ニッケル 2024 年 39 巻 1 号

MAGAZINE

NICKEL

ニッケルとそ の 用 途 に 関 する専 門 誌 ニッケル 2024 年 39 巻 1 号

広く使用されるニッケル ニッケル鉱石 ラテライトと硫化鉱

海上輸送 LNG 用改修

Heather Alla㏌ 氏に聞く 材料技術研究所

ケーススタディ30 ゴーディ・ハウ国際橋 史上最もタフで象徴的なアイスホッケー選手の一人にちなんで名づけられた ゴーディ・ハウ国際橋は大きく安定した形で、デトロイト川を横断してカナダと ゴーディ・ハウ国際橋

米国を結ぶ見た目にも美しい交通路です。 2.5 キロ 6 車線のこの橋は北米最長の

命は 125 年です。適切な材料の選択

斜張橋で 850 ｍ を超える主径間を持

をするため包括的な評価計画を要しま

© 2022年

ちミシガン州デトロイトとオンタリオ州 した。PPP の技術者たちは優れた耐食 ウィンザーを結びます。北米で最も貿 性を持つ ASTM 955 Type 2304 (UNS

64 億カナダドルのこのプロジェクトの デザイン、建設、メンテナンス及び運 用は ACS Infrastructure, Fluor, Aecon, 及び Dragados Canada の各社からなる コンソーシアムにより推進されました。 完成時には 6 車線と共に美しく装飾さ れた自転車及び歩行者用通路ができま す。 全長：2.5 km 幅：37.5 m 高さ：220 m 最長スパン：853 m

22 || ニッケル ニッケル 2024 2024 年 年 39 39 巻 巻 11 号 号

易量の多い国境検問所となります。

S32304) または Type 2205 (S32205)

2 0 0 0 年 代 初 頭 に は 、民 間 所 有

のステンレス鋼を選びました。これらに

で 1929 年に建設された既存のアンバ

より凍結防止塩や飛沫に直接さらされ

サダー橋は大規模な修理が必要で4車 る重要な鉄筋コンクリートの構造要素 線では将来の交通量をさばききれな の長期的耐久性が確保されるためで いとの不安が米加両国で増していまし た。ウィンザー・デトロイト道路橋公 社(WDBA) はこの巨大なインフラプロ ジェクトを推進するのに必要な専門技

す。 両国間の貿易はコロナ禍 の下で減 少を見ましたがその 後 大 幅に回復

術を持つ業者のコンソーシアムである し、2025 年秋の完成開通が大いに期 Bridging North America と官民連携 待されています。 (PPP) を組みました。

カナダ米国にとり大きな出発点となり

建設は 2018 年7月に開始され設計寿

ます。

論説： 広く使用されるニッケル

その他 3% |

2022年ニッケル一次用途 めっき 5% |

電池 17% ニッケル含有ステ ンレス鋼 66%

合金鋼 3%— ニッケルベ— ース合金 6%

その他工業部品 4% その他 Process 4% industries 14%

2022年ニッケル最終用途

SOURCE: SMR GMBH

WIKIMEDIA COMMONS

ニッケルは無数の用途において独特の特性が評価され、多様なエンドユーザー 領域で使用されています。ニッケル最大の需要はステンレス鋼の生産用で、幅 広い最終製品に向けられます。消費財から大型建設プロジェクトまで多様な用 途における機能性と持続可能性に寄与しています。一方ニッケル需要の最も急 速な成長分野は電池で、2022 年には30%増加しました。註1

運輸関係 25%

エネルギー 12% 建築、建設 12%

消費財、 ケータリング、食品加工 28%

表紙 ナミビアにあるHoba隕石は大きさ 2.7 × 2.7 × 0.9 m (8.6 × 8.6 × 3 ft)で重量は 60 トン以上と推測され ています。これは84%鉄16%ニッケ ルからなる鉄隕石として分類されて います。

