●耐熱合金【たいねつごうきん】

高温で強度，耐食性，耐クリープ性，また用途によっては耐圧性，耐疲労性 (→金属の疲労 ) ，耐摩耗性を保つ金属材料。 750℃前後までは特殊ステンレス鋼が用いられる (→耐熱鋼 ) 。しかしジェット機，ロケット，原子炉などの発達に伴い，要求される条件がきびしくなると同時に重要性も増したので，1000℃常用を目途としたいわゆる超合金の開発が進められている。クロム，モリブデン，タンタル，ニオブ，タングステンなどの高融点金属は，単体では 1000～1500℃以上まで用いることができるが，高温酸化を免れないのでセラミック被覆し，あるいは真空または不活性気圏としなければならない。将来はこれらの金属をセラミックで強化した複合耐熱材料サーメットの開発が進むであろう。黒鉛 (石墨) は最も耐熱性がよいが，衝撃に弱いのが難点である。

高温での耐食性あるいは強度にすぐれた合金。代表的なものは耐熱鋼で、鉄・クロム・ニッケル・コバルトなどが主成分。

大気中における耐酸化性と高温におけるある程度の強度をもつように設計･製造された合金。耐熱性の原理と鉄基合金については〈耐熱鋼〉の項目を参照されたい。耐熱鋼の場合の高温とは500～800℃であるが，金属材料一般で高温というと，それぞれの金属の溶融温度との相対的尺度で考える。軽金属であるアルミニウムやマグネシウムを基本とする軽合金耐熱材料は250～450℃程度の温度で使用される。軽合金耐熱材料はジェットエンジンなどの圧縮機，内燃機関のピストン材，原子炉材用被覆材などに用いられる。

高温で使用するための合金。金属は高温になると強度が低下し、また酸化など雰囲気との化学反応が速やかに進行するようになる。これに対処するために種々の合金元素が添加される。アルミニウム合金の場合はニッケルを2.5％以下添加した合金（Y合金、ローエックスなど）、銅合金ではクロムを0.85％またはジルコニウムを0.15％添加したものなどがあるが、耐熱合金の代表は、鉄にクロムを加えて耐酸化性を増し、タングステン、モリブデン、バナジウム、チタンなどを加えて高温強度を高めた耐熱鋼である。さらに高温で使用するものにニッケルやコバルトを基本とする超耐熱合金（超合金）があり、1000℃以上で使用するものとしてはモリブデンやタングステンのような高融点金属の合金がある。高温強度を高めるために金属中に酸化物を微細に分散させた酸化物分散強化型合金、セラミックス粉末を少量の金属で固めたサーメット、共晶組成の合金を一端から順次固化させて組織を一方向にそろえた一方向凝固合金、セラミックス繊維を金属で固めた繊維強化型複合材料など、各種の耐熱合金の研究が行われている。

［須藤　一］

高温度で使用することを目的として，高温で十分な強度と耐酸化性，耐食性とを備えるようにつくられた一連の合金．たとえば，ガスタービンは約700 ℃ 以上，ジェットエンジンでは1000 ℃ 以上というような高温度で，しかも大きな応力あるいははげしい腐食性環境のもとで運転されることが多いため，それらの構成材料として耐熱鋼のCrやNi，Coなどの添加量を増し，さらにはNiやCo自体を主成分としてMo，W，Nb，Ti，Al，Ta，C，B，Zr，Hf，Reなど種々の元素を単独にあるいは多数組み合わせて添加した耐熱合金が種々開発され使用されている．代表的なものとしては，Fe基ないしFe-Ni基のTimken 16-25-6，A-286，N-155，Incoloy系などの各種合金，Ni基ではCMSX系，Inconel系，Nimonic系，Hastelloy系，René系などの各種合金，Co基ではS-816，X-40，L-605などがあげられる．これらのうち，とくに高温強度の大きい合金は鍛造による成形加工が困難なため，精密鋳造合金や粉末冶金による焼結合金の形で製造される．なお，Mo，W，Nb，Taなどの高融点金属を主成分とする耐熱合金も発展しつつあるが，これらは耐火合金(refractory alloy)とよばれることが多い．