InconelとHastelloyの選び方：ブランド名ではなくUNS番号で選定

InconelとHastelloyの違いは、2つの合金系列ではなく2つの商標の違いです。InconelはSpecial Metals、HastelloyはHaynes Internationalの商標で、両メーカーとも一部の同じUNS番号の合金を販売しています。ブランドではなく規格で選定してください。強度と高温特性を重視するならUNS N06625、還元性酸にはN10276、酸化性酸や混酸、厳しい塩化物環境のすきま腐食にはN06022が候補です。査読済みの政府機関公開ランキングでは、すきま腐食に対してこれらを上回る材料グレードとしてN06686が挙げられています。ASMEのセクション、製品形状、材料の状態も指定してください。合金625のメーカー資料によると、同じDivision 1の容器でも、焼鈍状態と溶体化焼鈍状態ではGrade 1とGrade 2の許容温度に400 °Fの差があります。

InconelとHastelloy：4つの入力項目と1つの表でわかる選び方

材料グレードは4つの入力項目で決まります。最高金属温度と適用される規格、使用環境（還元性か酸化性か）、塩化物濃度とすきま形状、認証が必要な製品形状です。この4項目を確認すれば、下の表からUNS番号を選定できます。確認しなければ、推測に頼ることになります。

公表されている比較の多くは、読者に最初の三つの入力項目を提示しながら、その答えを示していません。この記事の後半にある規格の節で扱うのは四つ目の項目です。許容値は、実際に購入した材料の状態によって変わるためです。どちらの商標も挙げた四項目を特定できません。どちらも挙動の異なる複数の合金に使われる商標だからです。

石油・ガス、石油化学、発電、化学処理のいずれの分野でも、材料グレードは同じ4項目で決まります。業種だけでは材料グレードを予測しにくいものです。製油所と海水淡水化設備の熱交換器では異なる合金が必要になることがありますが、異なる業種の2つのプラントでも、同じ温度で同じ酸を扱うなら通常は同じ材料グレードが必要です。

以下は、4つの入力項目から導かれる選定表です。各行をUNS番号で示しています。メーカーが見積もりを提示でき、別のサプライヤーも同じ条件で応札できるためです。TiAlloyでは、ニッケル合金の厚板・チューブ・棒材として625、C-276、C-22、718、600、Monel 400を取り扱っています。

組成範囲は、参考文献に記載したSpecial MetalsおよびHaynes Internationalの資料に掲載されているASTM B443、B575、B333、B435、B670、B168に基づきます。使用環境に関する指針は、後述するデータに基づく当社独自の見解です。このデータで評価しているのはN06625、N10276、N06022の3材料グレードです。それ以外の行は公開組成と規格に基づいて配置しているため、試験に基づく順位ではなく、候補を絞るための出発点として扱ってください。

どちらも商標であり、両メーカーが同じ合金の一部を販売している

Inconel C-276は実際に販売されている製品です。Special MetalsはINCONEL alloy C-276、INCONEL alloy 22、INCONEL alloy HX、INCONEL alloy G-3の技術資料を公開しています。これらはいずれもHaynes Internationalも同じUNS番号で、Hastelloyの商標を付けて販売している合金です。同じ合金に2つの商標があり、供給網も2つあります。

メーカー自身の資料でも確認できます。Special Metalsの合金625の資料には、HastelloyがHaynes Internationalの商標であることを示す脚注があります。合金を販売するメーカーは、商標と金属を同一視していません。それを同一視しているのは市場だけです。HastelloyとInconelは別の金属だと言い張る人は、金属ではなく発注書について説明しているのです。

「C276ステンレス鋼」という表現は使わないでください。UNS N10276はニッケルを主成分とし、鉄を4–7 %含むニッケル合金です。これをステンレス鋼と呼ぶのは主成分を取り違えています。その問い合わせを読んだメーカーは、誤った材料を見積もるか、確認のために問い合わせることになります。

2つの合金の実質的な違いは、モリブデン含有量に始まり、規格表に表れます。商標によって生じるものではありません。重要な違いはすべて規格で確認できますが、ブランド名からはわかりません。

クロム、モリブデン、タングステンで得られる特性

クロムは、酸化性環境での耐酸化性と不動態化に寄与します。モリブデンとタングステンは、還元性酸への耐性とすきま腐食への耐性に寄与します。ニオブは析出硬化をもたらします。そのため合金625は使用中に時効して強度が上がりますが、C-276はそうなりません。組成表でクロム、モリブデン、タングステンの3つの数値を見れば、データシートを読む前に、どのニッケル合金がどの特性に重点を置いているかを予測できます。

化学組成：ニッケル、クロム、モリブデン含有量の違い

ニッケルとクロムが両系統の基本を形づくり、二つの数値が大きな役割を果たします。Inconel 625のクロム含有量は20.0–23.0 %で、C-276の14.5–16.5 %を上回ります。モリブデンは逆の傾向で、その差も大きく、8.0–10.0 %に対して15.0–17.0 %です。625では、酸への耐性を高める添加元素がニッケル母相の固溶強化にも寄与するため、その効果は二重に発揮されます。この二元素は互いに逆方向に作用し、そのせめぎ合いが材料グレード間の化学組成の主な違いを生み、さらに二つ後のセクションで酸への適性が逆転する理由にもなっています。

