アロイ 400 とアロイ K-500: 包括的な比較

陝西省上優ステンレス鋼有限公司は両方を供給していますニッケル合金400 (UNS N04400)とニッケル合金K-500 (UNS N05500)をプレート、シート、丸棒、ワイヤー、鍛造品で提供しています。これらのニッケル銅合金は、商業的に開発された初期のニッケル基合金の1つであり、海洋工学、化学処理、石油・ガス用途で広く使用されています。

合金400は、約63%のニッケルと28-34%の銅を含む単相固溶体合金です。熱処理による硬化はできず、適度な強度増加には冷間加工に依存します。海洋および化学サービスにおけるバルブ、ポンプ、配管の主力グレードです。

合金K-500は合金400と同じニッケル銅ベース組成ですが、約2.3-3.15%のアルミニウムと0.35-0.85%のチタンが添加されています。これらの元素は、480-620℃での時効硬化中にガンマプライム（Ni₃Al/Ti）析出物を形成し、焼鈍状態と比較して降伏強度は2倍、硬度は3倍になります。両合金とも、EN 10204 3.1 MTC、PMI試験、完全なトレーサビリティで入手可能です。

主な違いを一覧で

化学組成比較

強化メカニズム：核心的な違い

合金400 – 固溶強化

合金400は単相固溶体合金であり、熱処理による強化はできません。その強度は固溶強化に由来します。ニッケルマトリックスに溶解した銅原子が結晶格子を歪ませ、転位の移動を妨げます。強度は冷間加工によってのみ増加し、延性を犠牲にして適度な増加が得られます。このシンプルさが運用上の利点です。合金は追加の熱処理で合金のバランスを取り直す必要がなく、成形や加工が容易です。

合金K-500 – 析出硬化

合金K-500は、アルミニウム（2.3-3.15%）とチタン（0.35-0.85%）の添加により析出硬化可能です。480-620℃での時効硬化中に、これらの元素は転位の移動に対する強力な障壁として機能するガンマプライム（γ')析出物（Ni₃Al/Ti）を形成します。この時効応答により、K-500は合金400の約2倍の引張強度1,000 MPa以上、降伏強度690 MPa以上を達成できます。しかし、この強度は代償を伴います。合金は慎重な熱処理が必要であり、480℃を超えると過時効が発生します。

特性の詳細

機械的強度

• 合金400は固溶体合金としては中程度の強度を提供します。焼鈍状態での引張強度約483 MPa（70 ksi）、降伏強度約172 MPa（25 ksi）です。冷間加工により、引張強度を620-862 MPa（90-125 ksi）まで増加させることができます。
• 合金K-500は、優れた析出硬化強度を提供します。引張強度>1,000 MPa（145 ksi）、降伏強度>690 MPa（100 ksi）で、焼鈍降伏強度の約2倍です。

延性と靭性

• 合金400は優れた伸び（35-55%）を示し、成形作業で非常に扱いやすく、低温でも延性を維持します。
• 合金K-500は析出硬化組織のため伸びは低い（20-30%）ですが、良好な靭性と延性を維持し、極低温でも延性があり非磁性のままです。

温度特性

両合金とも、約480℃（900°F）の同等の最大使用温度を持っています。この温度を超えると、合金K-500は過時効と強度低下を起こしますが、合金400は特性を維持します。合金400は、低温でも優れた機械的特性を維持します。

磁気特性

• 合金400は、キュリー温度が室温付近（21-49℃）にあるため、組成や過去の加工履歴によってわずかに磁性を持つことがあります。
• 合金K-500はほぼ非磁性であり、ジャイロスコープ、掃海艇部品、その他の非磁性材料を必要とする用途に適しています。

耐食性

ベースのニッケル銅マトリックスが同じであるため、両合金の耐食性は実質的に同じです。K-500の時効硬化析出物は、合金の電気化学的挙動を大きく変えることはありません。

主な耐食性（両合金共通）：

• 海水：あらゆる速度で優れた耐性、高速度の衝突やキャビテーションを含む
• フッ化水素酸：HFアルキル化装置の配管および機器の標準材料。沸点までのあらゆる濃度で耐性が実証されています
• 還元酸：硫酸（80%超の濃度）、脱気塩酸
• アルカリ：苛性ソーダおよび苛性カリ、あらゆる濃度と沸点までの温度
• 塩化物SCC：ほとんどの淡水および工業用水で優れた耐性

