鉄基合金/ニッケル基合金/ニッケル基合金/耐食性超合金板

ニッケル基超合金は、高温環境下で優れた性能を発揮する析出強化型合金の一種です。ニッケル基超合金の優れた高温特性により、このクラスの合金は多くの航空宇宙用途に採用されています。

鉄基超合金は超合金の一種で、鉄をベースに他の元素を加えて合金化するのが特徴です。鉄基超合金に対応するものとしては、ニッケル基超合金とコバルト基超合金があります。

コバルト基超合金は、優れた高温強度、耐腐食性、耐摩耗性を備え、高温・極限環境で使用される材料です。コバルト基超合金は、主にコバルト、クロム、タングステン、ニッケル、アルミニウムなどの元素で構成されています。

耐食性超合金は、従来の合金に比べて機械的強度、熱変形耐性、耐腐食性が向上し、メンテナンスの必要性が少なく、過酷な環境への耐性が向上します。アルミニウム基超合金などの新しい耐食性超合金の開発や、ナノ粒子合成を利用した放射線分解法などの新しい製造方法の開発に向けた取り組みが進められています。

超合金の耐高温性と耐腐食性は、主にその化学組成と構造に依存します。インコネル718ニッケル基超合金を例に挙げると、この合金はγマトリックス相、δ相、炭化物、そして強化されたγ'相とγ"相で構成されています。インコネル718合金の化学元素とマトリックス構造は、その強力な機械的特性を示し、降伏強度と引張強度は45鋼よりも数倍優れており、塑性も45鋼よりも優れています。安定した格子構造と多数の強化因子が、その優れた機械的特性に寄与しています。

超合金は複雑かつ過酷な加工環境で使用されるため、加工面の健全性は加工性能において非常に重要な役割を果たします。しかし、超合金は典型的な難加工材料であり、ミクロ強化材の硬度が高く、加工硬化の程度が著しく、せん断応力が高く、熱伝導率が低いため、切削抵抗と切削部の温度上昇が加工面品質の低下、工具損傷の深刻化などの問題を引き起こすことがよくあります。一般的な切削条件下では、超合金の表面層に硬化層、残留応力、白層、黒層、結晶粒変形層などの大きな問題が生じます。

超合金は、ニッケル、鉄ニッケル、コバルトからなる耐熱合金で、高温（多くの場合、融点の70%を超える）で使用できます。1050℃を超える温度、最大1200℃までの温度範囲で使用できます。この耐熱性により、ピックアップ用途におけるタングステンの代替として適しています。

最も広く使用されている超合金は、高濃度のクロム、鉄、チタン、コバルトなどの合金元素を含むニッケル基材料です。他の金属材料群と同様に、超合金の特性は様々な熱処理、焼鈍、焼入れによって調整できます。他の材料群と比較して、超合金は最高使用温度と硬度が最も高くなっています。超合金の強度は高く、高結合力用途（1kg超）において超硬合金の最良の代替品となります。