この比較の中心となる3つの材料グレードについて、メーカー資料に記載された各合金元素の上限値を以下に示します。

一覧での位置づけから受ける印象以上に、コバルト含有量は重要です。これら3つのメーカー資料では1.0 %から2.5 %まで許容されているため、より厳しい上限が必要な購入者は、問い合わせに追加条件として明記する必要があります。この記事で確認した資料には、特定の業界が定める上限値の記録はありません。そのためメーカーではなく、プロジェクト側に確認してください。出典：Special MetalsのINCONEL alloy 625およびalloy C-276資料、Haynes InternationalのHASTELLOY C-22データシート。範囲は上記のASTM規格に定められた規格上の限度であり、溶解分析値ではありません。

孔食指数の計算例と注意点

PREN(W) = %Cr + 3.3 × (%Mo + 0.5 × %W)。N06022の公称値をCr 22、Mo 13、W 3とすると、22 + 3.3 × (13 + 1.5) = 22 + 47.85 = 69.9です。中間組成値で計算すると、N10276は約74.5、N06625は約51.2、N06022は約70.8となり、69.9とは異なります。これらは公開された限界値に基づく当社の計算であり、メーカーが提示した値ではありません。

すきま腐食の差：3つの公開元で一致する15 °Cの温度差

HastelloyとInconelの比較で多く議論されるのは孔食です。Special Metalsが公開した酸性化塩化第二鉄への浸漬試験では、耐食性上位4材料が数値ではなく、いずれも同じ「超」の値で示されています。どの腐食機構で差が出るかは溶液によって異なるため、材料を順位付けする前に試験液を特定してください。すきま腐食温度でInconel 625とHastelloy C-276を比較すると、3つの公開元すべてで一貫した差が見られます。

Special Metalsのデータシートでは、N06625、N10276、N06022、N06686の臨界孔食温度はいずれも85 °C超で、試験液ではこれらを区別できません。Haynesは、ASTM G48法に従って酸性化した6 %塩化第二鉄で試験し、合金625のすきま腐食温度を40 °C、C-276を55 °Cとしています。同資料の孔食温度欄では、合金625が100 °C、C-276が150 °Cと両材料を区別しているため、その試験液では孔食温度の差は50 °Cとなり、すきま腐食温度の差の3倍を超えます。両メーカーの欄は異なる腐食機構を示しています。同じ2つのUNS番号、同じASTM G48系列の塩化第二鉄浸漬試験で順位は一致しますが、測定値の限界が異なります。どちらのメーカーもC-276を合金625より上位にしています。Special Metalsの孔食温度欄は85 °C超で数値が打ち切られていますが、Haynesは同じ2材料について100 °Cと150 °Cを示しています。2つの欄で異なるのは測定の分解能であり、どちらの材料が優位かではありません。これが次のセクションで説明する論点です。こうした違いがあっても、2材料間のすきま腐食温度の差は約15 °Cで、絶対値よりも公開記録間でよく一致しています。

腐食環境で4つの合金が同等に見える理由

4つの合金が同じ「> 85 °C」と示されていても、性能が同等という意味ではありません。これは上限で打ち切られた値です。資料は85 °Cで測定を止め、それを超える値をすべて同じように報告していますが、打ち切りの理由は説明していません。2つの販売業者は、10 %溶液での塩化第二鉄の安定限界を一方は約60 °C、もう一方は85 °Cとしています。これは考えられる理由ですが、メーカー資料に記載された説明ではありません。

この欄の上限による打ち切りは、溶液の分解温度が上限となる場合の予測と同じく、下限のない一方向のものです。数値が示された孔食温度はすべて上限未満で、下限による打ち切りはありません。すきま腐食温度欄では、最も耐食性の低い材料の値が0 °C未満となり、1行だけ逆方向の打ち切りが生じています。いずれの方向の上限・下限も、材料特性ではなく未測定値として扱ってください。

Special MetalsのC-276資料に掲載されたASTM G48方式の塩化第二鉄浸漬試験です。上のセクションで引用したHaynesの同じ2材料の値は5 °C高く、72 h時点のものです。公開表の残り3行はここでは除外しています。2行は摂氏と華氏の値が一致せず、INCOLOY alloy 825の1行はこの比較の候補でも基準となる最低値でもないためです。上記の行はSpecial Metalsの刊行物SMC-019（著作権2004年）に基づくもので、発行から20年以上が経過しています。同じ材料グレードの公開すきま腐食温度でも数度の差が生じます。試験液の化学条件、試験片の表面仕上げ、すきま形成材が研究機関ごとに標準化されていないためです。材料グレードの順位付けには温度差を使い、設計温度には使わないでください。

