インコネル718（UNS N07718） – 高強度用途向け析出硬化型ニッケルクロム合金

簡単な説明：

インコネル718（UNS N07718 /W.Nr. 2.4668 / GH4169) は、優れた高温強度と耐食性を備えた析出硬化型ニッケル・クロム・鉄合金です。Womic Steel は、航空宇宙、ガスタービン、船舶、原子力、石油・ガス用途向けに、シームレスパイプ、溶接パイプ、鋼棒、鋼板、鋼コイル、ストリップ、フランジ、継手、鍛造品、ワイヤ、ファスナー、バルブなど、さまざまな製品形態でインコネル 718 を供給しています。

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製品詳細

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製品概要

インコネル718は、世界で最も広く使用されているニッケル基超合金であり、高温合金の「主力」と称されることが多い。1950年代にインターナショナル・ニッケル社によって開発されたこの合金は、制御された二段階時効熱処理中にγ″（Ni₃Nb）相とγ′（Ni₃(Al,Ti)）相が析出することで、卓越した強度を実現している。引張強度は1,275～1,380MPaに達し、ニッケル合金の中でも最高レベルの強度対重量比を誇りながら、優れた加工性と溶接性も兼ね備えている。

主な特徴は以下のとおりです。

卓越した高温強度最高700℃（1300°F）
析出硬化時効中のγ″相およびγ′相の形成を通じて
優れたクリープ破断耐性650～700℃
優れた耐酸化性と耐腐食性多様な環境において
優れた耐疲労性および破壊靭性
優れた溶接性– 最も溶接性に優れたニッケル基超合金の一つ
幅広い温度範囲に対応可能極低温（-253℃）から700℃まで

化学組成

要素	コンテンツ（％）	役割
ニッケル（Ni）	50.0～55.0	基幹元素であり、オーステナイト安定性と応力腐食割れ耐性を提供する。
クロム（Cr）	17.0～21.0	酸化耐性があり、保護的なCr₂O₃スケールを形成します。
鉄（Fe）	バランス	費用対効果の高い基本要素であり、固溶強化に関与する。
ニオブ＋タンタル（Nb＋Ta）	4.75～5.50	主要なγ″強化相（Ni₃Nb）、重要な差別化要因
モリブデン（Mo）	2.80～3.30	固溶強化、クリープ耐性
チタン（Ti）	0.65～1.15	γ’相生成（Ni₃Al、Ti）、二次強化
アルミニウム（Al）	0.20～0.80	γ′相形成、耐酸化性
コバルト（Co）	≤ 1.00	残留元素であり、固溶強化に寄与する。
炭素（C）	≤ 0.08	炭化物形成剤、粒界強化
マンガン（Mn）	≤ 0.35	脱酸素剤
シリコン（Si）	≤ 0.35	脱酸素剤
リン（P）	≤ 0.015	不純物、厳密に管理
硫黄（S）	≤ 0.015	不純物、厳密に管理
ホウ素（B）	≤ 0.006	粒界強化により、クリープ耐性が向上する。
銅（Cu）	≤ 0.30	残留元素

機械的特性

室温における特性（経年劣化状態）

財産	ASTM規格要件	典型的な達成値
抗張力	≥ 1,240 MPa (180 ksi)	1,275～1,380 MPa
降伏強度（0.2%オフセット）	≥ 1,034 MPa (150 ksi)	1,030～1,170 MPa
伸長	12%以上	12～25％
硬度	—	36～44 HRC
密度	8.19 g/cm³
融解範囲	1,260～1,340℃
弾性率	20℃で200GPa
熱伝導率	20℃で11.4 W/m·K
透磁率	非磁性

高温における機械的特性

温度 °C	引張強度（MPa）	降伏強度（MPa）
20	1,275～1,380	1,030～1,170
540	1,150	960
650	1,030～1,100	850～860
700	—	700

クリープ破断強度

温度	応力（MPa）	破裂寿命
650℃	690	100時間以上
700℃	620	100時間以上
650℃	586	1,000時間以上

インコネル718の主な利点

析出硬化機構インコネル718は、時効熱処理中にγ″（Ni₃Nb）相とγ′（Ni₃(Al,Ti)）相が析出することで強度を発揮します。γ″相は主要な強化機構であり、その体積分率は約12～20%に達します。他の多くの析出硬化型合金とは異なり、インコネル718は時効反応が緩やかであるため、加工範囲が広く、溶接性にも優れています。

卓越した高温強度インコネル718は、700℃（1300°F）までの高い引張強度、疲労強度、クリープ破断強度を維持します。650℃における降伏強度は、他のすべての鍛造超合金を凌駕します。この合金は650～700℃の温度範囲で優れたクリープ耐性を示し、長期にわたる高温使用に最適な材料となっています。