Nickel 誌本号では、この多目的に使用可能な金属が産業全体で果たすさまざま な役割について掘り下げ、技術の可能性を提供することから、強靭さを提供する まで、ニッケルのさまざまな用途を紹介しています。 画期的な医療機器の発明、革新的な電池リサイクル技術や魚に優しいステンレ ス鋼の使用、目を見張るストリートアートや橋梁の耐久性を増す。これらすべてに ニッケルは役割を果たしています。 ニッケル生産に関する記事の新たなシリーズが本号からスタートします。記事で は持続可能性、処理工程や革新的進展などを取り上げますが、6ページのニッケ ル鉱石から始めます。 Nickel誌の本号では多岐にわたるニッケル世界を探求し、今日の世界を形作る上 で果たしている重要不可欠な役割に焦点を当てて行きます。。 クレア・リチャードソン ニッケル誌 編集長 1

註1 Benchmark Mineral Intelligence

ニッケル 2024 年 39 巻 1 号 | 3

02

ケーススタディ30 ゴーディ・ハウ国際橋

03

論説 広く使用されるニッケル

04 06

NICKEL

NOTABLES

目次

ニッケル・ニュース

ニッケルの注目話題 ニッケルの加工 ラテライトと硫化鉱

08

魚に優しい取水施設

10

材料技術研究所 ヘザー・アレイン専務理事に聞く

12

海上輸送の浄化 LNG用改修

13

ニッケルベース合金 耐熱合金

14

技術に関する Q＆A

15

なぜニッケル？

15

UNS詳細

16

潰れたマメ アニッシュ・カプーア

Nickel magazine はニッケル協会が発行しています www.nickelinstitute.org ハドソン・ベイツ博士（社長 ） クレア・リチャードソン （編集長） communications@nickelinstitute.org 寄稿者：Gary Coates, Rick Husa, Richard Matheson, Geir Moe, Kim Oakes, Lissel Pilcher, Lyle Trytten, Benoît Van Hecke, Odette Ziezold デザイン：コンストラクティヴ・コミュニケーションズ 記載事項は読者に対する一般情報としてまとめられたもので、 これに基づく具体的適用もしくは判断根拠とすることにつきま しては専門的意見を聞いてください。記載事項は技術的に正 確であるとされていますが、ニッケル協会、 その会員、職員及び コンサルタントはこれら事項の一般的あるいは特定目的の適 用についての適合性について保証するものではなく、記載に関 するあらゆる責任・責務を負うものではありません。 ISSN 0829-8351 Hayes Print Groupによりカナダで再生紙に印刷 ストック画像クレジット: 表紙：iStock©fabio lamanna 4㌻：iStock©selimaksan, 6㌻：iStock©Nanang Sugianto, 8㌻：iStock©DaveAlan, 13㌻：iStock©pricelessphoto, 15㌻：VectorStock FancyTapis, Sergio34

4 | ニッケル 2024 年 39 巻 1 号

進化するバルブ 北京協和医学院付属病院の董念国教授率いるチームが、革新的な心臓弁である 「生体弁」を開発しました。この弁は内皮化が可能であり、従来のブタの動物組 織のみから作られた生体弁よりも耐久性が高く、長寿命です。従来のブタの組織 のみを用いた弁は時間が経つと石灰化し、心臓の「扉」が開いたままになり、血 液の逆流を招く可能性がありました。この課題を解決するため、チームは形状記 憶特性を持つニッケル・チタン合金・ニチノール（UNS N0155）で骨格を作り、ヒ トの心臓弁に近い特性を持つブタの心臓弁と組み合わせ、 「ネット」状の弁を作 成しました。体内の細胞がゆっくりとその弁に付着し成長するように設計されて います。 この「生きた弁」は、最終的にはブタの細胞をすべて除去し、ブタの弁の石灰化 や拒絶反応のリスクを排除することができます。その結果、この弁はヒトの心臓 弁に非常に近い組織構造を持ち、より強力に開閉する「心臓の扉」として機能し ます。 「私たちは決して諦めず、ついに希望の光を見出しました」と、研究チーム のメンバーである喬偉華さんは述べています。

