NB6966 ニッケル・ニオブ マスターアロイ

ニッケル・ニオブマスター合金 説明

ニッケルニオブマスターアロイ(NiNb)は、60～65%のニオブと35～40%のニッケルからなり、不純物(Fe≦0.5%、Al/Si≦0.1%、C≦0.05%、O≦0.15%)を厳密に制御しています。時効熱処理中にγ-ダブルプライム(γ'')析出物(Ni₃Nb)の形成を可能にすることで、ニッケル基超合金の変態添加剤として機能します。 このコヒーレントな円盤状のナノスケール析出物（直径10～50 nm）は転位の動きを妨げ、非常に高い高温強度（700℃で1,000 MPa以上）と耐クリープ性（750℃/300 MPaで500時間を超える破断寿命）を与える。この合金の低酸素含有量は酸化物包有物の形成を防ぎ、熱サイクル下（例えば800℃で10⁴サイクル）での耐疲労性に重要な微細構造の均一性を確保する。NiNb改質超合金は、ジェット排気のような過酷な環境下での硫化や高温腐食に耐えるクロミア-アルミナ保護スケールにより、優れた酸化安定性を示す。電気的には、ニオブが熱伝導性（800℃で12W/m・K）を高め、タービンブレードの効率的な熱放散を可能にすると同時に、微細化された粒界により延性（15～20％の伸び）を維持します。この合金は1,350～1,450℃で溶解し、偏析することなく超合金融液中に均一に溶解します。また、Nb/Ni比が最適化されているため、脆いラーベス相を形成することなく完全なγ''析出が得られます。用途としては、インコネル718タービンディスク、原子炉燃料クラッディング、ロケットのスラストチャンバーなどがあり、NiNbは850℃までの粗大化に対して微細構造を安定化させることにより、従来の合金の3～5倍の寿命延長を実現します。

ニッケル・ニオブマスター合金の用途

NiNb（60-65%Nb、35-40%Ni）はインコネル718のような航空宇宙用超合金において極めて重要であり、時効処理中にγ-ダブルプライム（γ''）析出物（Ni₃Nb）を形成する。これらのナノスケール金属間化合物は、ジェットエンジンのタービンディスク、燃焼器ライナー、ロケットノズルに卓越した高温強度（700℃で1,000 MPa以上）、耐クリープ性（750℃で500時間以上の破断寿命）、酸化安定性を提供します。 エネルギーインフラでは、NiNbは原子炉燃料被覆管やガスタービン翼を強化し、放射線損傷や熱疲労に耐えます。積層造形では、800℃を超える微細構造の安定性が要求される3Dプリント部品にNiNb改質粉末が利用されている。

ニッケル・ニオブマスター合金の包装

当社の製品は、材料の寸法に基づいて様々なサイズのカスタマイズされたカートンに梱包されています。小さな商品はPP箱にしっかりと梱包され、大きな商品は特注の木箱に入れられます。梱包のカスタマイズを厳守し、適切な緩衝材を使用することで、輸送中に最適な保護を提供します。

梱包カートン、木箱、またはカスタマイズ。

参考のため、梱包の詳細をご確認ください。

製造工程

1.試験方法

(1)化学成分分析 - GDMSまたはXRFなどの技術を用いて検証し、純度要件に適合していることを確認する。

(2)機械的特性試験 - 引張強さ、降伏強さ、伸び試験を行い、材料の性能を評価する。

(3)寸法検査 - 厚さ、幅、長さを測定し、指定された公差に準拠していることを確認する。

(4)表面品質検査 - 目視および超音波検査により、傷、亀裂、介在物などの欠陥の有無を確認する。

(5)硬度試験 - 均一性と機械的信頼性を確認するため、材料の硬度を測定する。

詳しくはSAM 試験方法をご参照ください 。

ニッケル・ニオブマスター合金に関するFAQ

Q1.なぜ純ニオブではなくNiNbを使うのですか？

NiNbのニッケルマトリックスは、超合金溶湯中での溶解をより遅く、より制御し、Nbの気化を防ぎ、均質なγ''析出を可能にします。純Nbは偏析や不完全反応のリスクがあります。

Q2.最適添加率は？

通常、ニッケル超合金では2～5wt%である。過剰のNb(>5%)は脆いラーベス相(例えばNbNi₃)を形成し、靭性を低下させる。

Q3.不純物の上限は？

クリティカルキャップ：O≦0.15%（酸化物系介在物を防止）、C≦0.05%（炭化物の脆性を回避）、S/P≦0.02%（熱間割れを最小化）。

関連情報

1.一般的な製造方法

NiNbは真空誘導溶解(VIM)またはアルミナ熱還元で製造される：

VIMプロセス：高純度ニオブ(99.95%)と電解ニッケルを、アルゴン雰囲気下 でMgOるつぼに装入する。装入物は1,600～1,650℃に誘導加熱され、2～4時間均質化された後、インゴットに鋳造される。急冷(<100℃/分)はNbの偏析を抑制する。

アルミノサーマル：Nb₂O₅濃縮物、酸化ニッケル(NiO)、アルミニウム粉末のブレンドを耐火性反応器中で点火する。発熱反応（2,200℃）により酸化物が溶融合金に還元され、0.15％未満のOを含む60～65％のNbが得られる。

最終工程には、10～50mmの塊に粉砕すること、スラグ残渣を除去するための磁気分離が含まれる。