DIN 17460 X8CrNiMoNb16-16 – 高温用途向け固溶処理済みオーステナイト系ステンレス鋼
X8CrNiMoNb16-16 (1.4550相当) の概要
DIN 17460規格のX8CrNiMoNb16-16は、ニオブ（コロンビウム）で安定化されたオーステナイト系ステンレス鋼で、固溶処理状態で供給されます。700°Cまでの高温強度と800°Cまでの酸化抵抗性を持ち、タービン・蒸気装置製造（ブレード、バルブ、ボルト）、原子炉部品、化学プラント装置に使用されます。Mo添加により耐孔食性・隙間腐食性が向上しています。
一般特性
| 特性 | 温度 | 値 |
|---|
| 密度 | 20 °C | 8.01 g/cm³ |
| 密度 | 50 °C | 8.00 g/cm³ |
| 密度 | 100 °C | 7.98 g/cm³ |
| 密度 | 150 °C | 7.96 g/cm³ |
| 密度 | 200 °C | 7.94 g/cm³ |
| 密度 | 250 °C | 7.91 g/cm³ |
| 密度 | 300 °C | 7.89 g/cm³ |
| 密度 | 350 °C | 7.87 g/cm³ |
| 密度 | 400 °C | 7.84 g/cm³ |
| 密度 | 450 °C | 7.82 g/cm³ |
| 密度 | 500 °C | 7.80 g/cm³ |
| 密度 | 550 °C | 7.77 g/cm³ |
| 密度 | 600 °C | 7.75 g/cm³ |
| 密度 | 650 °C | 7.72 g/cm³ |
| 密度 | 700 °C | 7.70 g/cm³ |
| 密度 | 750 °C | 7.67 g/cm³ |
| 密度 | 800 °C | 7.65 g/cm³ |
機械的特性
| 特性 | 温度 | 値 |
|---|
| 弾性率 | −100 °C | 206 GPa |
| 弾性率 | 20 °C | 196–198 GPa |
| 弾性率 | 50 °C | 195.1 GPa |
| 弾性率 | 100 °C | 190–192 GPa |
| 弾性率 | 150 °C | 186.9 GPa |
| 弾性率 | 200 °C | 182–183 GPa |
| 弾性率 | 250 °C | 178.5 GPa |
| 弾性率 | 300 °C | 174–175 GPa |
| 弾性率 | 350 °C | 169.9 GPa |
| 弾性率 | 400 °C | 165.7–167 GPa |
| 弾性率 | 450 °C | 161.7 GPa |
| 弾性率 | 500 °C | 157.6–159 GPa |
| 弾性率 | 550 °C | 153.6 GPa |
| 弾性率 | 600 °C | 149.8–150 GPa |
| 弾性率 | 650 °C | 146.0 GPa |
| 弾性率 | 700 °C | 142–142.3 GPa |
| 弾性率 | 750 °C | 138.8 GPa |
| 弾性率 | 800 °C | 134–135.3 GPa |
| 伸び | 20 °C | 22–35 % |
| ポアソン比 | 20–150 °C | 0.28 |
| ポアソン比 | 200 °C | 0.29 |
| ポアソン比 | 250–350 °C | 0.30 |
| ポアソン比 | 400–600 °C | 0.31 |
| ポアソン比 | 650 °C | 0.32 |
| ポアソン比 | 700–800 °C | 0.33 |
| せん断弾性率 | 20 °C | 77.3 GPa |
| せん断弾性率 | 50 °C | 76.3 GPa |
| せん断弾性率 | 100 °C | 74.7 GPa |
| せん断弾性率 | 150 °C | 72.8 GPa |
| せん断弾性率 | 200 °C | 70.8 GPa |
| せん断弾性率 | 250 °C | 68.9 GPa |
| せん断弾性率 | 300 °C | 67.0 GPa |
| せん断弾性率 | 350 °C | 65.2 GPa |
| せん断弾性率 | 400 °C | 63.5 GPa |
| せん断弾性率 | 450 °C | 61.8 GPa |
| せん断弾性率 | 500 °C | 60.1 GPa |