3つの公開元は625とC-276の間に同じ15 °Cの差を示していますが、絶対値の幅は10 °Cに収まっています。35/50、40/55、45/60です。この一致は参考になりますが、3つの独立した試験結果が一致したのではなく、メーカーまたは素材販売業者の資料に記載されたデータが一致しています。別の2つの公開元は塩化第二鉄の安定限界をそれぞれ60 °C、85 °Cとしており、どちらも上記3つの表に由来する数値ではありません。データ同士が一致しない場合は、そのことを明記してください。

すきまは実験室だけの抽象的な問題ではありません。ガスケットシール面、管と管板の継手、溶接スパッタ、重ね継手、滞留部にたまった付着物として実際に生じます。これらはいずれも、塩化物イオン濃度をバルク流体の桁違いに高い濃度に保つことがあります。そのため、注目すべきなのは孔食温度ではなく、すきま腐食温度です。

応力腐食割れを左右するのは塩化物濃度ではなく温度

もう1つの塩化物による破損形態は、仕様の指定方法が逆になっています。購入者は塩化物濃度で材料を選別しますが、濃度だけでは予測指標としてほとんど役に立ちません。沸点では、合金625とC-276は塩化マグネシウム42 %、塩化リチウム33 %、塩化ナトリウム26 %の各溶液で、U字曲げ試験の1,000 h後も破損しません。一方、同じ溶液中で316ステンレス鋼は24 hから300 hの間に割れます。

温度を上げると状況は逆転します。232 °Cでは、C-276と低炭素の同系合金C-4は塩化ナトリウム25 %には耐えますが、塩化物含有量が同等の塩化マグネシウム中では割れます。結果を左右するのは陽イオンの化学的性質と温度であり、塩化物濃度だけではありません。問い合わせには塩化物のppm上限ではなく、最高金属温度と実際に含まれる塩を記載してください。

酸の種類による性能逆転：625がC-276を上回る条件と、そうでない条件

Hastelloyが常に耐食性に優れるわけではありません。どちらの合金が優位かは酸の種類によって逆転します。酸が還元性であればC-276が有利ですが、酸化性であれば合金625と合金22が優位です。その差は数パーセントではなく、桁単位に及びます。メーカー資料の表の1行では、約3桁の差が示されています。

酸化性環境に適しているのは合金625と合金22で、C-276は適していません。ここに挙げた材料グレードはそれぞれ特定の使用環境では高い耐食性を示しますが、別の環境では性能が劣ります。以下の7つの化学環境すべてで他より優れた耐食性を示す材料グレードはありません。そのため合金系列名だけでは選定できません。

数値を見る前に、数値の使い方を左右する試験方法上の注意を示します。

腐食試験はその性質上、完全な標準化ができません……加速腐食試験の結果は参考値にすぎず、誤解を招くことさえあります。

この注意は、桁単位の差は判断材料にし、小さな差は重視しないという意味に受け取ってください。

酸を扱う環境でのInconel alloy 625とHastelloy C-276の比較

上記の各速度は、Special MetalsのINCONEL alloy C-276技術資料の表5から抜粋した1行で、168時間浸漬試験の値を年あたりのミル単位で示しています。出典は1社、試験所も1か所、試験系列も1つです。そして、発行元にも注目してください。Special Metalsは、他社がHastelloyとして販売する2材種を含むこれら3材種すべてを、自社のINCONEL商標で掲載しています。つまり、他社製品を評価した結果ではなく、メーカーが自社製品を順位付けしたものです。この資料はSpecial Metalsの刊行物SMC-019で、著作権年は2004年です。したがって、これらの速度データは20年以上前のものです。同じ媒体とされる条件でも、独立した資料に掲載された速度は異なり、通気、流速、試験片の準備、不純物濃度も試験所間で一定ではありません。数値そのものではなく、桁の違いを見てください。これらの速度は、前述のASTM G31の注意事項が適用される試験所での値です。

逆転現象を端的に示すのは、最後の行です。一連の試験で唯一の酸化性媒体である、沸騰した10 %硝酸と3 %フッ化水素酸の混合液では、C-276の腐食速度は95 mpyで、alloy 625の28 mpyに対し、約3.4倍です。これは、通常は勝ると考えられているInconelより速い値であり、Inconelのミルが自社の表で示している結果です。

一つの表の七行に、三通りの順位が示されています。沸騰状態の10 %硫酸では、三つの合金はいずれも17～22 mpyの範囲にあり、この差からは結論を出せません。50 °Cの95 %硫酸に移ると、公表値は48 mpyと0.1 mpyです。これを文字どおりの480×ではなく、二桁から三桁の差として読み取ってください。分母は有効数字一桁で、この表の印字精度に相当するため、比率は測定値ではなく桁の目安です。この差が容器の選定を左右します。この媒体について公報には合金22の値がないため、この行で順位を比べているのは三材種ではなく二材種です。続く四つの還元性環境の行では、C-276が毎回首位となり、625は2.5×から18×超の差で下回ります。この四行は抜粋です。表5には全十七行があり、除外された行のうち三行、すなわち80 °Cの20 %および40 %硫酸と、50 °Cの10 %硫酸＋2 %塩酸では、合金625がC-276と同等以上で、腐食速度は5 mpy以下です。高温かつ高濃度の還元性酸では、C-276が実際に優位です。しかし、表全体が示すのはそれだけではありません。唯一の酸化性環境の行では順位が逆転し、C-276は95で三材種中最も劣り、合金22の23を大きく上回る腐食速度を示します。これはC-276の評判から予想される結果とは逆です。判断を左右するのは、塩化物による汚染を含む還元性か酸化性かという使用環境であり、材料証明書に記載された商標ではありません。

