Inconel 718（インコネル718）
1. 概要
Inconel 718は、析出硬化型のニッケル基耐熱合金であり、高強度、優れた耐食性、そして高温酸化に対する優れた耐性を備えています。航空宇宙、石油・天然ガス、原子力、化学工業などの分野で広く使用されています。この合金はニッケル（Ni）、クロム（Cr）、鉄（Fe）、モリブデン（Mo）、ニオブ（Nb）、チタン（Ti）、アルミニウム（Al）などの元素で構成され、γ″相（Ni₃Nb）の析出強化によって高温下でも優れた機械的特性を維持します。
2. 主な化学成分（質量パーセント）
元素 | 含有量（wt%） |
ニッケル（Ni） | 50.0～55.0 |
クロム（Cr） | 17.0～21.0 |
鉄（Fe） | 残部 |
ニオブ（Nb）+タンタル（Ta） | 4.75～5.50 |
モリブデン（Mo） | 2.80～3.30 |
チタン（Ti） | 0.65～1.15 |
アルミニウム（Al） | 0.20～0.80 |
マンガン（Mn） | ≦0.35 |
シリコン（Si） | ≦0.35 |
炭素（C） | ≦0.08 |
硫黄（S） | ≦0.015 |
リン（P） | ≦0.015 |
銅（Cu） | ≦0.30 |
ホウ素（B） | ≦0.006 |
3. 主な物性
性能項目 | 数値 |
密度 | 8.19 g/cm³ |
融点 | 1260～1336°C |
引張強さ（Rm） | ≧1275 MPa |
降伏強さ（Rp0.2） | ≧1035 MPa |
伸び（A） | ≧12% |
硬度（HRC） | 30～45（熱処理状態による） |
熱膨張係数（20～1000℃） | 13.0×10⁻⁶ /°C |
熱伝導率（100℃） | 11.4 W/m·K |
電気抵抗率 | 1.29 μΩ·m |
4. 主な特徴
優れた高温強度：650～980℃の範囲で高い強度とクリープ耐性を発揮し、長時間の高温使用に適しています。
優れた耐食性：
酸化性環境や酸性溶液（硫酸、硝酸、塩酸）、海水に対して高い耐性があります。
高温下でも優れた酸化耐性を示します。
優れた溶接性：
TIG、MIG、電子ビーム、レーザーなど各種溶接が可能です。
溶接後の割れが発生しにくく、熱影響部の性能も安定しています。
加工性良好：
冷間・熱間加工が可能ですが、硬度が高いため、超硬工具またはセラミック工具の使用が推奨されます。
安定した組織構造：
固溶化処理と時効処理により、微細で均一なγ″相が生成され、機械的特性が大幅に向上します。
5. 熱処理工程
熱処理種別 | 温度範囲（°C） | 保持時間 | 冷却方法 |
固溶化処理 | 980～1065 | 1～2時間 | 水冷 |
第一次時効処理 | 720 | 8時間 | 空冷 |
第二次時効処理 | 620 | 8時間 | 空冷 |
※目的は、強化相γ″（Ni₃Nb）を析出させて強度とクリープ耐性を向上させることです。
6. 代表的な用途
航空宇宙分野：
エンジン部品（燃焼室、タービンブレード、ディスク）
ロケットエンジン部品
航空機構造用ファスナー
エネルギー分野：
原子炉部品
石油・天然ガス採掘装置
海洋プラットフォーム用耐食部品
自動車分野：
レーシングエンジンの排気系
化学工業：
酸性環境における熱交換器
高温・耐食性を要する容器
7. Inconel 718とその他高温合金の比較
合金名 | 使用最高温度（°C） | クリープ耐性 | 酸化耐性 | 溶接性 | 主な用途 |
Inconel 718 | 980 | ★★★★☆ | ★★★★☆ | ★★★★★ | 航空エンジン、石油・ガス |
Inconel 625 | 982 | ★★★☆☆ | ★★★★★ | ★★★★☆ | 化学装置、海洋工学 |
Waspaloy | 980 | ★★★★★ | ★★★★☆ | ★★☆☆☆ | 航空エンジン |
Rene 41 | 1100 | ★★★★★ | ★★★★★ | ★★☆☆☆ | 航空宇宙高温部品 |
Hastelloy X | 1200 | ★★★★☆ | ★★★★★ | ★★★★☆ | ガスタービン、石油化学 |
8. 加工および使用上の注意点
加工が困難：高硬度で加工硬化しやすいため、超硬やセラミック工具を使い、低切削速度・高送り速度が推奨されます。
長時間高温曝露を避けること：γ″相の粗大化を防ぎ、靭性の低下や寿命の短縮を防止します。
溶接前の表面清掃が必要：汚染物を除去することで、接合品質を確保できます。
水素脆化への対策：酸性環境下では水素濃度の管理が必要で、水素脆化を防ぐ必要があります。