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Nimonic 115

Nimonic 115 は、高いクリープ強度、優れた疲労強度、および熱安定性を備えたニッケル - クロム - コバルト合金であり、航空宇宙および高温用途に最適です。

Nimonic 115 耐熱合金について

名称および同等名称

Nimonic 115、ニッケル - クロム - コバルト合金 115は、UNS N07015として識別されます。これはDIN/EN 2.4636 (NiCr22Co20MoTi)およびAMS 5911規格に準拠しています。この合金は、極端な温度と機械的応力に耐える部品に最適化されています。

Nimonic 115 基本概要

Nimonic 115 は、特に航空宇宙およびエネルギー部門における高温環境向けに設計された高性能耐熱合金です。優れたクリープ強度と疲労強度を備え、この合金は最大 1050°C の温度でその機械的特性を維持します。

熱応力への耐性と長い耐用年数により、タービンブレード、排気弁、熱交換器などの重要な部品に適しています。Nimonic 115 は卓越した強度と安定性を提供し、サイクル動作および連続動作の信頼性を保証します。

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Nimonic 115 の代替耐熱合金

Nimonic 90は同様の熱安定性を提供しますが、異なるクリープ特性を持つため、特定のタービン用途に有用です。Inconel 718およびRene 41は、耐食性と長期的な疲労強度のための代替品です。

Waspaloy は、耐酸化性において高温環境で良好な性能を発揮します。Hastelloy Xも、化学処理用途において熱安定性と耐食性が重要である場合に使用できます。選択は、特定の運転条件と性能要件に依存します。


Nimonic 115 の設計意図

Nimonic 115 は、過酷な用途における高温強度クリープ強度、および熱安定性のために設計されています。この合金の独自の組成により、1050°C での連続的な熱応力下でも変形や疲労に抵抗することができます。

高いコバルトとクロムの含有量は優れた耐酸化性を提供し、アルミニウムは析出硬化を促進して機械的強度を向上させます。この合金は、タービン、ジェットエンジン、および産業用途において、深刻な応力と繰返し荷重に曝露される部品に理想的です。


Nimonic 115 化学組成

Nimonic 115 の組成は、強度、クリープ強度、および熱安定性のバランスを保証します。

元素

組成 (%)

ニッケル (Ni)

残部

クロム (Cr)

14.0 – 16.0

チタン (Ti)

3.0 – 4.0

コバルト (Co)

16.0 – 21.0

アルミニウム (Al)

4.5 – 5.5

鉄 (Fe)

1.0 以下


Nimonic 115 物理的特性

Nimonic 115 は、高温での性能を保証する卓越した物理的特性を提供します。

特性

密度

8.18 g/cm³

融点

1360°C

熱伝導率

10.9 W/(m·K)

弾性係数

209 GPa


Nimonic 115 耐熱合金の金属組織構造

Nimonic 115 は、ニッケル基合金に典型的な面心立方 (FCC)結晶構造を示します。この合金のアルミニウムとチタンは、ガンマプライム (γ') 相を形成することで析出硬化を促進し、強度とクリープ強度を向上させます。

極端な熱条件下では、この合金は微細組織の安定性を維持し、粒界すべりや相変態を防ぎます。この安定性は、高温への長時間曝露後であっても、部品の長期的な性能を保証します。


