主な特徴

HCl および H2SO4 に対する優れた耐性と強化された組織安定性

HASTELLOY® B-3® 合金 (UNS N10675) は、純粋な塩酸、臭化水素酸、および硫酸に対して非 常に高い耐性を示します。さらに、以前のBタイプの合金と比較して組織安定性が大幅に改善され、溶接、加工、および使用中の懸念事項が少なくなっています。

(ミルアニール状態では)他のニッケル合金と同様に、延性があり、成形および溶接が可能で、塩化物含有溶液中での耐応力腐食割れ性があります。また、ジルコニウム合金に損傷を与えるフッ化物含有媒体および濃硫酸に耐えることがでます。

この合金は、多くの化学プロセス工業(CPI)用途、特に、純粋な還元性酸処理用反応容器の構造に使用されています。

*この合金に関して技術的なご質問がある場合は、当社の技術支援チームにご連絡ください。

標準組成

重量 %
ニッケル:Ni 65 min.
モリブデン:Mo 28.5
クロム:Cr 1.5
鉄:Fe 1.5
タングステン:W 3 max.
マンガン:Mn 3 max.
コバルト:Co 3 max.
アルミニウム:Al 0.5 max.
チタン:Ti 0.2 max.
ケイ素  :Si 0.1 max.
炭素:C 0.01 max.
ニオブ:Nb 0.2 max.
バナジウム:V 0.2 max. 
銅:Cu 0.2 max. 
タンタル:Ta 0.2 max. 
ジルコニウム:Zr 0.01 max. 

熱安定性 (T-T-T チャート)

ニッケル-モリブデン(B-タイプ)合金のモリブデン含有量は、特に、500℃~900℃の温度範囲で、ミクロ組織中に望ましい(面心立方格子構造の)ガンマ相以外の相を形成する傾向が強いようです。これらの代替相の中で最も有害なのはNi4Moで、ある温度で急速に形成され、延性に影響し、応力腐食割れに対する耐性を減少させます。

他の現代のB-タイプの材料と比較して、B-3®合金の主な特徴は、組織安定性が大幅に改善されていることです(特に、Ni4Moに対する感受性が低下していることです)。

上に示した等温変態図は、B-3®合金がその前身(B-2合金)よりも優れていることを説明しています。B-2合金では750℃近辺でNi4Moの急速な形成に悩まされますが、B-3®合金では有害な第二相を誘発するのに、(650℃近辺で)数時間かかります。これは、少量の元素を賢明に使用してモリブデン含有量をシフトさせ、その代りにNi3Moのゆっくりした形成を誘導するためです。

 

等腐食線図

上に示した等温変態図は、B-3®合金がその前身(B-2合金)よりも優れていることを説明しています。B-2合金では750℃近辺でNi4Moの急速な形成に悩まされますが、B-3®合金では有害な第二相を誘発するのに、(650℃近辺で)数時間かかります。これは、少量の元素を賢明に使用してモリブデン含有量をシフトさせ、その代りにNi3Moのゆっくりした形成を誘導するためです。

選択腐食データ

臭化水素酸

濃度 Wt.% 50°F 75°F 100°F 125°F 150°F 175°F 200°F 225°F 沸騰
10°C 24°C 38°C 52°C 66°C 79°C 93°C 107°C
2.5 0.07 0.11 0.26 0.24 0.02
5 0.04 0.10 0.27 0.25 0.03
7.5
10 0.05 0.15 0.29 0.28 0.10
15
20 0.04 0.12 0.19 0.27 0.27 0.10
25
30 0.03 0.10 0.15 0.20 0.29 0.29
40 0.02 0.06 0.11 0.16 0.25 0.43

すべての腐食速度はミリメートル/年(mm/y)で示しています;mil(ミル:1000分の1インチ)/年に変換するには、0.0254で除算します。
データは、腐食試験所の Job 71-97、 26-99、および 49-99 からのものです。
すべての試験は、実験室条件下で試薬グレードの酸を用いて行われました;工業的利用に先立って、フィールドテストを実施することを推奨します。

塩酸

濃度 Wt.% 50°F 75°F 100°F 125°F 150°F 175°F 200°F 225°F 沸騰
10°C 24°C 38°C 52°C 66°C 79°C 93°C 107°C
1 0.07 0.11 0.18 0.21 0.01
1.5
2 0.10 0.16 0.21 0.26 0.04
2.5
3
3.5
4
4.5
5 0.11 0.19 0.25 0.30 0.08
7.5
10 0.13 0.20 0.24 0.29 0.13
15 0.10 0.18 0.23 0.28 0.21
20 0.10 0.15 0.21 0.30 0.29