各系統内での選定：ブランドではなく適切な合金を選ぶ

合金群を選んだだけでは、選定はほとんど進みません。Inconelには、腐食環境向け合金と析出硬化型の高強度合金があり、両者の挙動はまったく異なります。Hastelloyの耐食合金群だけでも5つの材料グレードがあり、一つの使用条件でも、性能差が桁違いになることがあります。まず材料グレードを選び、その後でメーカーを選んでください。

Inconelの材種：600、601、625、718

耐食性と荷重負荷能力を1つの部品に求める場合は、合金625の厚板、管、棒材を選びます。Inconel 600はモリブデンを含まないニッケル・クロム合金で、乾燥塩素や苛性環境には優れていますが、塩化物イオンを含む水には適しません。合金601はアルミニウムを加え、炉設備の耐酸化性を高めています。Inconel 718は高強度合金で、選定時によくある誤りの原因です。Inconel 718の強度はγ″相の析出によるもので、機械的特性であって耐食性ではありません。ボルトや円盤には718を指定し、酸中で625の代替材として使うことは避けてください。

Hastelloy合金：C-276、C-22、C-2000、B-3と合金686の位置付け

Hastelloy合金を比較する際は、まずクロム、次にモリブデンを見てください。この組み合わせから、各Hastelloy材料グレードが酸性環境のどの範囲を対象としているかを判断できます。Hastelloy C-276の厚板・チューブはファミリーの標準材料であり、還元性成分と酸化性成分が混在する化学環境での安全な標準選択肢です。Hastelloy C-22の強みはクロム含有量にあります。Haynes Internationalによると、C-22はクロム含有量が高いため「ファミリー標準のC-276合金よりも酸化性媒体への耐性が大幅に高い」とされています。C-2000は濃度範囲の広い硫酸に対応するため銅を添加しています。Hastelloy B-3はあらゆる濃度の塩酸に対応しますが、酸化性の不純物が混入すると急速に劣化します。以前の在庫一覧にあるHastelloy B-2（「Hastelloy B2」と表記されることもあります）をB-3と取り違えないでください。B-3は後継材料グレードであり、単なる綴り違いではありません。Alloy 686はHastelloyの材料グレードではありません。Special MetalsはN06686をINCONEL alloy 686として販売しており、C-22ではすきま腐食に対する余裕が不足する場合の選択肢となるため、この一覧に含めています。メーカーは、すきま腐食が問題となる使用条件で優れた耐食性を示すとしています。前述のメーカーによるすきま腐食表は、この材料の範囲を示すにとどまり、明確な順位を出していません。しかし、その節の根拠となる査読済みの電気化学研究では、保護温度を625 < C-4 < C-276 < alloy 22 ≈ alloy 59 ≈ C-2000 < alloy 686の順に評価しています。これは範囲の推定ではなく、独立した測定結果です。同じ理由から、後段では溶接用の充填材としても再登場します。

同じ話題で併せて検討される近接材種が2つあります。Monel 400はニッケル・銅合金で、フッ化水素酸や海水には強い一方、酸化性酸には適しません。Monel K-500はその時効硬化型で、軸材や締結部品に使われます。どちらも塩化物イオンによるすきま腐食の検討には適しませんが、同じ問い合わせで話題に上ることがあります。

4つの上限の問題：高温性能は単一の数値ではない

高温用途では、選定ミスのコストが最も大きくなります。合金の最高使用温度は1つではありません。4つあり、その差は数百度に及びます。合金625の上限は、冶金学的に使用可能な温度、購入した材種に対して規格に掲載された許容温度、適用されるコードケース、未掲載材料の適用ルートによってそれぞれ異なります。誤った上限を引用すると、配管仕様が過剰に厳しくなります。

これらの層はそれぞれ別のものです。表の2、2b、3行目の根拠となる数値は、ここで言い換えず、以下に原文どおり引用します。これはASME Section II, Part Dを要約したメーカー資料の記載であり、コードの表そのものではないためです。同じ段落を扱う販売業者の要約には、材種を入れ替えたものや、メーカー資料にないSection XIIの項目やボルト材の項目を含むものが流通しています。販売業者の表ではなく、メーカー自身の文書を読むべき理由はここにあります。適用範囲について、もう1点あります。これらの層は、1つの部品に対する代替案ではありません。Boiler and Pressure Vessel Codeは容器とボイラーを対象とし、B31.3はプロセス配管を対象とします。どの規格が適用されるかは、建設する設備によって決まります。EU Pressure Equipment Directiveに基づくプロジェクトでは、材料承認の手順を含め、別の整合規格体系が適用されます。ASMEの表から上限を読み取る前に、プロジェクトがどの規制体系を採用しているか確認してください。