強力な 装甲 これは初めての試みであり、適用され るとステンレス鋼や他の金属合金の 強度を強化し、その能力を高めます。 究所（ORNL）の研究グループは六方

勝利へのソリューション 香 港 の G R S T（グリーン、リニューアブル、サステナブル・テクノロジー） は、2023 年末にアースショット賞を受賞しました。受賞の理由は、リサイクル しやすい部品を使用し、EVバッテリーをよりクリーンにするプロセスを考案し たからです。 英国のウィリアム王子によって2020年に設立されたこの年次イベントは、世 界で最も深刻な環境問題に対する革新的な解決策を称えるものです。大気 汚染、水質汚濁、環境悪化、廃棄物、気候変動などがその焦点となっていま す。GRST は、揮発性の溶剤やリサイクルが困難な材料を避け、代わりに水溶 性の結合複合材を使用してバッテリーを構築する方法を開発しました。この 取り組みにより、バッテリーが寿命を終えた際には、リチウム、コバルト、ニッ ケルなどの貴重な素材がより経済的に回収され、別のバッテリーで再利用さ れ新たに生産される材料の需要を減らします。このことは、EVと環境の両方 にとって有益なWIN-WINの関係をもたらします。

晶窒化ホウ素 (hBN) のコーテイングに よりステンレス鋼や他の金属合金の強 度が強化され、空気中での高温酸化 を和らげるだけでなく、長期にわたり 過酷な腐食からの保護力を向上させ ることを実証しました。大気圧化学気 相成長法として知られるプロセスを用 いて、hBNコーティングは固体ホウ素 源と分子状窒素を組み合わせて製造 されます。NiやFeを含む合金にこの hBNコーティングの保護層を追加する ことで、ソーラーパネル、半導体、航空 宇宙タービンブレードなどの産業応用 における性能向上の可能性が広がり ます。この研究を率いた ORNL の Ivan

ニッケルを知る 「ニッケルを知る（Knowing Nickel）」は、ニッケル協会からの最新のビデ オです。この短編アニメは、ニッケルの安全な使用の基盤となる二つの重要 な科学概念であるバイオアベイラビリティとバイオ溶出について、高いレベ ルの理解を提供することを目的としています。基礎となる科学は題材として は重いものですが、この短編映画は楽しみながらニッケルについての情報 を提供します。興味を引かれた場合は、もちろんニッケル協会のウェブサイ ト：www.nickelinstitute.org でより詳しい情報が入手できます。

Vlassiouk 氏は、 「このプロセスを用 いて単層や数層の hBN を合成すれば、 新たな2次元電子デバイスやフォトニッ クデバイスの性能向上にも期待できる かもしれません」と述べ、さらなる可 能性を示唆しています。この研究成果 は、 『Advanced Materials Interfaces』 に掲載されました。

アダム・マリン／ORNL／米国エネルギー省

GRST

米国テネシー州のオークリッジ国立研

ニッケル 2024 年 39 巻 1 号 | 5

ニッケル産業-その1-ニッケルの加工 ラテライトと硫化鉱

本記事はニッケル産業に関する新 たなシリーズの第一弾で、この重要 で多角的使用の可能な金属につい て我々の活動内容、その方法、及び いくつかの課題に関し業界内から の視点からより掘り下げた見方で書 かれたものです。これから鉱石、様 々な処理工程、持続可能性のみな らず進行中の開発について触れて 行きます。まず鉱石から始めます。

今日ニッケルは主に二つの分野で使用されます：ステンレス鋼やその他の合金、 そして電池を含む化学品です。ステンレス鋼がニッケルの最大市場ですが、一方 電池向けが最も急速に成長しています。 世界のニッケル需要を満たすためニッ があります、また一部硫化精鉱の取引 ケルは主に二つのソースから生産され もあります。 ます。新規採掘鉱石とリサイクル原料

ラテライト鉱石 です。リサイクルは（ステンレス鋼やニッ ラテライト鉱石は表層鉱体として見ら ケル合金であれ電池であれ）ニッケル れ、元来二つの主なタイプに分けられ のバリューチェーンの重要な要素です。 ています。リモナイト（低いニッケル、高 非常に高いリサイクル性はニッケルの

い鉄）とサプロライト（より高いニッケ

持続可能性側面の重要な要素ですが、 ル、低い鉄）です。リモナイトは通常コ ニッケル市場の多くが鉱石から生産さ バルトが付加的な有価物として含まれ れたニッケルに依存しています。現在、 ますが、一方サプロライトはニッケル分 年間約3百万トンが供給されています。 のみが有価物として扱われます。 二つに大きく分かれる鉱石タイプ