すべての腐食速度はミリメートル/年(mm/y)で示しています;mil(ミル:1000分の1インチ)/年に変換するには、0.0254で除算します。
データは、腐食試験所の Job 37-92、 30-94、および 42-95 からのものです。
すべての試験は、実験室条件下で試薬グレードの酸を用いて行われました;工業的利用に先立って、フィールドテストを実施すること を推奨します。

リン酸

濃度 Wt.% 125°F 150°F 175°F 200°F 225°F 250°F 275°F 300°F 沸騰
52°C 66°C 79°C 93°C 107°C 121°C 135°C 149°C
10 0.07
30 0.07
50 0.03 0.09
60 0.03 0.14
65
70 0.02 0.08 0.21
75 0.04
80 0.02 0.09 0.05 0.04
85 0.02 0.07 0.04 0.08 0.10

すべての腐食速度はミリメートル/年(mm/y)で示しています;mil(ミル:1000分の1インチ)/年に変換するには、0.0254で除算します。
データは、腐食試験所の Job 113-92、 31-94、および 47-97 からのものです。
すべての試験は、実験室条件下で試薬グレードの酸を用いて行われました;工業的利用に先立って、フィールドテストを実施すること を推奨します。

硫酸

濃度 Wt.% 75°F 100°F 125°F 150°F 175°F 200°F 225°F 250°F 275°F 300°F 350°F 沸騰
24°C 38°C 52°C 66°C 79°C 93°C 107°C 121°C 135°C 149°C 177°C
1
2 0.07 0.09 0.13 0.11 0.10 0.01
3
4
5 0.07 0.08 0.15 0.13 0.11 0.01
10 0.04 0.08 0.11 0.11 0.11 0.01
20 0.03 0.08 0.11 0.02
30 0.02 0.06 0.09 0.02
40 0.03 0.06 0.02
50 0.03 0.04 0.03
60 0.02 0.03 0.05
70 0.01 0.03 0.11 0.15
80 0.01 0.03 0.08 0.44 4.76
90 0.02 0.05 0.11 0.14 0.76
96 0.02 0.09 0.22 0.35 2.59

すべての腐食速度はミリメートル/年(mm/y)で示しています;mil(ミル:1000分の1インチ)/年に変換するには、0.0254で除算します。
データは、腐食試験所の Job 37-92、29-94、47-94、 42-95、および 14-96 からのものです。
すべての試験は、実験室条件下で試薬グレードの酸を用いて行われました;工業的利用に先立って、フィールドテストを実施することを推奨します。

選択腐食データ (試薬グレード溶液、mm/y)

化学物質 濃度 Wt % 100°F 125°F 150°F 175°F 200°F 沸騰
38°C 52°C 66°C 79°C 93°C
酢酸 10 0.01
30 0.01
50 0.01
70 0.01
99 0.02
ギ酸 10 0.01
20 0.02
30 0.02
40 0.01
60 0.01
89 0.01
臭化水素酸 2.5 0.07 0.11 0.26 0.24 0.02
5 0.10 0.27 0.25 0.03
10 0.15 0.29 0.28 0.10
20 0.12 0.19 0.27 0.27 0.10
30 0.10 0.15 0.20 0.29 0.29
40 0.06 0.11 0.16 0.25 0.43
塩酸 1 0.07 0.11 0.18 0.21 0.01
2 0.10 0.16 0.21 0.26 0.04
5 0.11 0.19 0.25 0.30 0.08
10 0.13 0.20 0.24 0.29 0.13
15 0.10 0.18 0.23 0.28 0.21
20 0.10 0.15 0.21 0.30 0.29
リン酸 10 0.07
30 0.07
50 0.03 0.09
60 0.03 0.14
70 0.02 0.21
80 0.02 0.04
85 0.02 0.10
硫酸 10 0.04 0.08 0.11 0.11 0.11 0.01
20 0.03 0.08 0.11 0.02
30 0.02 0.06 0.09 0.02
40 0.03 0.06 0.02
50 0.03 0.04 0.03
60 0.02 0.03 0.05
70 0.01 0.15
80 0.01 4.76
90 0.02
96 0.02

