インコネルvsステンレス鋼

‍ インコネル

インコネルは、高い耐食性、耐酸化性、高温での強度、および耐クリープ性を特徴とするニッケルクロムベースの超合金のクラスです。インコネルは、2つの要因により、高温と非常に腐食性の高い環境に耐えることができます。 1つの理由は、ガンマダブルプライム（ɣ ’’）相で金属間化合物Ni3Nbが形成されるためです。この金属間化合物相は、粒界の「接着剤」として機能します。この「接着剤」は、高温に加熱されたときに粒子のサイズが大きくなるのを防ぎます（ほとんどの場合、粒子が小さいほど強度が高く、粒子が大きいほど延性が高くなります）。第二に、インコネルは、加熱すると不動態化層が形成されるため、耐食性が高くなります。これらの両方の要因により、インコネルは高温セクションのガスタービンから深海の坑井掘削までの用途に理想的な合金になっています。では、これらの合金の欠点は何ですか？それらは高価で、機械加工が難しく、作業が困難です。

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ステンレス鋼

ステンレス鋼は、10.5重量％を超えるクロム含有量が特徴です。ステンレス鋼は、従来の鋼よりも高い耐食性を備えています。ステンレス鋼には、オーステナイト系、フェライト系、マルテンサイト系、二相系、および析出硬化型ステンレス鋼の5つのクラスがあります。これらのステンレス鋼は、これらの合金で形成される微細構造にちなんで名付けられました。二相ステンレス鋼はオーステナイト系ステンレス鋼とフェライト系ステンレス鋼の混合物であり、析出硬化とは、これらのクラスのステンレス鋼の強度を高めるために析出物が形成される可能性があることを意味します。ステンレス鋼の強度と耐食性は、これらの微細構造に依存します。たとえば、オーステナイト系ステンレス鋼は、最も延性のあるクラスのステンレス鋼になるだけでなく、最も耐食性も高くなります。一方、マルテンサイト系は通常、強度ははるかに高くなりますが、耐食性は低くなります。オーステナイト系ステンレス鋼は、マルテンサイト系ステンレス鋼に見られる小さな旋盤構造と比較して、より大きく、より等軸の結晶粒構造を持っているため、これらの特性が得られます。ステンレス鋼は、包丁から構造建築用途、生物医学および食品加工用途まで、あらゆるものに見られる多様な合金のグループです。

‍ 違いは何ですか？

一つには、インコネルはステンレス鋼合金よりもはるかに高価です。インコネルはまた、高温での耐食性と強度がはるかに優れています。ただし、低温では、17-4PHステンレス鋼のような鋼はインコネルよりも強度が高くなります。 2つの異なる合金を決定する場合、主な決定要因はコスト、温度、および強度です。低コストであるが比較的強力な部品が必要な場合は、おそらくステンレス鋼が最適です。高温のニーズでエアクリティカルなコンポーネントが必要な場合、インコネルはその用途にはるかに優れた合金です。

なぜ3Dプリントするのですか？

インコネルは非常に高価で機械加工が難しいため、3Dプリントがはるかに簡単になります。 3D印刷は、廃棄物の量、人件費、工具費を削減し、リードタイムを短縮します。これにより、部品のコストを削減できます。一方、ステンレス鋼は、用途、部品の現在のコスト、および機械加工性に大きく依存します。 Markforged Metal Xを使用したインコネルとステンレス鋼の両方の3D印刷は、インコネル625材料の石油およびガス産業のアプリケーションや、レガシー部品を17-4 PHステンレス鋼に置き換えるなど、多くのアプリケーションに最適なソリューションです。これらの部品を3D印刷すると、コスト、材料の無駄、およびリードタイムを削減できます。これは、インコネル625のような高コストの合金や、不可能なレガシー部品によるリードタイムの​​短縮で重要です。