今日ではリモナイトは主にリーチングに

ニッケル鉱石には大きく分けて二つの より処理されます、即ち鉱石は硫酸で 鉱石タイプがあります。主に熱帯およ

処理し、浸出したニッケル及びコバルト

び亜熱帯地域にみられるラテライト（

はニッケル―コバルト中間製品として

酸化鉱）鉱石と主に温帯および亜北

回収されます。この中間生成物はニッ

極帯地域にみられる硫化鉱です。主な

ケルメタルに精錬されることも、電池の

ニッケル鉱山の位置は地図上に示され

サプライチェーンに直接供給することも

ていますーただ複数の鉱区で操業を行 できます。この液体に浸出させるプロセ っているものと単一の鉱区で操業の鉱 スは湿式精錬と呼ばれます。 山があります。今日ではニッケル生産

サプロライト鉱石は溶錬工程で処理さ

の50%以上がインドネシアで採掘され

れます、即ち鉱石は石炭及びしばしば

ています。多くの場合鉱石は鉱山の近

石炭ベースの電力エネルギーを使用し

くで処理されますが、ラテライト鉱石の てニッケルを鉄ニッケル合金として回収 地域内及び海外取引量はかなりのもの します。この鉄ニッケル合金は通常ス 6 | ニッケル 2024 年 39 巻 1 号

ラテライト操業 硫化鉱操業

テンレス鋼の生産に直接使用されます。 精鉱にされます。 電池向け需要の拡大に伴い、合金を精 錬用に更に高品位の中間製品（ニッケ ルマット）に転換する過去の業態の復 活が見られます。高温で素材を溶融さ せる工程は乾式精錬と呼ばれます。 硫化鉱 硫化鉱は表層（または表層近く）ある いは地下深く存在し、コバルトに加えて

その後精鉱は集中処理施設で処理さ れます。その多くはニッケルスメルタ― でそこでは精鉱中の硫黄と電力を使い 精鉱を溶かし、ニッケルマットを作り、 これは更に精錬されます、また直接湿 式精錬も行われています。 今後の記事はこれらの技術につきもう

