコ ネル625など)と時効硬化型(インコネル718な ど)があり、Nb、Mo、Feが大きな役割を果た している。

  • アプリケーション重視: ニモニックは、歴史的にタービンの熱間セクション用の最大クリープ/熱間強度に重点を置いている。インコネル・ファミリーは、耐食/耐酸化性海水/化学グレード(625)から、航空宇宙および産業分野で広く使用されている高強度時効硬化性718まで、幅広いレンジを提供している。

  • 腐食挙動: Mo/Nbを使用したインコネル鋼種の中には、特定の化学的環境や塩化物環境に対して優れた耐性を示すものがあり、ニモニックは高温酸化やクリープに対する耐性に優れている。

部品の選定にあたっては、使用温度、環境(酸化性/腐食性)、機械的負荷、製造可能性を考慮してください。疑問がある場合は、使用条件試験データを要求し、寿命予測モデルについては両方のデータシートを参照してください。

一般的なサイズと重量の目安

密度 8.20 g/cm³ (8,200 kg/m³) 最終的な請求については、正確な等級データシートと工場証明書を確認すること。

プレート/シート(m²あたりの重量)

厚さ(mm) 重量(kg/m²)
1 mm 8.20 kg/m²
2 mm 16.40 kg/m²
5 mm 41.00 kg/m²
10 mm 82.00 kg/m²
25 mm 205.00 kg/m²

(計算:重量=厚さ(m)×密度(kg/m³)×1m²)

ソリッド丸棒(直線メートルあたりの重量)

直径 (mm) 体重(kg/m)
6 mm 0.232 kg/m
8 mm 0.412 kg/m
10 mm 0.644 kg/m
12 mm 0.927 kg/m
16 mm 1.649 kg/m
20 mm 2.576 kg/m
25 mm 4.025 kg/m
32 mm 6.595 kg/m
40 mm 10.304 kg/m
50 mm 16.101 kg/m

(密度=8,200kg/m³)。

これらの表は、ロジスティクスや見積もりのための材料総重量の見積もりに役立ちます。完成品の公差や加工ロスについては、サプライヤーにご確認ください。(密度≈8.2 g/cm³を使用した標準幾何学式から計算)

世界価格スナップショット 2025

ニモニック鋼種の市場相場は、製品形状、直径/厚さ、熱処理、注文サイズ、サプライヤー地域によって異なる。以下の数値は、サプライヤー価格リストと市場トラッカーから得られた2025年半ばの範囲を示したものです。最終的な見積もりは、図面/仕様と数量を添えて依頼する必要がある。

地域 典型的な2025年指標価格(米ドル/kg)-一般的な形態
中国(FOB/工場) US$ 30 - 60 / kg (シート、プレート、中国工場からの小さなバー、非常に競争力のあるMOQ)。
ヨーロッパ US$ 45 - 95 / kg (板と棒;検査と認証の厳格化、低Co核仕様の割増)。
米国 US$ 80 - 140 / kg (少量の航空宇宙グレードの棒材、厳しいリードタイム、ろう付け/鍛造品はより高価)。

注意事項とドライバー

  • 中国のサプライヤーは、規模、現地の原料、労働マージンが低いため、コモディティグレードのFOB工場価格を低く表示することが多い。

  • 特殊な航空宇宙/認定材料(シリアル化、完全なトレーサビリティ、NADCAPプロセス)は、プレミアムが付き、リードタイムが長くなる。

  • 原料ニッケル価格の方向性、溶融ルート(VIM、VAR、ESR)、認証(真空処理とエアメルト)がサーチャージに影響する。サプライヤーのサーチャージ指数は、母材の動きを反映した合金のサーチャージを持つニモニックのバリエーションを示す。

市場と技術動向

  1. 航空宇宙と電力需要の伸び: 予測によると、航空エンジン用および産業用ガスタービン用のニッケル合金の需要は10年を通じて継続的に伸びる見込みであり、これはニモニックをはじめとする高温超合金への関心の持続を裏付けている。

  2. ニッケル原料の動態: 精錬ニッケル生産能力の余剰(特にインドネシアの拡張)が2024~2025年のニッケル基準価格を押し下げ、合金の買い手に短期的なコスト削減をもたらす一方、一次生産者にはストレスがかかり、将来的な供給調整の可能性もある。この変動は、合金のサーチャージと注文の決定に影響を与え続けるだろう。

  3. アディティブ・マニュファクチャリング(AM): 複雑な冷却通路や補修作業用の高Ni合金の粉末床および指向性エネルギー蒸着への関心が高まっている。バイヤーは、AM プロセスの材料仕様適合性を確認する必要がある。