Section VIII, Division 1の建造に用いるGrade 1材料の許容設計応力は1200°Fまで、Section III, Class 2および3の建造では800 °Fまで、Grade 2材料を用いるSection VIII, Division 1の建造では1600°Fまでの値がASME Section II, Part Dの表1Bに報告されています… Grade 1材料を用いるSection 1の建造で1100°Fまでの許容応力と規則は、ASME Code Case 1935に記載されています。

これはメーカー資料の記載であり、コード本文の記載ではありません。表1BはASMEの有料公開範囲にあり、本記事では確認していません。また、現行版はBPVC-2025です。この引用は結論としてではなく、コード担当技術者に確認する項目として扱ってください。

2行目と2b行目をもう一度比べてください。この2つを混同するのは、この表で最も簡単に避けられる間違いであると同時に、最も大きな損失につながる間違いです。同じ合金、同じコード、同じDivision 1容器で、メーカー資料の数値によればGrade 1とGrade 2の間には400 °Fの差があります。Grade 1は焼鈍状態、Grade 2は溶体化焼鈍状態です。この対応関係は、規格本文ではなくASTM B443の販売業者による要約に基づいており、規格本文は確認していません。この違いは、発注書に明記されないまま省略されることのある熱処理状態によって生じます。ミルは、発注書に実際に指定された状態の材料を出荷します。

コードの解説によると、未掲載材料は、化学組成、物理的・機械的特性、製造方法、熱処理、品質管理を規定する公表済みの仕様に適合し、さらにコードのその他の要求事項も満たす場合に限り使用できます。その場合、許容応力は適用コードの根拠またはそれより保守的な根拠に基づいて決定しなければなりません。

商標とUNS番号の対応表

InconelとHastelloyの書類上の違いの大半は、このレベルではなくなります。どちらの商標も、同じUNS番号と同じASTM規格に対応するためです。

発注書には次のように記載してください。各行には、商品名、UNS番号、欧州のミルが用いるWerkstoff番号、製品形状ごとのASTM規格を示しています。ブランド名ではなく該当する行を見積りに指定すれば、航空宇宙、エネルギー、化学プロセス分野に供給する適格なミルは、いずれも同じ範囲で入札できます。

規格の割当ては、参考文献に記載したSpecial MetalsおよびHaynes Internationalの技術資料をまとめ、ASTM B575-17(2023)と照合しています。見積りを依頼する前に、最新版を確認してください。

この表をもとに見積りを依頼する際は、2点を追記してください。まず、焼鈍状態です。焼鈍状態と溶体化焼鈍状態は同じではなく、前段に記載した規格上の許容応力は、どちらを購入するかによって異なります。次に、EN 10204 3.1に基づく材料試験証明書です。これは受入れ時に実務上必要となる書類で、溶解番号をたどってミルまで履歴を確認できます。当社のサプライヤー確認チェックリストでは、発注品の出荷前に確認する事項を紹介しています。また、当社のニッケル合金製品一覧では、厚板、チューブ、棒材で供給可能な材種を確認できます。この表の行がすでにお求めの仕様に合う場合は、その内容を仕様としてお送りください。それに基づいて見積りを作成します。

価格差を実際に左右する要因

化学組成が価格の下限を決め、製造方法が総費用を左右します。ASTM B575-17(2023)の対象となるC-276とC-22のメーカー資料によると、N10276はモリブデン15.0–17.0 %、タングステン3.0–4.5 %であるのに対し、N06022はそれぞれ12.5–14.5 %、2.5–3.5 %です。原料コストに実際の差が生じます。発注書で指定すべき管理文書はB575です。この組成差よりも、製造方法の違いが価格に大きく影響します。

溶解方法が最初のコスト要因です。真空誘導溶解、真空アーク再溶解、エレクトロスラグ再溶解では、金属を圧延する前からコストの基準が異なります。二重溶解を求める仕様では、化学組成の見積りを依頼する前に価格が決まります。製品形状が第二の要因です。溶接継目のない引抜管、冷間引抜棒材、クラッド鋼板は、それぞれ独立した製造工程であり、同じ製品の形違いではありません。数量が第三の要因です。非標準寸法では、素材からの切り出しではなく、専用の圧延が必要になるためです。

査読付きのIN625製造方法比較研究や製造コスト分析など、ニッケル超合金の公表コスト資料を読む際には、1点注意が必要です。これらの研究が比較しているのは、同一合金の製造方法、すなわち鍛造材と積層造形材の比較であり、そこに示された割合はその比較だけを表します。合金625とC-276の価格比較を示す資料ではありません。ブランド比較にこれらの数値を引用すると、誤った価格差が仕様に入り込むことになります。