Nimonic 115 機械的特性

Nimonic 115 の機械的特性は、優れた疲労強度と熱安定性を備え、高応力用途に適しています。

特性

引張強さ

約 1400 MPa

降伏強さ

約 1000 MPa

硬さ

ロックウェル C40 – 45

伸び

10 – 12%

弾性係数

約 210 GPa

クリープ強度

1050°C で高強度

疲労強度

高強度

クリープ破断寿命

1050°C で長寿命


Nimonic 115 耐熱合金の主な特徴

  1. 高温強度 Nimonic 115 は、最大 1050°C の温度で卓越した機械的強度を提供し、部品が極度の熱下でも完全性を維持することを保証します。

  2. クリープ強度 この合金は優れたクリープ強度を提供し、連続応力下での変形を低減するため、タービンおよび排気部品に理想的です。

  3. 耐酸化性 高いクロムとコバルト含有量により、Nimonic 115 は優れた耐酸化性を提供し、過酷な環境における長期的な耐久性を保証します。

  4. 熱安定性 この合金の安定した微細組織により、繰り返しの熱サイクルに耐えることができ、連続的な加熱と冷却に曝露される用途の信頼性を保証します。

  5. 析出硬化 アルミニウムとチタンの存在は析出硬化を促進し、合金の強度を向上させて、航空宇宙およびエネルギー部門の高応力用途に適したものにします。

Nimonic 115 耐熱合金の被削性

Nimonic 115 は、優れた流動性と耐熱性により、真空精密鋳造に使用でき、航空宇宙用途向けの高精度部品を保証します。

先進的なジェットエンジンに必要な単結晶構造を形成するように設計されていないため、単結晶鋳造には適していません。

この合金は、高応力タービン部品に適した均一な機械的特性を提供する、等軸結晶鋳造で良好な性能を発揮します。

Nimonic 115 は、粒界を応力方向に沿って配列させることでクリープ強度を向上させる、耐熱合金方向性凝固鋳造と互換性があります。

その特性は粉末固結ではなく鋳造および鍛造に最適化されているため、粉末冶金タービンディスクの製造には理想的ではありません。

この合金は、要求の厳しい航空宇宙用途向けに高い機械的強度とクリープ強度を提供する、耐熱合金精密鍛造に非常に適しています。

高温加工が積層造形の能力を制限するため、Nimonic 115 は耐熱合金 3D プリンティングには推奨されません。

この合金は、複雑な部品において精度と寸法安定性を提供する、CNC 加工と効率的に連携します。

Nimonic 115 は、高いクロムとコバルト含有量による割れを避けるために高度な技術が必要ですが、耐熱合金溶接に対応しています。

この合金は、疲労強度を向上させ、内部空洞を除去して性能を強化する、熱間等方圧加圧 (HIP)に対して良好な反応を示します。


Nimonic 115 耐熱合金の用途

航空宇宙および航空分野では、高温強度と疲労強度が不可欠なタービンブレードやジェットエンジン部品に Nimonic 115 が使用されています。

発電用途では、連続的な熱応力にさらされるガスタービン、産業用ボイラー、熱交換器における信頼性を保証します。

石油・ガス業界では、この合金は高温パイプライン、バルブ、掘削工具に適用され、優れた機械的強度と耐食性を発揮します。

Nimonic 115 は、タービンや炉を含むエネルギーシステムを強化し、極度の熱負荷下で長期的な性能を提供します。

この合金は、海水に曝露される排気システム、エンジン部品、推進ユニットなどの海洋用途において耐食性を提供します。

鉱業では、過酷な環境に曝露されるポンプハウジング、ドリルビット、耐摩耗部品に使用されています。

自動車用途では、Nimonic 115 はターボチャージャーや排気システムに利用され、高い熱負荷下での耐久性を提供します。

化学処理業界では、高温条件下で耐食性が不可欠な反応器や熱交換器にこの合金が頼られています。

医薬品および食品用途では、Nimonic 115 は非反応性で耐熱性のバルブやポンプを保証します。

軍事および防衛用途では、この合金はジェットエンジンやミサイルシステムに使用され、極端な条件下で熱安定性と疲労強度を提供します。

原子力産業では、Nimonic 115 は高い放射線と温度に曝露される反応器や熱交換器において信頼性の高い性能を保証します。


Nimonic 115 耐熱合金を選択すべき時期

Nimonic 115 は、高い熱安定性、クリープ強度、および機械的強度を必要とするカスタム耐熱合金部品に最適な材料です。ジェットエンジン、タービン、産業用炉など、部品が連続的な熱的および機械的応力に曝露される用途で卓越した性能を発揮します。

この合金は、極端な条件下での運転信頼性が重要となる航空宇宙、発電、石油・ガス業界に強く推奨されます。Nimonic 115 は、最小限のメンテナンスで長持ちする性能を保証し、高温操業に対する費用対効果の高いソリューションとなります。

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