優れた溶接性インコネル718は、ニッケル基超合金の中で最も溶接性に優れた合金として広く知られています。多くの析出硬化型合金は時効割れを起こしやすいのに対し、インコネル718は焼鈍状態と時効状態のどちらでも大きなリスクなく溶接できます。この合金は溶接割れに対する耐性が非常に高く、TIG溶接、MIG溶接、電子ビーム溶接、レーザー溶接など、様々な溶接方法で溶接可能です。溶接後の簡単な時効処理で、溶接継手は通常、母材とほぼ同等の強度が得られます。

幅広い温度範囲に対応この合金は、極低温（-253℃）から700℃まで安定した特性を維持します。極低温では、延性から脆性への遷移を起こすことなく強度と靭性が向上するため、液体水素および液体酸素システムに適しています。このような広い動作範囲は、超合金の中でも稀です。

優れた耐食性クロム含有量17～21%のインコネル718は、多様な環境下で酸化、孔食、応力腐食割れに対して優れた耐性を発揮します。海水、塩水噴霧、酸性媒体、高温酸化性雰囲気など、様々な環境下で良好な性能を示します。コバルト含有量が低い（1.0%以下）ため、放射線放射化が懸念される原子力用途にも適しています。

優れた加工性インコネル718は、900～1150℃での熱間加工と、標準的な技術を用いた冷間加工が可能です。冷間加工により、十分な延性を維持しながら強度を大幅に向上させることができます。この合金は、適切なパラメータを用いれば、超硬工具またはセラミック工具による機械加工が可能です。

インコネル718とインコネル625の比較

財産	インコネル718	インコネル625
強化メカニズム	析出硬化（γ″ + γ′）。熱処理が必要。	固溶強化（熱処理不要）
抗張力	≥ 1,240 MPa (180 ksi)	約690 MPa (100 ksi)
温度調節機能	-253℃～700℃	極低温から982℃（1800°F）まで
鉄分含有量	約15～20％	≤5%
ニオブ含有量	4.75～5.50%（γ″の臨界値）	3.15～4.15％
モリブデン含有量	2.80～3.30％	8～10％（耐孔食性）
主な差別化要因	最高の強度、溶接性、疲労耐性	海水や酸に対する優れた耐食性
推奨対象	航空宇宙用タービンディスク、ジェットエンジン、ロケットモーター、HPHT石油・ガス、ファスナー	海洋環境、海水配管、化学処理、排煙脱硫

インコネル718を選ぶべき時：700℃までの高温強度、クリープ耐性、疲労性能が最大限に求められる用途で、耐食性は二次的な要件です。代表的な用途としては、タービン部品、ロケットエンジン、高温高圧（HPHT）環境下の石油・ガスなどが挙げられます。

インコネル625を選ぶべき時：海水、酸、高塩化物環境において、中程度の強度で十分な優れた耐食性が求められる用途。代表的な用途：海洋配管、化学処理、排煙脱硫装置。

インコネル718の熱処理

インコネル718は、最適な機械的特性を得るために、特定の熱処理手順を必要とする。

標準熱処理：

1. 溶液アニール：927～1010℃（1700～1850°F）で1時間保持後、急速冷却（水または油による急冷）

目的：析出物をすべて溶解し、単相オーステナイトを得る。

2. 第一段階の老化：718℃（1325°F）で8時間保持後、炉を620℃まで冷却する。

3. 第二段階の老化：620℃（1150°F）で8～10時間、合計熟成時間18時間、空冷

目的：γ″相とγ′相を析出させ、最大の強度とクリープ耐性を得る。

代替温熱療法（ストレス緩和効果を高めるため）：

溶液アニール：1038～1066℃（1900～1950°F）、急速冷却
第一段階の老化：760℃（1400°F）で10時間保持後、炉を650℃まで冷却する。
第二段階の老化：650℃（1200°F）で20時間加熱後、空冷

重要な考慮事項：

γ″相（Ni₃Nb）は主要な強化相であり、準安定相である。650℃を超えると、安定なδ相（Ni₃Nb、斜方晶系）に相転移し、強度が低下する。
600～800℃での長時間の曝露は、粒界にδ相を析出させ、靭性を低下させる可能性がある。
固溶化熱処理後の冷却速度は、有害な析出物を抑制するために速くなければならない。