選択上の注意：

• どちらの合金も、酸化性酸（硝酸、酸化性汚染物質を含む硫酸）や80℃を超える通気性硫酸には耐性がありません。
• フッ化水素酸（HF）用途では、合金400は合金K-500と比較してHF蒸気中でのSCC耐性がわずかに優れています。
• 合金K-500は、特にフッ化銅の堆積物がある場合、湿潤HF蒸気中でのSCCがより早く発生する可能性がありますが、時効硬化されたK-500ではなく応力除去されたK-500は、このリスクを部分的に軽減します。
• どちらもHFでのSCCの影響を受けやすく、用途固有の微妙な違いがあります。
• どちらもサワーサービス用途でNACE MR0175 / ISO 15156に準拠しています。

製品形態の入手性

用途ガイド

合金400を選択する場合：

合金K-500を選択する場合：

溶接および加工に関する考慮事項

選択の要約：どちらの合金を選択すべきか？

合金400を選択する場合：

• 中程度の強度が用途に十分な場合
• 耐食性が主な懸念事項である場合（海水、HF、酸）
• 配管システムまたは熱交換器が必要な場合
• 最高の溶接性と加工性が必要な場合
• コスト感応度が要因である場合

合金K-500を選択する場合：

• 高強度（引張強度1,000 MPa以上）が必要な場合
• 高強度と耐食性の両方が同時に必要な場合
• 用途に高応力の回転部品（シャフト、インペラ）が含まれる場合
• スプリング、ファスナー、またはバルブステムが必要な場合
• 非磁性特性が重要な場合

見積もり依頼

詳細な見積もりまたは材料選択の支援については、以下を提供してください：

検討中の合金グレード・必要規格・製品形態・寸法・数量・サービス条件（温度、媒体、圧力）・用途・仕向港

腐食性サービスの場合、以下も提供してください：

化学媒体・濃度・温度・酸化性または還元性条件

調達アクション

• 合金400の見積もりを依頼
• 合金K-500の見積もりを依頼
• 合金選択サポートを依頼
• 図面またはMTOをアップロード

よくある質問

1. 合金400と合金K-500の主な違いは何ですか？

合金400は固溶体ニッケル銅合金で、熱処理による高強度化はできません。合金K-500はアルミニウムとチタンを加えて析出硬化させ、同等の耐食性を維持しながら強度が約2倍になります。

2. これらの合金のUNS番号とWerkstoff番号は何ですか？

合金400はUNS N04400、Werkstoff 2.4360/2.4361です。合金K-500はUNS N05500、Werkstoff 2.4375です。

3. これらの合金に適用される規格は何ですか？

合金400：ASTM B127（プレート）、ASTM B164（バー）、ASTM B165（パイプ）。合金K-500：ASTM B865（バー/プレート）、AMS 4676。

4. 合金K-500は熱処理が必要ですか？

はい。合金K-500は、高強度を達成するために約540℃で8-10時間の時効硬化が必要です。480℃を超えるサービス温度では過時効が発生します。

5. どちらの合金が耐食性に優れていますか？

ベースのニッケル銅マトリックスが同じであるため、両合金の耐食性は実質的に同じです。K-500の時効硬化析出物は、合金の電気化学的挙動を大きく変えることはありません。

6. 海水用途にはどちらの合金が適していますか？

どちらも優れています。合金400は一般的な海水配管およびバルブの標準的な選択肢です。合金K-500は、ポンプシャフトやインペラなどの高強度部品で、優れた疲労抵抗が必要な場合に好まれます。

7. フッ化水素酸サービスにはどちらの合金が適していますか？

どちらも高い耐性があります。しかし、合金400は合金K-500と比較して、HF蒸気中での応力腐食割れ耐性がわずかに優れています。合金K-500は、特に時効硬化されている場合、湿潤HF蒸気中でのSCCにより感受性が高くなる可能性があります。

8. 合金K-500はパイプとして入手可能ですか？

いいえ。合金K-500はパイプとしてはほとんど使用されず、主にバー、鍛造品、ワイヤー製品です。合金400は配管システムの標準的な選択肢です。

9. これらの合金は磁性がありますか？

合金400は、キュリー温度が室温付近（21-49℃）にあるため、わずかに磁性を持つことがあります。合金K-500はほぼ非磁性です。

10. 材料選択にはどのような情報が必要ですか？

用途、使用温度、化学媒体（腐食性の場合）、必要な強度、および必要な製品形態を提供してください。当社のチームは、お客様固有のサービス条件に基づいて専門的なガイダンスを提供できます。