| せん断弾性率 | 550 °C | 58.6 GPa |
| せん断弾性率 | 600 °C | 57.0 GPa |
| せん断弾性率 | 650 °C | 55.4 GPa |
| せん断弾性率 | 700 °C | 53.5 GPa |
| せん断弾性率 | 750 °C | 52.4 GPa |
| せん断弾性率 | 800 °C | 50.9 GPa |
| 引張強さ | 20 °C | 530–690 MPa |
| 0.2%耐力 (Rp0.2) | 20 °C | 215 MPa |
| 0.2%耐力 (Rp0.2) | 100 °C | 195 MPa |
| 0.2%耐力 (Rp0.2) | 200 °C | 177 MPa |
| 0.2%耐力 (Rp0.2) | 300 °C | 157 MPa |
| 0.2%耐力 (Rp0.2) | 400 °C | 147 MPa |
| 0.2%耐力 (Rp0.2) | 500 °C | 137 MPa |
| 0.2%耐力 (Rp0.2) | 550 °C | 137 MPa |
| 0.2%耐力 (Rp0.2) | 600 °C | 132 MPa |
| 1.0%耐力 (Rp1.0) | 20 °C | 255 MPa |
| 1.0%耐力 (Rp1.0) | 100 °C | 225 MPa |
| 1.0%耐力 (Rp1.0) | 200 °C | 206 MPa |
| 1.0%耐力 (Rp1.0) | 300 °C | 186 MPa |
| 1.0%耐力 (Rp1.0) | 400 °C | 177 MPa |
| 1.0%耐力 (Rp1.0) | 500 °C | 167 MPa |
| 1.0%耐力 (Rp1.0) | 550 °C | 167 MPa |
| 1.0%耐力 (Rp1.0) | 600 °C | 162 MPa |
熱的特性
| 特性 | 温度 | 値 | 備考 |
|---|
| 熱膨張係数 | −100 °C | 1.49×10⁻⁵ 1/K | — |
| 熱膨張係数 | 20 °C | 1.61×10⁻⁵ 1/K | — |
| 熱膨張係数 | 100 °C | 1.63–1.67×10⁻⁵ 1/K | — |
| 熱膨張係数 | 200 °C | 1.69–1.72×10⁻⁵ 1/K | — |
| 熱膨張係数 | 300 °C | 1.73–1.77×10⁻⁵ 1/K | — |
| 熱膨張係数 | 400 °C | 1.78–1.81×10⁻⁵ 1/K | — |
| 熱膨張係数 | 500 °C | 1.82–1.84×10⁻⁵ 1/K | — |
| 熱膨張係数 | 600 °C | 1.85–1.88×10⁻⁵ 1/K | — |
| 熱膨張係数 | 700 °C | 1.87–1.91×10⁻⁵ 1/K | — |
| 熱膨張係数 | 800 °C | 1.94×10⁻⁵ 1/K | — |
| 熱膨張係数 | 900 °C | 1.97×10⁻⁵ 1/K | — |
| 熱膨張係数 | 1000 °C | 2.00×10⁻⁵ 1/K | — |
| 長期最高使用温度 | — | 0–700 °C | — |
| 融点 | — | 1230–1480 °C | オーステナイト系ステンレス鋼の代表値 |
| 比熱容量 | −100 °C | 440 J/(kg·K) | — |
| 比熱容量 | 20 °C | 450–472 J/(kg·K) | — |
| 比熱容量 | 100 °C | 487 J/(kg·K) | — |
| 比熱容量 | 200 °C | 503 J/(kg·K) | — |
| 比熱容量 | 300 °C | 512 J/(kg·K) | — |
| 比熱容量 | 400 °C | 520 J/(kg·K) | — |
| 比熱容量 | 500 °C | 530 J/(kg·K) | — |
| 比熱容量 | 600 °C | 541 J/(kg·K) | — |
| 比熱容量 | 700 °C | 551 J/(kg·K) | — |
| 比熱容量 | 800 °C | 559 J/(kg·K) | — |
| 比熱容量 | 900 °C | 565 J/(kg·K) | — |
| 比熱容量 | 1000 °C | 571 J/(kg·K) | — |
