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UDIMET 520 ニッケル合金粉末

時刻:2025-09-03

UDIMET 520ニッケル合金粉末は、高温構造部品(特にタービンブレードやホットセクション部品)用に設計された高性能の析出硬化型ニッケル基超合金粉末です。優れた耐クリープ性、高温での高い引張強さ、強い耐酸化性を兼ね備えており、粉末冶金、熱間等方圧加圧(HIP)、溶射、重要部品の積層造形(SLM/EBM)に適した粉末です。MWAlloysは、100%工場価格、迅速な出荷のための在庫準備、航空宇宙および発電のバイヤーのための完全な材料トレーサビリティを備えた本物のUDIMET 520粉末を中国から供給しています。

UDIMET 520とは?

UDIMET 520は、高温構造用として設計されたニッケル基超合金ファミリーに属します。析出硬化型で、クロム、コバルト、モリブデン、チタン、アルミニウムをバランスよく配合し、ガンマプライムと炭化物の制御された析出によって強度を生み出しています。この組み合わせにより、ガスタービンの高温部や高応力の産業用エンジンに典型的な温度で、優れた引張特性とクリープ特性が得られます。これらの特徴により、UDIMET 520は、高温での寿命が重要な標準的な選択肢となっています。

代表的な化学組成

以下は、粉末の製造および受入試験に一般的に使用される実用的な組成表である。異なる製造業者からの個々のロットは、わずかな公差を示すことがあります。購入者は、出荷のたびに証明された化学分析(C of A)を要求する必要があります。

エレメント 典型的な限界範囲(wt%)
ニッケル(Ni) バランス(≒52-60)
クロム(Cr) 18.0 - 20.0
コバルト 11.0 - 14.0
モリブデン (Mo) 5.50 - 7.00
チタン(Ti) 2.90 - 3.25
アルミニウム(Al) 1.80 - 2.30
タングステン(W) 0.80 - 1.20
カーボン(C) 0.020 - 0.060
ホウ素(B) 0.004 - 0.010
その他(Fe、Si、Mn) ≤ 微量レベル

(業界のサプライヤーやデータシートが使用する参考組成概要)。

識別子と規格: UDIMET 520は、一般的にUNS N07520にリストされ、ニッケル合金メーカーや粉末メーカーの複数の技術製品データシートでカバーされています。鋳造/鍛造製品の形状によっては、受入および工程管理のためにAMS/業界仕様を参照しているものもあります。

UDIMET 520 ニッケル合金粉末
UDIMET 520 ニッケル合金粉末

主要な機械的特性と高温特性

この合金は、熱間断面用として評価される特性を兼ね備えている:

  • 高い引張強度 粉末冶金部品は、加工ルートや熱処理によって異なる。

  • 優れた耐クリープ性 正確な条件や部品の形状にもよるが、おおよそ700~900℃(1300~1650°F)の範囲の使用温度まで。

  • 良好な耐酸化性 クロムと制御されたAl/Tiバランスにより、保護スケール形成をサポートする。

  • 加工性高強度にもかかわらず、この合金は推奨される手順に従って鍛造、機械加工、熱処理が可能である。粉末成形では、機械加工を減らすためにHIPでニアネットシェイプが可能である。

(正確な機械的数値は、製品形状、加工パラメータ、熱処理によって異なる。必ず最近のロットのC of Aと機械試験報告書を要求すること)。

粉末の形状、粒度分布、製造ルート

メーカー各社は、最終用途に合わせたいくつかの形態でUDIMET 520パウダーを供給している:

  • 球状ガスアトマイズパウダー アディティブ・マニュファクチャリング(SLM/EBM)およびコールドスプレー/ホットスプレー用。典型的なAM粒子サイズ: 15-45 µm (しばしば15-53 µmと見積もられる)。より大きな分率(45~150µmまたは50~150µm)は、溶射または従来の粉末冶金作業を対象とする。

  • 粉末冶金原料:慎重にふるい分け、サイズ調整された粉末は、不活性雰囲気下で包装されるか、または表面状態を保持し、酸素のピックアップを最小限に抑えるために真空密封される。

  • カスタマイズ・ブレンド MWAlloys社では、少量(1~5kg)の開発品からバルクドラムまで、ロットサイズの手配が可能です。

粉体の品質管理 通常、粒度分布(PSD)、流動性(ホールフローまたは同等)、見かけ密度、酸素および窒素含有量、タップ密度、SEMによる形態チェックなどが含まれる。これらの測定基準は、AM層の成膜挙動と最終的な部品の性能を制御します。

一般的な積層造形、圧密、溶射ガイダンス

  • 選択的レーザー溶融/粉末床融合(SLM/PBF): UDIMET 520パウダーは、プロセスウィンドウが最適化されている場合、SLMシステムで良好な性能を発揮する。クラックと残留応力を制限するために、不活性雰囲気(低O₂<100ppm)、厳密に制御された層厚、および最適化されたエネルギー密度を使用する。HIPおよび溶体化/時効熱処理を含む後処理は、最高の耐クリープ性をもたらす。

