VDM アロイ 31 Plus®─ 優れた耐食性を持つ先進的 Ni-Fe-Cr-Mo 合金
2.4692 (NiFeCr27Mo6CuN) は、窒素を制御添加したニッケル-鉄-クロム-モリブデン合金です。VDM® アロイ 31 と比較してニッケル含有量を最適化し、冶金的安定性を向上させています。主な特長は以下の通りです。
- VDM® アロイ 31 同等の高耐食性
- 溶体化焼鈍温度の低下
- 硫酸に対する優れた耐食性
- リン酸に対する優れた耐食性
- 優れた加工性とプロセス適性
- 良好な溶接性
- ASME Code Section VIII Div.1 および Div.2 Class 1 に基づく圧力容器用材料として承認済み
特性
一般特性
| 特性 | 温度 | 値 |
|---|---|---|
| 密度 | 23.0 °C | 8.08 g/cm³ |
機械的特性
| 特性 | 温度 | 値 |
|---|---|---|
| シャルピー衝撃値（Vノッチ） | -196.0 °C | 110 J |
| シャルピー衝撃値（Vノッチ） | 20.0 °C | 150 J |
| 弾性係数 | 20.0 °C | 199 GPa |
| 弾性係数 | 100.0 °C | 195 GPa |
| 弾性係数 | 200.0 °C | 189 GPa |
| 弾性係数 | 300.0 °C | 181 GPa |
| 弾性係数 | 400.0 °C | 174 GPa |
| 弾性係数 | 500.0 °C | 168 GPa |
| 伸び | 23.0 °C | 40 % |
| 引張強さ | 23.0 °C | 650–850 MPa |
| 降伏強さ Rp0.2 | 20.0 °C | 280 MPa |
| 降伏強さ Rp0.2 | 100.0 °C | 210 MPa |
| 降伏強さ Rp0.2 | 200.0 °C | 180 MPa |
| 降伏強さ Rp0.2 | 300.0 °C | 165 MPa |
| 降伏強さ Rp0.2 | 400.0 °C | 150 MPa |
| 降伏強さ Rp0.2 | 500.0 °C | 135 MPa |
| 降伏強さ Rp1.0 | 20.0 °C | 310 MPa |
| 降伏強さ Rp1.0 | 100.0 °C | 240 MPa |
| 降伏強さ Rp1.0 | 200.0 °C | 210 MPa |
| 降伏強さ Rp1.0 | 300.0 °C | 195 MPa |
| 降伏強さ Rp1.0 | 400.0 °C | 180 MPa |
| 降伏強さ Rp1.0 | 500.0 °C | 165 MPa |
熱的特性
| 特性 | 温度 | 値 |
|---|---|---|
| 線膨張係数 | 20.0 °C | 1.43×10⁻⁵ 1/K |
| 線膨張係数 | 100.0 °C | 1.48×10⁻⁵ 1/K |
| 線膨張係数 | 200.0 °C | 1.54×10⁻⁵ 1/K |
| 線膨張係数 | 300.0 °C | 1.60×10⁻⁵ 1/K |
| 線膨張係数 | 400.0 °C | 1.63×10⁻⁵ 1/K |
| 線膨張係数 | 500.0 °C | 1.63×10⁻⁵ 1/K |
| 融点 | – | 1350–1370 °C |
| 比熱容量 | 20.0 °C | 431 J/(kg·K) |
| 比熱容量 | 100.0 °C | 447 J/(kg·K) |
| 比熱容量 | 200.0 °C | 468 J/(kg·K) |
| 比熱容量 | 300.0 °C | 480 J/(kg·K) |
| 比熱容量 | 400.0 °C | 488 J/(kg·K) |
| 比熱容量 | 500.0 °C | 488 J/(kg·K) |
| 熱伝導率 | 20.0 °C | 10.3 W/(m·K) |
| 熱伝導率 | 100.0 °C | 11.6 W/(m·K) |
| 熱伝導率 | 200.0 °C | 13.4 W/(m·K) |
| 熱伝導率 | 300.0 °C | 14.9 W/(m·K) |
| 熱伝導率 | 400.0 °C | 16.3 W/(m·K) |
| 熱伝導率 | 500.0 °C | 17.6 W/(m·K) |
磁気的特性
| 特性 | 温度 | 値 |