しばしば銅、プラチナ、パラジウムなど

少し詳しく見ていき、過去及び進行中

この鉱石はラテライトとは異なる処理

ローチと並行して実現する可能性のあ

がされます。ほとんどの場合鉱山現地

る代替ルートなどを明らかにして行き

で品位を上げて、出荷可能なニッケル

ます。

ニッケルには大きく分けてラテライ ト及び硫化鉱の二つのタイプの鉱 石があります。

有価物を含んでいます。これらは合算す の改善や、業界が直面する持続可能性 るとニッケル以上の価値になり得ます。 の課題のいくつか、現在の商業的アプ

新生産ニッケル原料の一般産業フローチャート

硫化鉱採掘

鉱山現場工程

溶錬及び精錬

溶錬

鉄ニッケル合金

ニッケル地金

化学品向け （電池） ステンレス鋼 及び合金用

変換

ラテライト採掘

リーチング

中間製品

ニッケル 2024 年 39 巻 1 号 | 7

魚に優しい取水施設

AWMA ウォーターコントロール・ソ リューションズ社は、ニッケル含有 ステンレス鋼を使用した世界最大級 の魚に優しい取水システムを設計・ 建設しました。

8 | ニッケル 2024 年 39 巻 1 号

この施設が設置されたランギタタ用水路（RDR）は、2022年完成しました。ニ ュージーランド南島のランギタタ川から取水し、灌漑、家畜用水、水力発電の 需要に年間を通じて応える重要な役割を担っています。しかし、在来魚類個体 群への環境面の影響が懸念され、革新的な新しいスクリーニング・ソリューシ ョンの開発が求められていました。 この課 題に取り組むため、環 境 的に 選ばれました。この効果的な解決 策 持続可能な迂回システムが設計され、 は、自己洗浄機能も備え、魚に優しい ニッケルを含む 304 系ステンレス鋼 だけでなく、耐用年数期間中、低生涯 （UNS S30400）と 316 系ステンレス鋼 コストで信頼性の高い水流を供給する （S31600）を使って装置が製作されま ステンレス鋼のスクリーン構造を特徴 した。このスクリーニング・ソリューシ としています。 ョンは、用水 路への必要な流 量を取 このプロジェクトでは、7台のT型スク 水しながら、サケやマスなどのスポー ツ釣り魚や絶滅の危 機に瀕している リーン（合計14台のシリンダー型スク 様々な在来魚が安全に元の河川水系 リーン）、フラットパネル型スクリーン、 に戻ることができるようになっていま レイフラットゲートが必要でしたが、こ れらはすべてステンレス鋼で製作され す。 ました。 総合的な研究を行い、数十年にわた る実 績によって証明されている物理 魚 類 保 護スクリーンとして優 先され 的セルフクリーニング可能なウェッジ た3つの主な設計特性は、開口サイズ、 ワイヤー・スクリーニング・システムが 入り口流速、自己洗浄機能でした。ス

AWMA ウォーターコントロール・ソリューションズ社

ンダー型スクリーンは、304 系ステン 合計 55 トン以上のステンレス鋼が使 レス鋼製のウェッジワイヤースクリー 用さ れました 。ステンレス 鋼は、淡 水で 50 年以上の資産耐用年数を持 ンを素材として製作されました。 ち、取水設備の耐久性、性能、寿命を 高さ 8.75m の回収システム7基には、 保証しています。高品質のステンレス 各々直径 100mm の 316 系ステンレ 鋼素材と革新的なインフラ設計の組 ス鋼製ドライブシャフトとそれを保護 み合わせにより、在来魚を保護しなが する 304 系ステンレス鋼製のヘッド ら、高品質の水出力、エネルギー消費 ストックカバーから成る主軸台が取り 付けられました。取水スクリーンの昇 の削減、信頼性の高い流量供給を実 降には、140m の 316 系ステンレス鋼 現する環境ソリューションが確立され ワイヤロープケーブルとステンレス製 ました。 ターンバックル、それに取付金具が必 オーストラリアン・ステンレス・マガジン78号掲 要でした。8 トンのステンレス製フラ 載記事より抜粋。

アクチュ エータ ゲート 固定式 外部ブ ラシ

スクリーンを 通過した水

回転式ウェ ッジワイヤ ー・スクリ ーン

内部回転 ブラシ

AWMA ウォーターコントロール・ソリューションズ社

クリーンの開口サイズは、魚種と繁殖 ットパネル型・スクリーンのサイズは パターンを考慮し、存 在 する特 定の 30m × 3.5m（105m 2）です。 水生生物に合わせて調整さ れました。 バイパス水路の端に、AWMA 社が製 入り口流速が遅いため、流量分布はス 作・設置したレイフラット・ウォーター クリーン部分全面にわたり低く均一に ・コントロール・ゲートは、魚に優しい なり、ゴミや魚の巻き込みや衝突を防 水流の管理・調整オーバーショット・ ぎます。 ゲートとして使用されるが設置されま ステンレス鋼のウェッジワイヤーで作 した。約 1.8 トンのステンレス鋼が使 られたこのスクリーンは、魚の保護と 用されました。 最 適な流れを維 持しながら、ゴミや 設置する前には、すべてのステンレス 藻類を効率的に除去するために、内 鋼部品に酸洗表面処理が施されまし 部と外部のブラシ洗浄機構を組み込 た。 んだ自己洗浄機能を備えています。 14 本の直径 2.1m、長さ 3.0m のシリ スクリーニング・システムの製造では、

このプロジェクトでは、7つのT型スク リーン（合計 14 のシリンダー型スク リーン）、フラットパネル型スクリー ン、レイフラットゲートが必要でした が、すべてニッケル含有ステンレス鋼 で製作さ れました。

ニッケル 2024 年 39 巻 1 号 | 9

ヘザー・アレイン: 材料技術研究所専務理事に聞く ニッケル協会は 20 年以上にわたり、材料技術研究所（MTI）を熱心に支援して います。ニッケル協会は、ステンレス鋼やニッケル合金、溶接、加工に関する情 報や専門知識を提供し、これらの合金が産業界で使用されるよう尽力していま す。MTI の専務理事であるヘザー・アレイン氏に、彼女の材料への情熱と、安全 で信頼できる持続可能な材料の使用に関する認識を提供するMTIの活動の重 要性について質問しました。 Q：自己紹介と、そして材料に興味を持