  4. 資格認定とサプライチェーンの現地化: OEMはますます、監査されたサプライ・チェーン、NADCAP互換の熱処理、文書化されたトレーサビリティを要求するようになっている。このことは、認定を受けた中国工場に機会を創出する一方で、欧米の適格なサプライヤーに対するプレミアムを強化する。

  5. 持続可能性とリサイクル: 再生ニッケル含有量とクローズドループのスクラップ慣行は、コストとコンプライアンスに影響する。

実用的なバイヤーの推薦: また、将来の価格リスクを軽減するために、広く認 められている指標に連動した合金サーチャージ条項を交 渉する。

MWA合金を選ぶ理由

MWAlloysは中国の製造パートナー及び厳選された仕入先から様々なニモニックグレードを供給しています。当社の標準サービス

  • 製品範囲: ニモニック75、80A、90、100および関連グレードの板、薄板、丸棒、鍛造ブランク、線材。

  • 証明書とトレーサビリティ: フルミルのテスト証明書(化学的、機械的)、オプションのPMIとNDT、航空宇宙オーダーのためのシリアル化。

  • 工場出荷時の価格: 透明性の高いFOB価格、ボリュームディスカウント、在庫サイズのリードタイムの短さを重視しています。

  • 迅速な配達: 在庫品は最寄りの中国倉庫から出荷。カスタム鍛造品および熱処理ロットは、合意されたスケジュールに従って出荷。

  • 価値あるサービス: 機械加工、精密鍛造、指定されたT/Tスケジュールへの時効硬化、QC報告。

RFQの仕様チェックリスト

見積もりを依頼する際には、その旨を明記すること:

  1. グレード (UNS / W-Nr. / AMS)。

  2. 製品の形状(板/棒/鍛造/線材)、寸法および公差。

  3. 熱処理条件(焼鈍/溶体化+時効)と要求硬度。

  4. 必要な証明書(MTC EN 10204 タイプ3.1 / AMS / NADCAP)。

  5. 数量、納入条件(FOB/CIF/DDP)、希望納入時期。

  6. 特殊検査:PMI、超音波/浸透探傷試験、温度での引張試験。

  7. 包装/識別(ヒートロット、バーマーク)。

これらの情報を前もって提供することで、見積もりの納期が短縮され、MWAlloysと工場パートナーが正確な価格を提示できるようになります。

よくあるご質問

1.850~900℃のタービン翼根部にはどのニモニック材種を選べばよいでしょうか?
この帯域で持続的な荷重をかけるには、旧型のニモニッ ク90または最新の高温用(90/105系)が代表的な選択肢となる。最終的な選択は、荷重スペクトル、環境、製造ルートによる。データシートからクリープ-破断曲線を確認する。

2.ニモニック合金は溶接できますか?
しかし、溶接手順と溶接後の熱処理は鋼種に よって異なる。鋼種によっては、析出状態を回復す るために入念なPWHTが必要なものもある。溶接の指導は、必ず製造業者に依頼すること。

3.ニモニックは腐食性の化学環境で使用できますか?
ニモニックは高温酸化によく耐えるが、侵食性の高い化学薬品や塩化物環境では、インコネルやハステロイの方がよい場合もある。最終的な材料選択の前に、使用環境を指定してください。

4 ニモニックの価格はどのように決まるのか?
価格は、ニッケルとクロムのベンチマークの動きに加え、加工(VIM/ESR/VAR)と認証のプレミアムを追ったものである。多くのサプライヤーは、母材価格に連動した合金サーチャージを追加する。

5.MWAlloysは航空宇宙規格の材料を供給できますか?
はい-航空宇宙産業のシリアルオーダーについては、要求された認証および検査プロトコルで工場を調整します。

6.標準的なニモニック80A棒鋼のリードタイムは?
在庫のある直径の場合、中国の倉庫からの通常出荷は1~3週間です。特注鍛造品や特殊な熱処理には時間がかかります。RFQでご確認ください。

7.ニモニックは積層造形に適していますか?
開発作業が進行中で、ニモニックの化学物質にはパウダーベッドやDEDのバリエーションがある。資格認定は部品ごとに残っている。

8.どのような試験証明書が標準ですか?
EN/ASTM形式によるミルテスト証明書(化学的+機械的)が標準であり、航空宇宙用にはより高いレベル(3.1、NADCAP記録)が要求される。

9.表面汚染を避けるためのニモニックの保管方法は?
最終熱処理前に残留物を除去する。最終熱処理前に残留物を取り除く。

10.ニモニックとインコネルの主な違いは何ですか?
ニモニックは、γ′析出硬化と熱間断面タービン用のクリープ強度に重点を置いています。インコネル・ファミリーには、固溶タイプと時効硬化タイプの両方があり、より幅広い耐食性オプションがあります。環境と負荷に合金を合わせる。

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