|---|---|---|
| 相対透磁率 | 23.0 °C | 1 |
化学組成
| 元素 | 含有量（%） | 備考 |
|---|---|---|
| アルミニウム | 0.3 | 最大 |
| 炭素 | 0.01 | 最大 |
| クロム | 26–27 | – |
| 銅 | 0.5–1.5 | – |
| 鉄 | 残部 | – |
| マンガン | 1–4 | – |
| モリブデン | 6–7 | – |
| ニッケル | 33.5–35 | – |
| 窒素 | 0.1–0.25 | – |
| リン | 0.02 | 最大 |
| シリコン | 0.1 | 最大 |
| 硫黄 | 0.01 | 最大 |
技術的特性
| 特性 | 詳細 |
|---|---|
| 用途分野 | 硫酸を用いる化学プロセス、廃硫酸の処理、排ガス脱硫プラント部品、クラッドタンク、湿式リン酸製造プラント、海水・汽水用途、塩の蒸発・結晶化、硫酸および硝酸-フッ化水素酸による酸洗プラント、水銀冶金（HPAL プロセスでのラテライト鉱石消化）、ファインケミカル・特殊化学品・有機酸、パルプ・製紙業向け部品 |
| 冷間加工 | 焼鈍状態で行うこと。一般的なオーステナイト系ステンレス鋼より著しく高い加工硬化率を示すため、成形工具・設備の設計選定および成形プロセス計画時に考慮が必要。大幅な冷間加工（>15%）の後は最終溶体化焼鈍を実施すること。 |
| 耐食性 | 納入状態および溶接後ともに、ASTM G28 法 A による試験で粒界腐食に耐える。質量減少法による腐食速度は最大 0.5 mm/a (0.020 mpy)。隙間腐食と孔食に対しても非常に良好。VDM® アロイ 31 と同等の耐食性。 |
| 一般的な切削性 | 熱処理状態で切削すること。低合金オーステナイト系ステンレス鋼より加工硬化傾向が高いため、低切削速度、適度な送り、切削工具の常時係合、十分な切り込み深さ（加工硬化層より下を切削）、大量の水溶性切削油による冷却が安定加工に重要。 |
| 熱処理 | 溶体化焼鈍：1140–1170 °C (2084–2138 °F)。材料温度均一化後に保持時間開始。短すぎる保持時間は避ける。最大耐食性を得るには、1100–500 °C (2012–932 °F) を >150 °C/min (>302 °F/min) で急冷。予熱した炉に投入。ストリップ製品は連続炉で厚みに合わせた速度・温度で処理可能。 |
| 熱間加工 | 1200–1050 °C (2192–1922 °F) で熱間加工後、水冷または空冷。加熱は溶体化焼鈍温度まで予熱した炉で行い、温度回復後、厚み 100 mm (3.94 in) あたり約 60 分保持。その後直ちに取り出し、上記温度範囲で加工。1050 °C (1922 °F) まで温度低下したら再加熱。熱間加工後の熱処理を推奨。 |
| その他 | 面心立方構造。窒素とニッケル含有量により金属間化合物析出傾向を低減し、オーステナイト組織を安定化。 |
| 溶接 | VDM® FM 59 を用い、TIG、MAG 等の従来工程で溶接可能。パルスアーク溶接を推奨。溶接前は溶体化焼鈍状態で、スケール・グリース・マーキングを除去。ルート溶接時は純アルゴン（純度 99.99% 以上）で裏面保護し、酸化皮膜のない状態にする。1〜2 層目も裏面保護推奨。焼け色は熱いうちにステンレスブラシで除去。 |
金属
- Alloy 31 ステンレス鋼板 – 極限環境で優れた強度と延性を発揮
- ASTM アロイ20 熱処理ステンレス鋼 - 特性と性能
- FeNi42 合金：精密シール向け低熱膨張合金
- ALLOY 1.4547 板 – 6Mo 超オーステナイト鋼（高耐食性）
- Alloy 718：高性能ニッケルクロム合金（耐熱・耐食性に優れる）
- UNS R56410 チタンβ合金 – 高強度と熱処理性に優れる
- AA 2014 T3511 アルミニウム合金：高強度・切削性・溶接性を両立
- AA 2219 T3 アルミニウム合金：優れた高温強度と構造用性能
- AA 2014 T351 アルミニウム合金：高強度・切削性・溶接性を両立
- AA 2014 T3510 アルミニウム合金：優れた切削性を持つ高強度材
- AA 2219 T8 アルミニウム合金：高強度・耐熱性・先進金属加工に最適