耐応力腐食割れ性

ニッケル合金の主な特性の1つは、耐塩化物誘発応力腐食割れ性です。この非常に破壊的な腐食形態に対する材料の耐性を評価するための一般的な方法は、典型的にはU字型に曲げて応力をかけたサンプルを沸騰させた45%塩化マグネシウムに浸けることです(ASTM規格G36)。以下の結果から明らかなように、3つのニッケル合金、B-3®、C-276 および 625 は、比較対象のオーステナイト系ステンレス鋼よりも、この形態の腐食に対してはるかに耐性があります。試験は1,008時間(6週間)で停止しました。

合金 割れが発生するまでの時間
316L 2 h
254SMO 24 h
625 1,008 h で割れ無し
C-276 1,008 h で割れ無し
B-3® 1,008 h で割れ無し

溶接部の耐食性

溶接部の耐食性を評価するために、Haynes International では、ガスメタルアーク(MIG)のマルチパス溶接により全溶接した、十字型の組立品から切り取った四分円の金属サンプルを用いて試験しました。予想されるように、溶接ミクロ組織の不均質な性質は、一部の環境においては、(より均一な鍛造製品よりも)大きな腐食速度をもたらします。それにもかかわらず、HASTELLOY® B-3® 合金は、次の表に示すように、溶接形態であっても主要な無機酸に対して非常に高い耐性を示します:

化学物質 濃度 温度 腐食速度
wt. % °F °C 溶接金属 鍛造母材金属
mpy mm/y mpy mm/y
H2SO4 30 200 93 3.5 0.09 3.5 0.09
H2SO4 50 200 93 5.1 0.13 1.6 0.04
H2SO4 70 200 93 1.2 0.03 0.4 0.01
H2SO4 90 200 93 1.8 0.02 0.8 0.02
HCl 5 200 93 11.8 0.3 11.8 0.3
HCl 10 200 93 11.4 0.29 11.4 0.29

物理的特性

物理的特性 英国単位 メートル単位
密度 RT
0.333 lb/in3
RT
9.22 g/cm3
電気抵抗 RT 53.8 μohm.in RT 1.37 μohm.m
200°F 53.9 μohm.in 100°C 1.37 μohm.m
400°F 54.1 μohm.in 200°C 1.37 μohm.m
600°F 54.3 μohm.in 300°C 1.38 μohm.m
800°F 54.4 μohm.in 400°C 1.38 μohm.m
1000°F 55.4 μohm.in 500°C 1.40 μohm.m
1200°F 57.5 μohm.in 600°C 1.43 μohm.m
熱伝導率 RT
78 Btu.in/h.ft2°F
RT 11.2 W/m.°C
200°F
83 Btu.in/h.ft2°F
100°C 12.1 W/m.°C
400°F
93 Btu.in/h.ft2°F
200°C 13.4 W/m.°C
600°F
104 Btu.in/h.ft2°F
300°C 14.8 W/m.°C
800°F
116 Btu.in/h.ft2°F
400°C 16.3 W/m.°C
1000°F
129 Btu.in/h.ft2°F
500°C 17.9 W/m.°C
1200°F
142 Btu.in/h.ft2°F
600°C 19.6 W/m.°C
平均熱膨張係数 77-200°F 5.7 μin/in.°F 25-100°C 10.6 μm/m.°C
77-400°F 6.1 μin/in.°F 25-200°C 11.1 μm/m.°C
77-600°F 6.3 μin/in.°F 25-300°C 11.4 μm/m.°C
77-800°F 6.5 μin/in.°F 25-400°C 11.6 μm/m.°C
77-1000°F 6.6 μin/in.°F 25-500°C 11.8 μm/m.°C
77-1200°F 6.5 μin/in.°F 25-600°C 11.8 μm/m.°C
比熱 RT 0.089 Btu/lb.°F RT 373 J/kg.°C
200°F 0.092 Btu/lb.°F 100°C 382 J/kg.°C
400°F 0.098 Btu/lb.°F 200°C 409 J/kg.°C
600°F 0.102 Btu/lb.°F 300°C 421 J/kg.°C
800°F 0.104 Btu/lb.°F 400°C 431 J/kg.°C
1000°F 0.104 Btu/lb.°F 500°C 436 J/kg.°C
1200°F 0.112 Btu/lb.°F 600°C 434 J/kg.°C
動弾性率 RT
31.4 x 106psi
RT 216 GPa
200°F
30.9 x 106psi
100°C 213 GPa
400°F
30.1 x 106psi
200°C 208 GPa
600°F
29.3 x 106psi
300°C 202 GPa
800°F
28.3 x 106psi
400°C 197 GPa
1000°F
27.2 x 106psi
500°C 190 GPa
1200°F
26.5 x 106psi
600°C 185 GPa
溶融温度 2500-2585°F 1370-1418°C

