ニオブC103シート

Firmetal, 2025-12-12 09:33:00 PM

優れた高温性能を有し、Hf、TiZrなどの合金元素を添加して固溶強化することで、1200~1300℃でも良好な強度を維持し、ロケット推進装置などの高温部品の使用要件を満たすことができます。優れた加工性と成形性を備え、圧延、引抜などの加工により、異なる厚さの板材に加工できます。また、溶接性にも優れ、タングステンイナートガス溶接や電子ビーム溶融溶接などの方法で容易に溶接できます。耐酸化性にも優れています。 HfC-SiC傾斜コーティングを施すことで、1400℃における酸化速度は≤0.5mg/cm2 · hとなり、高温酸化に効果的に耐えることができます。

主に航空宇宙分野に応用されており、液体ロケットスラスタノズル、軽推進システム、ロケットエンジンの推力室などの優れた材料です。また、タービンポンプや高温ジェットエンジン部品などの製造にも使用できます。製造工程は通常、電子ビーム鋳造と真空消耗電極式電気アーク炉を組み合わせてC-103インゴットを作製することから始まります。次に、インゴットは1200℃以上の温度で押し出しまたは鍛造され、最終的に圧延、引抜などの技術によって板材に加工されます。

C103シートを使用する際には、表面保護システムを考慮する必要があります。C103シートは抗酸化能力が不十分であるため、高温好気環境で使用する場合は保護コーティングを施す必要があります。シリサイドコーティングは最も一般的で成熟した技術です。拡散プロセスによって表面に安定したシリサイド層が形成され、1400~1650℃の酸化環境下でも長期的な保護を提供します。プラチナやイリジウムめっきなどの貴金属コーティングは、過酷な環境で使用されます。プロセスコーティングは通常、部品の成形と溶接後に施されます。ニオブC103シートは、「高温 - 真空/不活性 - 軽量」という用途シナリオに最適化された戦略的材料です。極度の高温(コーティングによって実現)と激しい熱サイクルに耐えることが求められる航空宇宙真空環境において、最高の構造効率(軽量かつ高強度)を提供します。優れた高温比強度と比較的良好な加工性を組み合わせることで、複雑な薄肉高温部品の製造が可能になります。そのためには、成熟した高温酸化防止コーティングシステムを備える必要があります。この2つを組み合わせることで初めて、その潜在能力を最大限に発揮することができます。

Hf、Ti、Zrなどの合金元素を添加することで固溶強化を実現し、高温強度に優れています。1300℃以上でも構造安定性を維持し、表面に酸化防止層をコーティングすることで耐酸化性能がさらに向上します。また、塑性加工性に優れ、鍛造、圧延、スピニング成形に対応し、複雑な構造部品の製造に適しています。航空宇宙産業では、ロケットエンジンの燃焼室、推力室、極超音速機の前縁構造などに広く応用されています。原子力分野では、原子炉の耐放射線遮蔽材や高温金型などに使用されています。また、高輝度照明装置の耐熱電極などの電気光源部品にも使用されています。C-103インゴットは通常、電子ビーム鋳造と真空消耗電極アーク炉を組み合わせて製造されます。その後、インゴットは1200℃以上の温度で押し出しまたは鍛造され、最終的に圧延や引抜などの工程を経て板材に加工されます。

他の高融点金属(タングステンやモリブデンなど)と比較して、ニオブC-103合金は塑性が高く、加工硬化の傾向が低いという特徴があります。板材は、冷間成形、またはスタンピング、スピニング、深絞り、曲げなどの温間・熱間成形工程を経て、複雑な形状の部品(ノズルや燃焼室など)を製造することができます。溶接(電子ビーム溶接、レーザー溶接、TIG溶接)も可能ですが、厳重な保護雰囲気下で行わなければなりません。

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