Womic Steel社が提供する製品形態

シームレスパイプおよびシームレスチューブ

外径：6mm～350mm（1/4インチ～14インチ）
壁の厚さ：1mm～40mm（スケジュール5S～XXS）
長さ：最大12メートル
基準:ASTM B983、AMS 5589、AMS 5590
アプリケーション:熱交換器チューブ、高圧流体システム、航空宇宙用チューブ、計装ライン
キーワード:インコネル718シームレスパイプ、UNS N07718チューブ、2.4668シームレスチューブ、GH4169パイプ、高強度ニッケルチューブ

溶接パイプ

外径：50mm～1200mm（2インチ～48インチ）
壁の厚さ：1.0mm～30mm
基準:ASTM B904、ASTM B906
アプリケーション:大径プロセス配管、熱交換器シェル、構造用途
キーワード:インコネル718溶接管、合金718 ERW管、大径ニッケル管

鋼棒（丸棒、角棒、平棒、六角棒）

直径：5mm～600mm
表面：熱間圧延、光沢（冷間引抜き）、研削、旋削、皮むき
基準:ASTM B637、AMS 5662（溶体化処理）、AMS 5663（時効処理）、AMS 5664
アプリケーション:タービンディスク、シャフト、バルブステム、ファスナー、ボルト、スタッド、機械加工用材料、スプリング
キーワード:インコネル718丸棒、UNS N07718棒、GH4169棒、ニッケル合金棒、高強度超合金棒

鋼板・鋼シート

厚さ：0.5mm～150mm
幅：最大2500mm
基準:ASTM B670、AMS 5596、AMS 5597
アプリケーション:圧力容器シェル、構造部品、フランジブランク、ロケットモーター部品
キーワード:インコネル718板、合金718シート、GH4169板、高温合金シート

鋼板コイルおよび鋼帯

厚さ：0.5mm～6.0mm
幅：10mm～1500mm
基準:ASTM B670、AMS 5596
アプリケーション:成形部品、ベローズ、伸縮継手、プレス加工品、薄肉管
キーワード:インコネル718コイル、ニッケル合金ストリップ、GH4169コイル

フランジおよび配管継手

種類：溶接ネック、スリップオン、ブラインド、ソケット溶接、ねじ込み、ラップジョイント
サイズ：1/2インチ～48インチ（DN15～DN1200）
耐圧性能:クラス150～クラス2500
基準:ASTM B637、ASME B16.5、ASME B16.47
キーワード:インコネル718フランジ、合金718溶接ネックフランジ、N07718継手

鍛造品

種類：リング、ディスク、シャフト、バルブ本体、タービン部品、カスタム形状
重さ：1個あたり最大5,000kg
基準:ASTM B637、AMS 5662、AMS 5663、AMS 5664
アプリケーション:タービンディスク、コンプレッサーディスク、エンジンケーシング、ロケットモーター部品
キーワード:インコネル718鍛造品、GH4169鍛造リング、タービンディスク鍛造品

インコネル718バルブ

種類：ボールバルブ、ゲートバルブ、グローブバルブ、チェックバルブ
サイズ：1/2インチ～24インチ（DN15～DN600）
耐圧性能:クラス150～クラス2500
温度範囲:-253℃～+700℃
設計基準：API 608、API 6D、ASME B16.34
座席：ステライト硬化処理、RPTFE、PEEK
作動：手動式、空気圧式、電動式
アプリケーション:HPHT石油・ガス、高温プロセス隔離、タービン制御システム、原子力サービス
キーワード:インコネル718ボールバルブ、合金718ゲートバルブ、高温ニッケルバルブ

ワイヤーとファスナー

ワイヤーの直径：0.5mm～12mm
留め具：ボルト、ナット、スタッド、ネジ、ワッシャー、スプリング
基準:ASTM B637、AMS 5662、AMS 5663、AMS 5832
キーワード:インコネル718ワイヤー、GH4169ファスナー、ニッケル合金ボルト、高温スプリング

インコネル718の用途

航空宇宙インコネル718は、高圧コンプレッサーディスク、タービンディスク、タービンシャフト、コンプレッサーブレード、燃焼室、アフターバーナー部品、エンジンケーシングなど、ジェットエンジン部品の業界標準合金です。この合金は、ロケットモーター部品、推力室、ターボポンプ、宇宙船構造にも使用されています。航空宇宙分野で最も広く使用されている超合金です。

エネルギーと発電この合金は、陸上および船舶用ガスタービンのタービンディスク、ブレード、トランジションダクト、締結部品など、ガスタービン部品に幅広く使用されています。650～700℃における耐クリープ性により、発電設備における長期使用に適しています。