| 熱伝導率 | 20 °C | 13.5–16 W/(m·K) | — |
| 熱伝導率 | 100 °C | 14.9 W/(m·K) | — |
| 熱伝導率 | 200 °C | 16.7 W/(m·K) | — |
| 熱伝導率 | 300 °C | 18.3 W/(m·K) | — |
| 熱伝導率 | 400 °C | 19.8 W/(m·K) | — |
| 熱伝導率 | 500 °C | 21.3 W/(m·K) | — |
| 熱伝導率 | 600 °C | 22.7 W/(m·K) | — |
| 熱伝導率 | 700 °C | 24.2 W/(m·K) | — |
| 熱伝導率 | 800 °C | 25.6 W/(m·K) | — |
| 熱拡散率 | 20 °C | 3.6 mm²/s | — |
| 熱拡散率 | 100 °C | 3.7 mm²/s | — |
| 熱拡散率 | 200 °C | 4.0 mm²/s | — |
| 熱拡散率 | 300 °C | 4.4 mm²/s | — |
| 熱拡散率 | 400 °C | 4.6 mm²/s | — |
| 熱拡散率 | 500 °C | 4.7 mm²/s | — |
| 熱拡散率 | 600 °C | 4.9 mm²/s | — |
| 熱拡散率 | 700 °C | 5.2 mm²/s | — |
| 熱拡散率 | 800 °C | 5.5 mm²/s | — |
電気的特性
| 特性 | 温度 | 値 |
|---|
| 電気抵抗率 | 20 °C | 7.75–8.50×10⁻⁷ Ω·m |
| 電気抵抗率 | 50 °C | 8.00×10⁻⁷ Ω·m |
| 電気抵抗率 | 100 °C | 8.42×10⁻⁷ Ω·m |
| 電気抵抗率 | 150 °C | 8.74×10⁻⁷ Ω·m |
| 電気抵抗率 | 200 °C | 9.04×10⁻⁷ Ω·m |
| 電気抵抗率 | 250 °C | 9.35×10⁻⁷ Ω·m |
| 電気抵抗率 | 300 °C | 9.62×10⁻⁷ Ω·m |
| 電気抵抗率 | 350 °C | 9.90×10⁻⁷ Ω·m |
| 電気抵抗率 | 400 °C | 1.01×10⁻⁶ Ω·m |
| 電気抵抗率 | 450 °C | 1.04×10⁻⁶ Ω·m |
| 電気抵抗率 | 500 °C | 1.06×10⁻⁶ Ω·m |
| 電気抵抗率 | 550 °C | 1.08×10⁻⁶ Ω·m |
| 電気抵抗率 | 600 °C | 1.10×10⁻⁶ Ω·m |
| 電気抵抗率 | 650 °C | 1.11×10⁻⁶ Ω·m |
| 電気抵抗率 | 700 °C | 1.13×10⁻⁶ Ω·m |
| 電気抵抗率 | 750 °C | 1.15×10⁻⁶ Ω·m |
| 電気抵抗率 | 800 °C | 1.16×10⁻⁶ Ω·m |
化学成分 (質量%)
| 元素 | 含有量 |
|---|
| 炭素 (C) | 0.04–0.10 |
| クロム (Cr) | 15.5–17.5 |
| マンガン (Mn) | 1.50 最大 |
| モリブデン (Mo) | 1.6–2.0 |
| ニッケル (Ni) | 15.5–17.5 |
| リン (P) | 0.040 最大 |
| シリコン (Si) | 0.3–0.6 |
| 硫黄 (S) | 0.015 最大 |
| ニオブ (Nb) | 8×C% 以上（典型 0.6–1.0） |
注：Nbは炭化物安定化元素として添加され、晶界腐食感受性を防止します。本鋼種は材料番号1.4550（X6CrNiNb18-10）に近い組成ですが、Mo含有と高Ni・高Crが特徴です。
主な用途と特長
- タービン・蒸気装置：ブレード、バルブ、ボルト、フランジ（〜700°C）
- 原子力関連：原子炉内部構造物、燃料被覆管サポート
- 化学プラント：高温反応器、熱交換器、配管（耐酸化・耐食性）
- 高圧水素容器：水素脆化抵抗性を有する
熱処理と加工
- 固溶処理：1050–1100°C、水冷または急冷
- 溶接性：良好（TIG、MIG、SAW）。Nb安定化により溶接後熱処理不要で晶界腐食抵抗性を維持
- 成形性：優れた冷間・熱間成形性。加工硬化率が高い
- 機械加工：オーステナイト系特有の加工硬化に対応した工具・条件が必要