  • 電子ビーム溶解(EBM): EBMは熱勾配を減少させ、特定の超合金粉末のクラックリスクを低下させることができるが、表面仕上げと微細構造はSLMとは異なる。

  • 溶射/HVOF: UDIMET 520コーティングは高温環境下での耐酸化性を提供する。予熱と基材との適合性には注意が必要です。

一般的な産業用途

この合金は、高温での強度と耐久性が要求される場所で広く使用されている:

  • ガスタービンのブレードとベーン部品 航空機エンジンおよび陸上タービン用。

  • 高温シール、シュラウド、燃焼器ハードウェア 発電においてである。

  • 航空宇宙部品 耐疲労性、クリープ強度、酸化安定性のバランスが求められる。

  • 溶射および補修用途 形状や表面耐久性の回復が必要な部品向け。

冶金的挙動、熱処理、溶接の注意点

  • 析出硬化: 制御された溶体化処理と時効処理により、マトリックスを強化する微細なγ'(ガンマプライム)析出物が生成される。熱処理スケジュールはプロセスに依存するため、推奨サイクルは技術データシートまたはサプライヤーの技術支援から入手する必要がある。

  • 粒成長と炭化物の挙動: 鍛造部品では、結晶粒径と炭化物分布を制御するこ とでクリープ寿命が向上する。粉末冶金およびHIP材は、通常、均一な組織を示すが、最適化された熱処理によるメリットがある。結晶粒成長と炭化物の析出に関する研究により、UDIMET 520の微細構造が熱暴露に敏感であることが確認されています。

  • 溶接: ろう付けまたは補修用溶接ワイヤーは、化学的性質に 適合し、適格でなければならない。重要な部品については、溶 接補修または溶射+HIPによる補修が望ましい。

品質保証、テスト、トレーサビリティ

MWAlloysは、航空宇宙および発電の顧客のために厳格な管理を実施している:

  • フル 材料証明書(C of A) 化学分析、PSD、O₂/N₂含有量、密度、表面状態。

  • 機械試験 代表的なロットについて、常温および高温での引張試験、クリープ試験証明書を提供することも可能です。

  • 非破壊検査 (NDT) 連結コンポーネントに利用可能なオプション(超音波、X線透視など)。

  • トレーサビリティ ロット番号、ヒート番号、包装記録とともに、メルトから完成パウダーまで。これは、厳しい調達要件を持つ顧客にとっては必須である。

AMSやUNSといった業界標準は一般的に参照される。

取り扱い、保管、安全性、ベストプラクティス

  • ストレージ: 元の真空包装または不活性ガス下に密封して保管する。酸化物/水酸化物の生成を避けるため、湿度の高い空気への暴露は最小限に抑える。

  • ダストコントロール: 金属微粉末は吸入および爆発の危険性がある。接地した導電性容器、局所排気装置、集塵PPEを使用する。

  • 配送: MWAlloysは金属粉末のIATA/IMDG規則に従って出荷しています。

  • 加工の安全性: AM の間は、推奨される保護具を使用してください: ヒューム抽出器、粉末取扱手順、および酸素レベルの管理。UDIMET 520 粉末の MSDS に従うこと。

MWAlloysを選ぶ理由

  • 工場出荷時の価格: MWAlloysはUDIMET 520パウダーを認可を受けたパウダーメーカーから直接調達し、サプライチェーンにおけるコストマージンを削減するために100%工場価格を提供しています。

  • 在庫と迅速な発送: 一般的な粒度範囲(15-45µm、15-53µm、45-150µm)の標準粉体分画を中国に在庫しており、迅速な出荷が可能です。

  • 技術サポート: ほとんどの出荷品には、文書、推奨プロセス、およびオプションのテストレポートが添付されています。

  • カスタムサービス: 開発サンプルからバルクドラムまでのロットサイズ、OEMのためのプライベートラベル、認定書類作成の支援。

  • トレーサビリティとQC: 完全なC of A、メルトからパウダーまでの材料トレーサビリティ、オプションの第三者試験。

比較ノートUDIMET 520と類似合金の比較

  • UDIMET 520とINCONEL 718の比較: UDIMET 520は、温度クリープ強度が高く、析出化学 的性質が異なり、鍛造/熱処理窓も異なる傾向があ る。718は広範な加工性と溶接のしやすさの点でよく好まれ、UDIMET 520はより高温の部位に選ばれる。