見落とされがちな要因は密度です。N10276は8.89 g/cm³、N06625は8.44 g/cm³であるため、同じ部品形状では前者の質量が5.3 %大きくなります。これは公表密度に基づく当社独自の計算であり、キログラム単価で比較すると完成部品の価格差を過小評価することになります。

加工：溶接部が弱点になることが多い

腐食データが示すのは母材の性能です。しかし、設備の破損は溶接部で起こります。Special MetalsのINCONEL alloy C-276技術資料に掲載された孔食試験では、C-276母材をC-276の溶加材で溶接した場合、ガスタングステンアーク溶接では溶接部が6.2 mm腐食し、パルスガスメタルアーク溶接では3.4 mm腐食した一方、隣接する母材には腐食が見られませんでした。どちらの数値も、同資料がGreen Deathと呼ぶ沸騰四酸混合液を用いた1つの浴槽試験から得られています。同じ表には、同一の組み合わせをASTM G48 Method Cで試験した結果もあり、こちらでは、いずれの溶接方法でも同種の溶加材に腐食がまったく生じませんでした。6.2 mmという値は、特定の浴槽試験で特定の溶加材の組み合わせに生じた結果であり、同種の溶加材一般の特性を表すものではありません。同種の溶加材を一般に安全または危険と決めつけず、実際の使用環境に合わせて継手を評価してください。

この公表試験の浴槽では、母材より高合金の溶加材を使うことで問題が解消しました。同じC-276母材に686CPT溶加材を用いたところ、母材と溶接部のいずれにも腐食が生じませんでした。固溶合金には凝固時の偏析という問題があります。凝固する際にモリブデンが偏析し、樹枝状晶の中心部でモリブデン濃度が低くなるため、母材より1段階高合金の溶加材で補います。ラベルが同じという理由だけで同種の溶加材を選ぶのは習慣であって、仕様に基づく判断ではありません。

この合金群では、被削性と成形性が互いに相反するため、材種を決める前に把握しておく必要があります。合金625の技術資料では、単刃工具による旋削速度は高速度鋼工具で4.0–10.7 m/min、コーティング超硬工具で14–34 m/minとされています。また、これらの合金は加工硬化が激しいため、工具寿命と加工時間を考慮すると、安価な棒材の方が完成部品のコストを高くすることがあります。同じ資料の焼鈍状態のデータは、合金625が機械加工より成形に適している理由を示しています。ある材種の値を別の材種に当てはめないでください。

HastelloyとInconelは互いに溶接できますか。625とHastelloy-Xの継手に関する公表資格確認データでは、ガスメタルアーク溶接の引張値は835.6 MPa、ガスタングステンアーク溶接では825.3 MPa、被覆アーク溶接では817.0 MPaでした。すべての試験片が合金X側で破断し、浸透探傷、放射線透過試験、側曲げ試験にもすべて合格しています。これらはSpecial Metalsが報告した単一の公表試験プログラムの数値です。設計許容値ではなく、継手の資格確認が可能であることを示す資料として扱ってください。

実際に変わったこと、変わっていないこと

繰り返し見かける主張は、購買がブランド名の指定から規格の指定へ移行し、引合い、発注書、材料試験証明書では商標に代わってUNS番号が使われるようになっている、というものです。しかし、仕様レベルの仕組みは何十年も前から整っており、2つの方向から得られた証拠はいずれもこの傾向を裏付けていません。

UNS番号を定める規格であるASTM E527は、現在使われている仕様の大半が作成された時点ですでに1983年版への改訂が行われており、執筆時点の現行版はE527-23です。ASTMのカタログにはE527-83とその再承認版も掲載されています。したがって、1983年は改訂年であって制定年ではありません。この慣行は、現行版の番号から受ける印象よりも古くからあります。仕様レベルでの識別は、それを使う技術者の大半よりも古くから行われているため、報告すべき移行はありません。検索需要も購買行動ではなく情報を探す行動を測定するため、証拠にはなりません。

さらに明確なのは、ASTM E527-23が、UNS番号自体は仕様ではないと明記していることです。UNS番号は識別と相互参照を統一するものであり、形状、状態、品質に関する要求事項は定めていません。したがって、「UNSだけを指定すればよい」という助言は、規格策定機関自身の説明に照らしても不完全です。前の各節で示したとおり、UNS N06625は合金625の焼鈍状態と溶体化焼鈍状態の両方を含むため、番号だけではミルの技術資料に同じ合金について示された2つのDivision 1の上限を区別できません。

実際に変化したのは書類ではなく冶金です。耐食合金群はC-276やC-22を大きく超えて広がり、合金59、C-2000、686、さらに新しいHYBRID-BC1 (N10362)が加わっています。査読済みの2025年のレビューでは、湿式排煙脱硫における腐食は依然として未解決の課題とされています。この市場で事業を展開する販売業者は、この用途で合金22の採用が増えていると報告していますが、採用の伸びを示す数値を公表した査読済み資料はありません。ASME BPVCは現在2025 Editionで、以前のコードケースはSection IIに取り込まれています。そのため、ここで規格由来の温度を示す場合は、参照したセクションと文書をすべて明記し、技術資料に記載された数値は資料の数値として表示しています。

