A286（UNS S66286）鉄基超合金
1. 概要
A286合金（UNS S66286）は、析出硬化型の鉄基耐熱合金であり、優れた高温強度、耐酸化性、耐食性を備えています。航空宇宙、ガスタービン、自動車産業、石油化学分野などで広く使用されており、700°C以下の高温環境下で長時間使用される部品に適しています。ニッケル基超合金（例：Inconelシリーズ）と比較して、コストが低く、熱間加工性と溶接性にも優れています。
2. 主な化学成分（質量パーセント）
元素 | 含有量（wt%） |
|---|---|
鉄（Fe） | 残部 |
ニッケル（Ni） | 24.0–27.0 |
クロム（Cr） | 13.5–16.0 |
チタン（Ti） | 1.9–2.3 |
モリブデン（Mo） | 1.0–1.5 |
バナジウム（V） | 0.1–0.5 |
アルミニウム（Al） | ≤0.35 |
マンガン（Mn） | ≤2.0 |
シリコン（Si） | ≤1.0 |
炭素（C） | ≤0.08 |
硫黄（S） | ≤0.03 |
リン（P） | ≤0.03 |
ホウ素（B） | 0.001–0.01 |
A286は、チタン（Ti）、アルミニウム（Al）、モリブデン（Mo）の添加によって析出されるγ′（Ni₃(Al, Ti)）相により強化されます。
3. 物理的性質
特性 | 値 |
|---|---|
密度 | 7.93 g/cm³ |
融点 | 1364–1424°C |
熱膨張係数（20–800°C） | 16.1×10⁻⁶ /°C |
熱伝導率（100°C） | 14.6 W/(m·K) |
比熱（25°C） | 460 J/(kg·K) |
電気抵抗率（20°C） | 1.12 μΩ·m |
A286は熱伝導率が低く、高温クリープ耐性に優れており、高温環境に適しています。
4. 機械的性質（常温および高温）
性能 | 室温（25°C） | 650°C |
|---|---|---|
引張強さ（MPa） | ≥895 | 550–700 |
降伏強さ（MPa） | ≥585 | 345–415 |
伸び（%） | ≥20 | 15–20 |
硬さ（HRC） | 25–35 | - |
特徴：
最大700°Cの高温においても高い強度を維持
高温下でも良好な延性
優れたクリープ耐性を持ち、長時間の加熱環境に適する
5. 熱処理プロセス
A286は析出硬化によって強化されます。標準的な熱処理条件は以下の通りです：
工程 | 温度（°C） | 保持時間 | 冷却方法 |
|---|---|---|---|
溶体化処理 | 980–1010 | 1–2時間 | 水冷または油冷 |
時効処理 | 720–820 | 16時間 | 空冷 |
熱処理後のA286は降伏強さと硬度が向上し、高温用途に適します。
6. 耐食性
高いCr含有量により、700°C以下での酸化および大気中腐食に対して優れた耐性を示します。
硝酸、塩酸、硫酸などの酸性環境に対して一定の耐食性を有しますが、Inconel 718などのニッケル基合金には劣ります。
海水や塩化物環境における応力腐食割れ（SCC）に対してもある程度の耐性があります。
7. 加工特性
（1）加工性
Inconel 718などのニッケル基合金より加工性が良好で、旋削、フライス加工、穴あけなどが可能
加工硬化が起こりやすいため、以下の点に注意：
超硬またはセラミック工具を使用
低切削速度＋高送り量を推奨
水溶性クーラントを使用して工具摩耗を抑制
（2）溶接性
TIG、MIG、レーザー溶接、電子ビーム溶接に適しており、溶接性は良好
溶接後には溶体化＋時効処理を行うことで、接合部の強度と耐食性が向上
8. 主な用途分野
A286は高温強度、耐食性、加工性のバランスが良く、以下のような分野で活躍しています：
（1）航空宇宙
タービンエンジン部品（ディスク、コンプレッサーディスク、ファスナー）
ガスタービンブレード
排気システム
（2）石油・天然ガス
高温高圧配管
ダウンホールツール
締結部品
バルブ、ポンプ部品
（3）自動車産業
レーシングエンジンの排気バルブ
高温センサーのハウジング
ターボチャージャー部品
（4）エネルギー発電
ガスタービンの高温部品
原子炉内部構造材
（5）医療機器
高温滅菌装置の部品
整形外科用インプラント
9. A286と他の高温合金の比較
合金 | 最高使用温度（°C） | 強度 | 耐食性 | コスト | 主な用途 |
|---|---|---|---|---|---|
A286 | 700 | ★★★☆☆ | ★★★☆☆ | ★★★★☆ | 航空、石油、自動車 |
Inconel 718 | 980 | ★★★★★ | ★★★★☆ | ★★☆☆☆ | 航空、原子力、タービン |
Inconel 625 | 982 | ★★★★☆ | ★★★★★ | ★★☆☆☆ | 化学、海洋工学 |
Haynes 188 | 1090 | ★★★★☆ | ★★★☆☆ | ★★☆☆☆ | 航空エンジン |
結論：
A286はInconel 718などのニッケル基合金よりも強度はやや劣りますが、加工性が良く、コストも抑えられます。
700°C以下の高温用途に適しており、それ以上の温度ではニッケル基またはコバルト基合金が推奨されます。
10. まとめ
A286は析出硬化型の鉄基超合金であり、優れた高温強度、耐酸化性、加工性を兼ね備えています。
700°C以下の環境下での使用に適しており、航空宇宙、石油天然ガス、自動車、エネルギー産業で幅広く使用されています。
Inconel 718などのニッケル基合金に比べて経済的である一方、より高温や過酷な環境にはニッケル基またはコバルト基合金の使用が望ましいです。
高温、高強度、加工性、経済性のバランスを求めるなら、A286は非常に競争力のある選択肢です！