非鉄金属材料
Ni基合金の718合金(Ni-Cr-Fe系でNbを約5%含む)は、ジェットエンジンのディスクなどに広く使われる。この合金の強化と特徴についての説明として正しいものはどれか。
- A主にL1₂型のγ'(Ni₃Al)で強化され、析出が速いので溶接の後の熱処理でひずみ時効割れを起こしやすいが、1000℃を超えても強度を保てる
- B析出物を含まない固溶強化型の合金で、強度は低いが耐食性に優れるので、主に化学プラントの配管に使われる
- C主に体心正方晶のγ''(Ni₃Nb)で強化され、析出が遅いので溶接後に割れにくいが、約650℃を超えて長く使うとδ相に変わって軟化する
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正解：C. 主に体心正方晶のγ''(Ni₃Nb)で強化され、析出が遅いので溶接後に割れにくいが、約650℃を超えて長く使うとδ相に変わって軟化する
718合金では、Nbが体心正方晶の規則相γ''(Ni₃Nb)として母相と整合に析出し、少量のγ'とともに強化を担います。γ''の析出はγ'よりゆっくり進むので、溶接したあとの時効の加熱で、析出による収縮と残留応力が重なって起こるひずみ時効割れが起こりにくく、溶接で組み立てる部品に向きます。一方、γ''は準安定相で、約650℃を超えて長く使うと粗大化し、安定な斜方晶のδ相(Ni₃Nb)に変わって強度が下がります。1000℃を超える温度で使われるのは、γ'を多く含む単結晶翼などの合金です。718合金は析出強化型の高強度の合金なので、固溶強化型とする選択肢も誤りです。