原子力産業インコネル718は、原子炉圧力容器、蒸気発生器チューブ、制御棒駆動機構、炉心内部構造などに使用されます。コバルト含有量が低い（1.0%以下）ため、放射性放射化を最小限に抑えることができ、原子力用途に適しています。

石油・ガスこの合金は、高圧高温（HPHT）坑口装置、坑内管状部品、チュービングハンガー、バルブ、ポンプ、および硫化水素を含む環境下での海底機器に指定されています。インコネル718は、硫化水素を含む環境下での硫化物応力割れおよび水素誘起割れに耐性があります。

高温用ファスナーインコネル718は、タービンボルト、スタッド、ナット、ねじなど、最高700℃の温度で使用される高温締結部品の標準材料です。応力緩和に対する耐性により、長期にわたる接合部の完全性が確保されます。

極低温応用この合金は、-253℃までの極低温下でも優れた靭性を維持するため、液体水素および液体酸素の貯蔵タンクやシステムに適しています。

規格および仕様

製品形態	ASTM規格	ASME規格	AMS規格
シームレスパイプ／チューブ	ASTM B983	—	AMS 5589、AMS 5590
バー/ロッド	ASTM B637	ASME SB-637	AMS 5662、AMS 5663、AMS 5664
プレート／シート／ストリップ	ASTM B670	—	AMS 5596、AMS 5597
鍛造品	ASTM B637	ASME SB-637	AMS 5662、AMS 5663、AMS 5664
ワイヤー	ASTM B637	—	AMS 5832、AMS 5962
UNS指定	N07718
材料番号	2.4668
DIN規格	NiCr19Fe19NbMo
中国語版	GH4169 / GH169

よくある質問

Q：インコネル718とインコネル625の違いは何ですか？

A：インコネル718は析出硬化（γ″相およびγ′相）により高温強度（700℃まで）に優れ、一方インコネル625は固溶強化により耐食性（海水、酸）に優れています。強度が重要な用途には718を、腐食が重要な環境には625を選択してください。718の密度は8.19 g/cm³、625の密度は8.44 g/cm³です。

Q：インコネル718の最高使用温度は何度ですか？

A：インコネル718は、700℃（1300°F）までの長期使用に耐えるように設計されています。酸化耐性に関しては、980℃（1800°F）までの短時間の使用は可能ですが、700℃を超えると強度が著しく低下します。

Q：インコネル718は容易に溶接できますか？

A：はい。インコネル718は、ニッケル基超合金の中で最も溶接性に優れていると広く認識されています。優れた耐歪み時効割れ性を示し、TIG溶接、MIG溶接、電子ビーム溶接、レーザー溶接など、あらゆる溶接方法で、焼鈍状態と時効状態のどちらでも溶接可能です。溶接後の割れの問題もなく溶接できる材料として適していると考えられています。

Q：インコネル718に相当する中国製の合金は何ですか？

A：中国における同等規格はGH4169とGH169（GB/T 14992）です。これらのグレードは、高温合金に関する中国国家規格に適合しています。

Q：インコネル718にはどのような製品形態がありますか？

A：Womic Steel社は、インコネル718をシームレスパイプ、溶接パイプ、鋼棒、鋼板、鋼コイル、鋼帯、フランジ、継手、鍛造品、ワイヤー、スプリング、ファスナー、バルブなどの形で供給しています。製品の仕様とサイズ範囲の詳細は、製品在庫状況のセクションに記載されています。

Q：インコネル718は熱処理が必要ですか？

A：はい。インコネル718は析出硬化熱処理によって卓越した強度を実現します。標準的なプロセスは、固溶化熱処理（927～1010℃）の後、二段階時効処理（718℃で8時間、炉内で620℃まで冷却、8～10時間保持）を行います。

Q：インコネル718は磁性体ですか？

A：いいえ。インコネル718はあらゆる条件下で非磁性であるため、磁気干渉を避ける必要がある用途に適しています。

Q：インコネル718の疲労性能はどのようなものですか？

A：インコネル718は高温下で優れた疲労耐性を示します。650℃における高サイクル疲労（HCF）限界は400MPaを超え、繰り返し荷重や熱疲労を受ける用途に適しています。

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Womic Steelは、航空宇宙、ガスタービン、原子力、および世界中のHPHT石油・ガス用途向けに、インコネル718（UNS N07718、GH4169）シームレスパイプ、溶接パイプ、鋼棒、鋼板、鋼コイル、フランジ、継手、鍛造品、バルブ、ファスナー、スプリングを提供する信頼できるパートナーです。完全なトレーサビリティ、船級協会認証（CCS、ABS、BV、DNV、LR）、およびEN 10204タイプ3.1/3.2の文書をご用意しています。