*RT= 室温

衝撃強さ

形態* 厚さ/直径 試験温度 衝撃強さ 試験回数
in mm °F °C ft.lbf J
厚板 0.79 20 RT RT 353 479 3
厚板 0.79 20 -320 -196 334 453 3
厚板 1.38 35 RT RT 388 526 3
厚板 1.38 35 -320 -196 359 487 3
丸棒 1.58 40 RT RT 388 526 3
丸棒 1.58 40 -320 -196 339 460 3
丸棒 1.97 50 RT RT 390 529 3
丸棒 1.97 50 -320 -196 338 458 3

*シャルピー Vノッチ試験片
RT= 室温

引張強さおよび伸び

形態 厚さ 試験温度 0.2% 耐力 極限引張強さ 伸び
in mm °F °C ksi MPa ksi MPa %
薄板 0.125 3.2 RT RT 61 421 125 862 53
薄板 0.125 3.2 200 93 55 379 121 834 57
薄板 0.125 3.2 400 204 47 324 110 758 60
薄板 0.125 3.2 600 316 44 303 104 717 63
薄板 0.125 3.2 800 427 42 290 102 703 62
薄板 0.125 3.2 1000 538 39 269 98 676 59
薄板 0.125 3.2 1200 649 46 317 104 717 56
厚板 複数* RT RT 58 400 128 883 58
厚板 複数* 200 93 54 372 122 841 58
厚板 複数* 400 204 48 331 115 793 61
厚板 複数* 600 316 44 303 111 765 62
厚板 複数* 800 427 41 283 108 745 62
厚板 複数* 1000 538 40 276 106 731 62
厚板 複数* 1200 649 42 290 107 738 65

*3ヒートから採取した(厚さが異なる)6ロットの厚板の試験の平均値
RT= 室温

硬度

形態 硬さ, HRBW 典型的な ASTM 結晶粒度
薄板 93 4.5 - 6.5
厚板 95 3.5 - 7
丸棒 92 2 - 7.5

試料は、全て溶体化処理した状態で試験。
HRBW = ロックウェル硬さ “B”, タングステンカーバイドボール圧子。

溶接および加工

HASTELLOY® B-3® 合金は、ガスメタルアーク溶接(GMA/MIG)、ガスタングステンアーク溶接 (GTA/TIG)、およびシールドメタルアーク溶接(SMA/Stick)に非常に適しています。これらの溶接に使用する母材と同一組成の溶加金属(すなわち、ソリッドワイヤおよび被覆アーク溶接棒)が入手可能で、溶接のガイドラインが、“溶接および加工”のパンフレットに記載されています。

HASTELLOY® B-3® 合金の鍛造製品は、指定のない限り、ミルアニール(MA)条件で供給されます。この溶体化処理の手順は、合金の耐食性および延性を最適化するように設定されています。熱間成形作業をした後はすべて、最適な特性を回復させるために、材料を再アニールする必要があります。B-3® 合金の冷間成形部品の場合は、圧下率がおおよそ7%以上のときは、その後に加工/溶接を行う前に、溶体化処理をしなければなりません。そうしないと、B-3® 合金は、その後の加工/溶接中に、溶接領域に割れを非常に発生しやすくなります。割れは、部品を使用するまでは明らかにならないかも知れません。急速な昇温速度、精密な温度制御、および急冷といったアニール条件を十分に制御できる炉を使用するように注意を払うことも必要です。

HASTELLOY® B-3® 合金のアニーリング温度は 1066℃ (1950℉)で、水冷を推奨します。(10mm (0.375 in)より薄い構造の場合は急速空冷が可能です)。アニーリング温度での保持時間は、構造の厚さに依存しますが、10~30分を推奨します(より厚い構造の場合は、30分一杯必要です)。 HASTELLOY® B-3® 合金の熱処理に関するもっと詳細な情報は、”溶接および加工”のパンフレットに記載されています。