工学の知識を取り込み、それを新しい

ったきっかけを教えてください。

世代のエンジニアが利用できるように

材料技術研究所

高校時代は化学が好きで、それからラ し、他には存在しないリソースを開発す イス大学で化学工学を専攻することに る上で、重要な役割を果たしてきました。 なりました。私が最初に受けた材料科

ヘザー・アレイン氏は、2008 年か ら材料技術研究所（MTI）で活動 しています。専務理事に就任する前 は、14 年間副専務理事として勤務 し、プロジェクトやMTIのヨーロッ パ地域を支援していました。 アレイン氏は、ライス大学で材料科 学の学士号を取得しました。最初の 職場はデュポンであり、そこで14年 間働いた後、MTI に移りました。

これらのプロジェクトは、加工産業に

学の授業では、原子の大きさと電荷と おける安全性、信頼性、持続可能性に いう基礎的要素が金属の結晶構造を 重点を置き、技術や技術理解のギャッ 決定し、その結果材料の特性が決まる プを解消することを目的としています。

という事実に魅了されてしまいました。 Q：例えば？ これがきっかけで専攻を材料科学に変 え、特に腐食に関する講義でこの分野

特定の種類の腐食性媒体に関する黄

金律として広く知られている「材料セレ への興味を深め、それから何年も経っ クター」シリーズや、特定の合金または てからMTIに行くことになりました。 合金ファミリーの実質的にすべての製

Q: MTI とはどういうもので、そしてな ぜ重要なのですか？

品形態を説明する「微細構造アトラス」 シリーズなどがあります。

MTI は加工産業の会員企業によるユ

Q：会員はどういう組織ですか？

ニークな共同組織で、会員が優先課題

MTI の会員企業は、中間化学品生産と

として特定した共通の問題に関する非

石油・ガス精製の両分野にまたがって

占有研究やプロジェクトに資金を提供

おり、卓越した操業と安全を最優先と

しています。MTI プロジェクトは、材料 しながら最も難しいプロセスを扱う企 10 | ニッケル 2024 年 39 巻 1 号

業が含まれています。私たちは、私たち

Q: MTIはどのように運営されているの のリソースとネットワークを通じて、会 ですか？ 員が技術的な決断を下せるようサポー MTIは 1976 年に北米で運営を開始し トする理想的な体制を整えています。 ました。会員の多くがグローバル企業 Q: 入会のメリットは何ですか？ 多くの企 業は、M T I が調査している

