ワスパロイ(Waspaloy)の概要及び特性

ワスパロイの概要及び特性

ワスパロイ[Waspaloy]は、極限環境で使用されるニッケル基盤の超合金[superalloy]です。 この金属はガスタービンのように非常に高い温度と関連した応用分野でよく使われます。 ワスパロイ[Waspaloy]は、主にニッケル[Nickel]58%、クロム[chromium]19%、コバルト[cobalt]13%、モリブデン[molybdenum]4%、チタン[titanium]3%、アルミニウム[aluminum]1.4%で構成されています。 ワスパロイ[Waspaloy]はUTCの登録商標で、エイジング硬化オーステナイト[austenitic](面中心立方)ニッケル基盤の超合金を示します。 ワスパロイは一般的にガスタービンのような高温機器を扱う産業分野で利用されます。

ワスパロイは、最大870℃(1600)の温度で粒子間酸化するガスタービンや航空機のジェットエンジンに使用されます。 ワスパロイ[Waspaloy]を鍛造する際は、2150°F(1175°C)を超えない温度に浸けなければならず、鍛造中に加工物の温度がこの温度を超えないようにします。 鍛造は、1850°F（1010°C）以下の温度で行ってはならず、合金は一般的に鍛造後、空気冷却されます。 ワスパロイ[Waspaloy]には、属性の要求事項によって溶液処理、安定化処理、時効硬化の様々な組み合わせがあります。 溶液処理条件は、最高の機械加工性を提供し、丈夫で強力な機械、超硬工具およびポジティブフィード[positive feed]が全て要求されます。

ワスパロイ[Waspaloy]は、最大980℃（1800°F）の温度でも驚くべき強度を維持します。 腐食に対して優れた耐性があり、酸化への耐性が非常に高いです(不浸透性もあります)。このような特性のおかげで、ワスパロイは飛行機産業のような極限環境で使用するのに理想的です。 この超合金は最大760-870℃(1400-1600°F)の温度で有用性と強度を維持し、最大870℃(1600°F)まで加熱できるガスタービンエンジンに使用する際、耐酸化性に優れています。ワスパロイ[Waspaloy]は応力腐食による亀裂や高温腐食による熱損傷に強いです。

ワスパロイの用途

ワスパロイが一般的に使用される極限環境には、ブレード［blade］、シール［seal］、リング［shaft］、ファスナー［fastener］及びタービンディスク［turbinedisk］のようなガスタービンエンジン部品が含まれます。 標準X線蛍光分光法に使用されている材料はワスパロイを用いて製造されています。 この超合金[superalloy]で溶接した後は、溶液の速やかな冷却処理を推奨し金属への老化応力を最小限に抑えます。

ワスパロイは1950年代後半、イギリスの航空会社TSR-2という超音速攻撃機の開発に使われました。 飛行機の排気ノズルを取り囲んだ後方胴体へのペアリングは、高い耐熱性により塗色されていないワスパロイで作られました。 合金で彫刻を作るのは一般的に難しいと言われていましたが、ワスパロイの力のおかげで飛行機の組み立てに成功しました。

ワスパロイの規格と仕様

電気的特性 [Electrical Properties]

Electrical resistivity ( µOhmcm ) 120-130

力学的性質 [Mechanical Properties]

Elongation at break ( % ) <33

Izod impact strength ( J m-1 ) 42-100

Modulus of elasticity ( GPa ) 221

Tensile strength ( MPa ) 550-1210

物理的性質 [Physical Properties]

Density ( g cm-3 ) 8.18

Melting point ( C ) 1340-1390

熱的特性 [Thermal Properties]

Coefficient of thermal expansion @20-100C ( x10-6 K-1 ) 11.7

Thermal conductivity @23C ( W m-1 K-1 ) 10.7

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