  • UDIMET 520と他のUDIMETグレード(720など)の比較: 合金バランスは異なる。その選択は、使用温度、酸化環境、機械的要求によって決定される。

実用的な選択チェックリスト

  1. 確認 必須製品フォームAM用の球状ガスアトマイズ粉末、またはスプレー用の粗い粉末。

  2. 指定する 粒度分布(PSD) と最大酸素含有量。

  3. 頼む C of A 元素アッセイと不純物レベルとともに。

  4. リクエスト 流動性 と見かけ密度数値はAM資格のためのものである。

  5. 計画 後処理:HIP、溶体化/時効熱処理、機械加工許容値。

  6. 定義 NDTと機械試験 受理される前の要件

  7. 確保する 包装と賞味期限 お客様の物流ニーズにお応えします。

  8. 確認 トレーサビリティー メルトからパウダーへ。

  9. 明確にする 保証 および不適合区画の返品ポリシー。

  10. 評価 総陸揚げコスト 関税、リードタイムを含む。

有用な技術表

表 A - 代表的なパウダー製品

商品コード PSD (µm) フォーム 典型的な梱包
MW-U520-AM15 15-45 (15-53) 球状、ガスアトマイズ 1kg、5kg真空パック
MW-U520-SP50 45-150 溶射用粗球 10kgドラム
MW-U520-BULK 15-150(カスタム) PM用バルクパウダー 25-50 kgドラム

(正確なSKUは現在の在庫によります。最新の在庫についてはMWAlloysの営業にお問い合わせください。)

表 B - 代表的な機械的特性

テスト条件 収量 (0.2%) 引張UTS
鍛造/鍛造、エイジング 800-900 MPa 1100-1400 MPa 熱処理による
パウダーコンソリデッド+HIP+エイジ 下界は変化する プロセス依存 プロセス固有のテストデータを要求する。

よくあるご質問

  1. UDIMET 520パウダーは何によく使用されますか?
    航空宇宙および発電用のタービンブレード、シュラウド、燃焼器部品などの高温構造部品。

  2. アディティブ・マニュファクチャリングにはどのような粒子径の製品を提供していますか?
    典型的な生産範囲:15-45 µmと15-53 µm。開発ロットにはカスタムふるい分けが可能。

  3. MWAlloysはC of Aとトレーサビリティを提供しますか?
    はい。各ロットは、完全な化学分析、PSDデータ、ロット/ヒートナンバートレーサビリティ付きで出荷されます。

  4. UDIMET 520パウダーはどのように保管すればよいですか?
    密封された真空包装または不活性包装のまま、涼しく乾燥した場所に保管すること。

  5. UDIMET 520は、熱間静水圧プレスなしのSLMに適していますか?
    部品はSLMで印刷できるが、最高のクリープと疲労性能を得るには、HIP+溶体化/時効熱処理を推奨する。

  6. MWAlloysはどのような認証に対応していますか?
    標準材料認証(C of A)を含む。航空宇宙発注の場合、追加試験または第三者認証は交渉可能。

  7. UDIMET 520パウダーはIN718と比べてどうですか?
    一般にUDIMET 520は高温クリープ強度に優れ、IN718は中温用で溶接や機械加工が容易である。使用温度と必要な性能に合わせて選択する必要がある。

  8. 一般的な粉体QCテストとは?
    PSD、形態、流動性、見かけ密度/タップ密度、酸素/窒素含有量、化学分析。

  9. サンプルやバルクにはどのような梱包オプションがありますか?
    サンプル用真空密封フォイルパウチ(1~5kg)、バルク用密封ドラム(10~50kg)。特注パッケージも承ります。

  10. MWAlloysは中国からどのくらいの速さで出荷できますか?
    在庫のある商品については、数量や輸出事務手続きにより、通常、即日出荷から数営業日かかります。正確な納期については営業部までお問い合わせください。

資格認定と調達に関する実務上の留意点

  • プロトタイプの段階: 少量の開発ロット(1~5kg)を注文し、AMトライアルビルドとポストプロセスHIPを実施する。微細構造と機械的性能を確認する。

  • 資格: サプライヤーの C of A、受入検査、工程パラメータ、最終部品試験などの監査証跡を維持する。フライト・ハードウェアまたは重要なパワー・コンポーネントの場合は、サプライヤとプライム・コントラクターの適格性確認ステップに従う。

  • コスト管理: MWAlloysの工場価格は単価を下げます。後処理(HIP、機械加工、テスト)を部品あたりの合計価格に組み込みます。

権威ある参考文献

声明この記事は、MWalloysの技術専門家であるイーサン・リーの査読を経て掲載された。

MWalloys エンジニア ETHAN LI

イーサン・リー

グローバルソリューションディレクター|MWalloys

イーサン・リーはMWalloysのチーフ・エンジニアで、2009年より現職。1984年生まれの彼は、2006年に上海交通大学で材料科学の工学学士号を取得し、2008年にパデュー大学ウェストラファイエット校で材料工学の工学修士号を取得した。MWalloys社での過去15年間、イーサンは高度な合金配合の開発を主導し、分野横断的な研究開発チームを管理し、厳格な品質とプロセスの改善を実施し、同社の世界的な成長を支えてきた。研究室の外では、熱心なランナー、サイクリストとしてアクティブなライフスタイルを維持し、家族と新しい目的地を探索することを楽しんでいる。

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