であるため、2000 年代前半にアジアと ヨーロッパにも拡大しました。私たちは 通常、年に7回、技術諮問委員会（TAC）

特定のトピックに関心があるために参

を実際に集まって開催しています。各

加するか、または研究プロジェクトを

地域会議では、研修をしたり技術的な

提案するために参加されます- これが

内容の説明をしますが、さらにそれぞ

MTI の核となる価値提案です。

れの現場での失敗や課題とそうした課

一度 入 会 すれ ば、ネットワークの 価 値そのものが不可欠なものになりま す。MTIはオンラインフォーラムを主催 しており、会員はそれに参加して質問し、

題に対処する方法を共有する機会を作 っています。さらに、隔年で一般公開の グローバル・シンポジウムを開催してい ます。

多くの場合数時間以内に回答を受け

Q：直接の対面ミーティングの有益性

取ります。2023 年には30社以上の会

は何ですか？

員企業から解決策や指針を求められま プロジェクトの全体像、目標、および成 の投稿がアーカイブに保存され、検索

直接対面で行うと最も効率的かつ効

可能になっています。

果的です。MTI の会議には、ネットワー

テクニカル・リソース・ライブラリーも 高く評価されています。会員は、出版物、 プレゼンテーション、オンデマンドのウ

材料技術研究所

したが、1万件を超えるディスカッション 果物のブレインストーミングや開発は、

クづくりやトレーニングの要素も定期 的に取り入れられており、これらも直接 対面で行う方がより効果的です。

ェビナーなどのアーカイブに年中無休

Q:資金提供するプロジェクトはどのよ

24 時間アクセスできます。

うに選んでいるのですか？

会員の特典としては、業界向けのトレー MTI の会員であれば、誰でもプロジェ ニング、円卓会議、1 時間の技術ウェビ クトのアイデアを提案することができま ナー、月刊ポッドキャスト「腐食クロニ す。会員による徹底した審査が行われ、 クル」などがあり、いずれも会員が関心 を持つトピックを取り上げています。こ れらのサービスは、業界へのサービス として非会員にも提供されています。ニ ッケル協会のゲーリー・コーツは、講演

全面的に強力な支援が行われます。会

員リーダー（チャン ピオン）は、審査済 みのプロジェクトをTACに提示し、技 術的なメリットについて投 票を行い

MTI は毎年、さまざまな材料に関 するコースや円卓会議を開催してい ます。イベントの完全なプログラム は、www.mti-global.org でご覧い ただけます。

ます。技術面の承認後、理事会が資金

提供を承認します。多くの場合、プロ 者やイベント・リーダーとして、あるい ジェクトは1年以内に資金を調達し開 はイベントの開催を手伝うなどして、私 始さ れます。MTI が現在資金を提供し

たちのイベントの多くに貢献してくれて ているプロジェクトおよび見込みのあ おり、こうした形で彼の専門知識を共 るプロジェクトは、我々のウェブサイト 有できるのは幸運なことです。

mti-global.orgでご覧いただけます。 ニッケル 2024 年 39 巻 1 号 | 11

ニッケルが海上輸送の浄化に貢献

プロセスパイプ

セパレーター 多層構造

位置補正緩衝材

クリオスペイン社

クリオスペイン社

真空接続

ジャケット

真空断熱管は、流体を輸送する内側 のプロセス管と、真空を封じ込める 外側のジャケット管の 2 本の同心円 状の管から製造されます。改修工事 が難しいのは、既存の設備の周りの 狭いスペースで作業しなければなら ないためです。

12 | ニッケル 2024 年 39 巻 1 号

2020 年1月以降、国際海事機関（IMO）は、硫黄酸化物による公害を軽減す るため、船舶の動力源として使用される燃料油の硫黄分規制値を定めていま す。 この新たな世界的な硫黄規制は、船舶 （UNS S31603）ステンレス鋼パイプを 産業に燃料オプションを見直させるも 素材とするパイプ・イン・パイプ技術を のであり、これらのオプションは、主に 提供しています。316L 系は、海洋雰囲 代替燃料、低硫黄燃料油、および排気 気での耐食性と低温耐性を保証するも から硫黄酸化物を除去するスクラバー、 のです。 の三つに分類されます。 約 275m の配管が設置され、そのうち 代替燃料には、アンモニア、メタノール、 160m は真空断熱（2 層のパイプの間 水素、液化天然ガス（LNG）などの低 の空気を抜いた状態の二重壁）されて 硫黄燃料があります。スペインの極低 います。天然ガスの液化を維持する必 温機器スペシャリストであるクリオスペ 要がある部分は（陸上バンカリングス イン社は最近、LNG を使用するために テーションから船上タンクまでなど）、 船舶のエンジンと燃料システムを改造 真空断熱が必要な冷却性能を確保しま しました。 す。船上バーナーのような液体を必要と 改修プロジェクトは LNG と天然ガスの しない部分には、 （真空断熱なしの）二 両方を輸送、貯蔵、エンジンに供給す 重壁パイプを取り付けることで済みま るパイプラインを納入設置するという す。合計で約 6 トンの 316L 系ステンレ のが目的です。LNG の沸点は-162 °C ス鋼が使用さ れました。 (-260 °F)であるため、ニッケルを含 有するステンレス鋼を使 用する必 要 改修された船は現在、以前よりもクリー が あります。クリオスペイン社は、LNG ンで環境に優しく、効率的に航行して を液体の状態で保持できる 316L 系 います。

