鋳造超合金

鋳造超耐熱合金（鋳造超合金）の詳細

鋳造超耐熱合金は、滑らかで寸法精度の高いニアネットシェイプ精密鋳造品、または表面が清浄な真空再溶解用母合金（マスターインゴット）として供給されます。高度なセラミックシェル精密鋳造（ロストワックス法）および真空誘導溶解（VIM）技術により、極めて優れた寸法精度、良好な表面粗さ（Ra 1.6～3.2 µm）、そして欠陥のない健全な内部組織を実現します。すべての重要鋳造品は、航空宇宙分野の非破壊検査（NDT）基準を満たすよう、引け巣、微小ポロシティ、介在物偏析、熱間割れなどの検査が徹底して行われます。

製造および精密鋳造技術

母合金溶解（VIM）：高純度バージン原料を真空誘導溶解（VIM）で精錬し、極低ガス含有量（O、N、H < 10 ppm）の達成と微量トランプエレメント（不純物元素）の厳格な制御を徹底。

精密インベストメント鋳造（ロストワックス法）：ロボットによるワックス模型の組立て、多層セラミックスラリーチッピング、高温脱ロウ、およびセラミックシェル鋳型の予熱。

真空精密注湯：従来の等軸晶鋳造、高温度勾配による一方向凝固（DS）、およびセレクターによる単結晶鋳造（SX）に対応。

後処理およびHIP処理：高温高圧下の熱間等静圧加圧処理（HIP）により内部の微小空孔（ポロシティ）を完全に消滅させ、その後、真空溶体化処理および多段時効処理を実施。

主な分類および適用合金グレード

等軸晶鋳造超耐熱合金:

IN713C, IN738LC, IN792, Mar-M247, K418 (K18), K418B, K403, K465, K424.

一方向凝固（DS）柱状晶合金:

DZ4, DZ125, CM247LC DS.

単結晶（SX）超耐熱合金:

CMSX-4, René N5, DD6, DD5.

鋳造用マスターアロイインゴット（母合金塊）

精密鋳造ファウンドリ向けに、標準直径（70 mm ～ 150 mm）にて供給。

主な性能上の特長・利点

最高使用温度の上限拡大：900°Cから1150°Cを超える極限高温下で連続使用可能であり、一般的な展伸合金（鍛造材）の耐熱限界を大きく凌駕。

卓越した耐クリープ・応力破断強度：高体積分率（最大60%～70%）の整合ガンマプライム相［γ'-Ni3(Al, Ti, Ta)］析出物および粒界炭化物によって強力に強化。

複雑形状・薄肉中空成形能力：溶出性セラミック中子を採用することで、複雑な冷却流路、サーペンタイン冷却孔、最小肉厚0.5 mmの後縁部スリットの成形が可能。

優れた耐熱疲労性および耐高温腐食性：高いCr含有量と保護皮膜形成元素により、高速燃焼ガス中における硫化腐食や熱サイクル疲労に抵抗。

主な用途

航空および舶用ガスタービン：高圧タービン動翼、ノズル静翼（ガイドベーン）、一体型タービンブリスク（インテグラルブレードディスク）、遮熱シールド。

自動車および大型車両用ターボチャージャー：ターボホイール（ラジアル/アキシアル流）、ウェイストゲートバルブ、可変容量ターボ（VTG）ノズルリング。

産業用発電ガスタービン（IGT）：発電用大型ガスタービンの初段・2段静翼（ノズルベーン）および動翼（バケット）。

ミサイルおよびロケット推進システム：液体ロケットエンジン用ターボポンプローター、燃焼室インジェクター、超音速高温ガス制御バルブ。