HASTELLOY® B-3® 合金は、熱間鍛造、熱間圧延、熱間据え込み鍛造、熱間押出し、および熱間成形することができます。しかしながら、オーステナイト系ステンレス鋼に比べてひずみやひずみ速度に対してより敏感であり、熱間加工温度範囲が非常に狭くなっています。たとえば、熱間鍛造の推奨開始温度は1232℃(2250℉)で、推奨仕上げ温度は 982℃ (1800℉)です。”溶接および加工パンフレット“に記載しているように、適度な断面減少率と頻繁な再加熱が最良の結果をもたらします。また、このパンフレットには、冷間成形、スピニング加工、ドロップハンマ、打ち抜き、およびせん断のガイドラインを記載しています。この合金は、ほとんどのオーステナイト系ステンレス鋼に比べて剛性が高く、冷間成形にはより多くのエネルギが必要です。また、HASTELLOY® B-3® 合金は、ほとんどのオーステナイト系ステンレス鋼よりも急速に加工硬化し、中間アニールを伴った数段階の冷間加工が必要になる場合があります。

冷間加工は、通常、HASTELLOY® B-3® 合金の耐全面腐食性には影響しませんが、耐応力腐食割性に影響する可能性があります。したがって、耐食性を最適化するために、(7%以上の外面の繊維伸びをした)冷間加工部品は、再アニールすることが重要です。

適合規格および基準

規格

HASTELLOY® B-3® 合金(N10675, W80675)
薄板、厚板および帯板 SB 333/B 333P= 44
ビレット、ロッドおよび棒 SB 335/B 335P= 44
被覆アーク溶接棒 SFA 5.11/ A5.11 (ENiMo-10)F= 44
裸溶接棒およびワイヤ SFA 5.14/ A5.14 (ERNiMo-10)F= 44
継目なしパイプおよびチューブ SB 622/B 622P= 44
溶接パイプおよびチューブ SB 619/B 619P= 44
継手類 SB 366/B 366P= 44
鍛造材 SB 564/B 564P= 44
DIN 17744 No. 2.4600 NiMo29Cr
TÜV Werkstoffblatt 517Kennblatt 7615.00Kennblatt 7616.00Kennblatt 7617.00
その他 -

基準

HASTELLOY® B-3® alloy (N10675, W80675)
ASME Section l -
Section lll Class 1 -
Class 2 -
Class 3 800ºF (427ºC)1
Section Vlll Div. 1 800ºF (427ºC)1
Div. 2 -
Section Xll 650°F (343°C)2
B16.5 800°F (427°C)3
B16.34 800°F (427°C)4
B31.1 -
B31.3 800°F (427°C)5
VdTÜV (doc #) 752°F (400ºC)6 #517

1承認された材料形態: 厚板、薄板、棒、鍛造材、継手類、溶接パイプ/チューブ、継目なしパイプ/チューブ
2承認された材料形態: 厚板、薄板、棒、鍛造材、溶接パイプ/チューブ、継目なしパイプ/チューブ
3承認された材料形態: 厚板、薄板、棒、継手類、溶接パイプ/チューブ、継目なしパイプ/チューブ
4承認された材料形態: 厚板、薄板、棒、鍛造材、継手類、溶接パイプ/チューブ
5承認された材料形態: 厚板、棒、鍛造材、継目なしパイプ/チューブ、ボルト類
6承認された材料形態: 厚板、鍛造材、継手類、ボルト類
7承認された材料形態: 厚板、薄板、棒、鍛造材

免責事項

Haynes International, Inc. は、本パンフレットに記載されているデータの精度・正確性を保証するために妥 当な努力を払っておりますが、データの精度、正確性、あるいは信頼性について、いかなる表明も保証も いたしません。すべてのデータは、一般的な情報のみであり、設計上のアドバイスを提供するものではあり ません。ここに開示されている合金特性は、主に Haynes International, Inc. によって行われた作業に基づ いており、場合によっては公開文献の情報によって補足されているため、そのような試験の結果のみを示 すものであり、保証最大値または最小値と考えてはなりません。実際の使用条件で特定の合金を試験し て特定の目的に対する適合性を判断するのはユーザーの責任です。

特定の製品に含まれる特定の元素濃度とその潜在的な健康への影響については、Haynes International, Inc. が提供する安全データシートを参照してください。特記のない限り、すべての商標はHaynes International, Inc. が所有しています。

合金パンフレット

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