よくある質問

Q: Hastelloy C276とInconel C276は同じですか？

はい。どちらもUNS N10276、Werkstoff 2.4819で、厚板についてはASTM B575に準拠して供給されます。HastelloyはHaynes Internationalの商標、InconelはSpecial Metalsの商標であり、両社とも同じ合金の技術資料を発行しています。

商標名を指定すると、受け取る金属は変わらないまま、入札できるサプライヤーが1社のミルの販売網に限られます。UNS N10276にASTM規格、製品形状、状態を加えて指定すれば、認定サプライヤーであれば同一の範囲で見積りを提出できます。Special Metals自身が発行する合金625の技術資料には、HastelloyがHaynesの商標であることを認める脚注があります。市場の見解が分かれていても、この点では両社の見解は一致しています。

Q: HastelloyはInconelより優れていますか？

どちらも複数の合金を含む名称なので、合金群として優劣はありません。95 %硫酸、50 °Cの還元性環境ではC-276が2～3桁優れます。一方、酸化性酸では合金625と合金22が優位で、C-276は3つの中で最も劣ります。

上の腐食表にある公表済みの媒体7種では、順位が二回入れ替わり、その結果、異なる順位が三通り生じます。還元性か酸化性か、塩化物イオン濃度、すきま形状を確認したうえで、ブランド名ではなく規格から材料グレードを選んでください。この比較に含まれる材料グレードは、どれも適した用途がありますが、表にある七つすべての化学環境で優位なものはありません。ファミリー名だけでは選定できません。

Q: Inconel 625とHastelloy C-276の主な違いは何ですか？

モリブデンとニオブです。含有率の差が最も大きい元素はクロムとモリブデンですが、機能上の違いを説明するのはモリブデンとニオブの組み合わせです。C-276は還元性酸への耐性とすきま腐食への耐性を高めるため、モリブデンを15.0–17.0 %含みます。625はモリブデンを8.0–10.0 %、ニオブを3.15–4.15 %含有します。ニオブは析出硬化によって強度を高めますが、その一方で、濃厚な還元性酸に対する625の耐性はC-276より低くなります。

公表されているすきま腐食臨界温度は、実用上の違いを示しています。ASTM G48形式の塩化第二鉄浸漬試験では、alloy 625が35 °C、C-276が50 °Cです。1つの部品で耐荷重性と耐食性の両方が必要な場合は、Inconel 625を選定してください。いずれもミルが見積りに使用できるUNS番号で表され、N06625とN10276に対応します。したがって、選定の判断材料は酸の種類とすきま形状であり、好みのブランドではありません。

Q: InconelとHastelloyは一緒に使用できますか？

はい。異材継手も認定可能です。625とHastelloy Xの溶接に関する公表試験では、ガスメタルアーク溶接で835.6 MPaが報告されています。全試験片が合金X側で破断し、浸透探傷試験、放射線透過試験、曲げ試験に合格しました。

個別の用途では、2点に注意が必要です。この記事では異種金属接触腐食系列を参照していないため、安全と判断せず、未評価として扱ってください。異なるニッケル合金同士の浸漬継手を溶接する前に、使用する電解液で適合性を確認する必要があります。さらに重要なのは、継手部の耐食性を決めるのは2つの母材ではなく溶加材であることです。この組み合わせについて公表された唯一の浴試験では、C-276に適合する溶加材を使うと溶接部に6.2 mmの腐食が生じた一方、母材より合金度の高い686CPT溶加材では腐食が生じませんでした。合金一般ではなく、実際の使用環境に合わせて溶接施工法を認定してください。

Q: Inconelはなぜ高価なのですか？

まず合金元素のコスト、次に加工コストです。ニッケルとモリブデンは取引所価格に連動し、二重溶解の要求、溶接継目のない製品形状、規格外の数量は、化学組成の見積りが出る前からコストを押し上げます。

公表されているニッケル超合金のコスト研究では、単一合金の製造方法、つまり展伸材と積層造形を比較しています。そのため、示された割合はその比較に関するものであり、625とC-276の価格差を示すものではありません。ここでは研究の数値を引用していません。実際の見積価格を左右するのは、溶解方法、すなわち真空誘導溶解、真空アーク再溶解、エレクトロスラグ再溶解のいずれを用いるか、次に製品形状、そして数量です。サプライヤーには、合金価格調整の基準となる取引所の決済価格と、その平均算出期間を確認してください。この仕組みは検証できますが、印刷されたポンド当たり価格は1週間もすれば古くなります。

Q: Inconelに磁石は付きますか？

一般に付きません。合金625とC-276はオーステナイト系で、焼鈍状態では実質的に非磁性です。そのため、磁石試験では両者を区別できず、材料試験証明書の代わりにもなりません。

非磁性という結果では、どちらのニッケル合金も焼鈍した316Lステンレス鋼と区別できません。受入れ時の識別には、UNS番号、ASTM規格、製品形状、発注書に記載された状態と照合したうえで、溶解番号まで追跡できるEN 10204 3.1材料試験証明書を使用します。証明書の確認が必要な場合は、携帯型蛍光X線分析装置による材料識別が現場での確認方法です。

Q: これらの合金にはサワー環境での適格性確認が必要ですか？

使用環境が湿潤で硫化水素を含む場合は必要です。サワー環境での使用はNACE MR0175 / ISO 15156に準拠します。これはASTM材料規格およびASME規格のセクションとは別の適格性確認であり、石油・ガスや石油化学プロジェクトでは引合いの条件として一般的に求められます。

両社はそれぞれの技術資料で、規格への掲載を明記しています。C-276の技術資料では、UNS N10276が石油・ガス向けにNACE MR0175の掲載材種であると記載され、合金625の技術資料でもN06625について同様に記載されています。掲載されているからといって、あらゆる用途で無条件に使用できるわけではありません。この規格では材料の状態と硬さに応じて限界値が定められており、適用される箇所は部品と環境によって異なります。どのセクションが適用されるかをプロジェクト担当者に確認し、UNS番号、規格、製品形状、状態と併せて、適格性確認の内容を発注書に記載してください。限界値そのものは規格を参照してください。

参考資料

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2. Special Metals Corporation、INCONEL alloy C-276 technical bulletin：化学組成、すきま腐食および孔食の発生温度、腐食速度、溶接部の孔食データ。
3. Special Metals Corporation、INCONEL technical bulletin index：INCONEL alloy C-276、alloy 22、alloy HX、alloy G-3が公表製品であることを示す資料。
4. Haynes International、HASTELLOY C-22 alloy：化学組成、規格への掲載情報、C-276との酸化性媒体における比較。
5. Haynes International、HASTELLOY C-276 alloy：すきま腐食および孔食の発生温度、塩化第二鉄試験条件。
6. ASTM International、ASTM G31-21(2025)「金属の実験室浸漬腐食試験に関する標準ガイド」：腐食表の前に記載した加速試験に関する注意事項。
7. ASTM International、ASTM E527-23「統一番号体系における金属および合金の番号付けに関する標準実務」：UNSは材料の識別番号であり、製品規格ではありません。
8. ASTM International、ASTM B443-19 catalog entry：N06625の厚板、薄板、帯鋼の呼称を示す目的に限り参照しています。有料の規格本文はこの記事のために閲覧しておらず、Grade 1／Grade 2の対応関係や報告されている規格上の上限の根拠としても使用していません。
9. ASTM International、ASTM B575-17(2023)：N10276およびN06022のモリブデンとタングステンの含有範囲。
10. ASME、Standards and certification training material：4つの上限を扱うセクションで要約した、ASME B31.3 Para. 323.1.2の未掲載材料に関する規定。
11. ASME、Boiler and Pressure Vessel Code standardsおよびCode Cases：セクション構成と2025 Editionの状況。
12. 米国国立標準技術研究所、ASTM G48 Method Dによるalloy 625のすきま腐食に関する査読済み研究：展伸材は25 °C、レーザー粉末床溶融材は30 °C。
13. 米国国立標準技術研究所、AM-Bench IN625ベンチマークロットの説明：価格セクションで引用したロットの実測分析値。
14. Springer、製造コスト分析、およびScienceDirect、鍛造材と積層造形IN625のコスト比較：単一合金の製造方法別コスト研究。溶解方法と製品形状に関する説明に限り引用しています。
15. Emerald、2025年の材料劣化と保護に関するレビュー：排煙脱硫研究の動向を示す資料として引用しています。採用の伸びを示す数値は掲載されていません。
16. United States Department of Commerce、Foreign-Trade Zone production notification guidance、およびNASA、SSTD-8070-0122-WELD qualified welding standard：公式な慣行におけるUNSレベルの識別。
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18. NeoNickel、C-276、合金22、合金59の販売業者による比較資料：2種類の孔食指数の式を並べて示した資料、それらの間で順位が逆転すること、および10 %塩化第二鉄試験溶液が85 °Cを超えると分解するという記述。独立した測定値ではなく、公表された表として引用した販売業者の資料です。
19. Jacquet、合金C-276の在庫販売業者によるデータシート：45 °Cと60 °Cの第3の公表すきま腐食温度ペア、および1,000 hのU字曲げ試験値。販売業者の資料であり、本文でもそのように明記しています。
20. NeoNickel、排煙脱硫設備の材料：この用途における合金22の採用に関する市場情報。サプライヤーの見解であり、採用の伸びを測定した数値ではありません。

INCONELはSpecial Metals Corporationの登録商標です。HASTELLOYはHaynes International, Inc.の登録商標です。TiAlloyは、ここで取り上げるUNS番号の材料を供給する独立系サプライヤーであり、いずれの企業とも提携、推奨、ライセンスの関係はありません。