ホットな話題 耐熱合金 通常我々がニッケル 含有合 金を考えるとき、海水、食品加工や化学品製 造 など水性の環境における耐食性について思い浮かべます。しかし、専 ら540‒ 1230 °C (1000‒2200 °F) の高温下で使用される耐熱合金（HRA）と一般的に 呼ばれる合金群があります。 HRA には基本的に二つのタイプがあり を増加させることでスケール耐性は増 ます、フェライト系とオーステナイト系で しますが同時にオーステナイトミクロ組 す。オーステナイト系はそのミクロ組織 織を維持するためにより多くのニッケ による延性と高温における強度が炭素

鋼に比較し優れているため最も広く使 われます。この特性は8から75%含まれ るニッケルの存在によって生じるオース

ルも必要となります。 アルミまたはシリコンの添加によりクロ ムのもたらすスケール耐性は高まりま

テナイトミクロ組織からもたらされます。 す。ニッケルも更なるメリットをもたらし ます。即ち熱処理炉や炭化水素処理に 下記の表は一般的なHRAを示しますが おける浸炭への抗力を増し、また塩素 最も知られているのは304タイプです。 などのハロゲンガスの攻撃にも耐えら 高温では鉄には酸素との反応で酸化 れます。 被膜（スケール）が形成され金属損失 を起こします。HRAはクロムが多量に これらのニッケル含有HRAは機器の高 含まれ、スケールの厚み増加速度を抑

温での作動や重要化学品の生産を可

え金属損失を減らします。クロム成分

能にする必要不可欠な合金です。

組成式

HRAの使用例 • 熱処理炉 • 浸炭炉 • 塩素系廃プラスチックの焼却

最高温度*

合金

Ni

Cr

Fe

その他

304 (S30400)

8

18

72

925 °C (1700 °F)

310 (S31008)

20

25

52

1150 °C (2100 °F)

330 (N08330)

35

19

43

800H (N08810)

31

21

45

980 °C (1800 °F)

600 (N06600)

76

15.5

8

1090 °C (2000 °F)

601 (N06601)

61.5

22.5

14

Al: 1.4

1200 °C (2200 °F)

602CA (N06025)

63

25

9

Al: 2.2

1230 °C (2250 °F)

Si: 1.25

ニッケル 添加

1150 °C (2100 °F)

フェライト 体心立方 格子構造

オーステナイト 面心立方 格子構造

* 大気中での連続運転における推奨最高温度 ニッケル 2024 年 39 巻 1 号 | 13

専門家に聞く 技術サポートに寄せられる 【よくある質問】

問 答

Geir Moe は専門技術士であり、ニッ ケル協会の技術サポート・サービス の責任者です。同氏は世界 各地に 配属された素材の専門家らと共に、 技術的アドバイスを求めるニッケル 含有材料のエンドユーザーや仕様 を設定する方々のサポートをしてい ます。同氏の専門家チームは、ステ ンレス鋼、ニッケル合金、ニッケルメ ッキなどの幅広い用途に関する技 術的なアドバイスを無料で提供し、 ニッケルを安心してご利用いただけ るよう努めています。

Q: 10mm 厚の SUS304L（UNS S30403）ステンレス鋼板を冷間成形し、楕

円体形鏡板を製作しました。成形後の熱処理（焼きなまし）は圧力容 器 規格で要求されていません。顧 客 要件として、フェライトの割合を最 大

3%まで制限しています。フェライトスコープ（Fischer Feritscope®）を使 用してナックル部位で測定したところ、35～45% のフェライトが検出され

ましたが、ナックルから離れた箇所では3%未満でした。また、PM I 試験

（Positive Material Identification）により、材料が SUS 304L の組成を満た していることが確認されました。このフェライト割合の大きなばらつきの原 因と、これに対する救済策について、ご教示いただけますでしょうか？ A: フェライトスコープは特にフェライ め、本質的に非磁性です。 トを測定するものではなく、金属中の しかしながら、304L のオーステナイト 磁気微細構造の存在を測定するも は準安定です。つまり、オーステナイト のです。最もよく知られた磁気微細

構造はフェライトです。SUS 304L のよ

の一部が別の微細構造に変化する可

能性があります。これはひずみ誘起 うなオーステナイト系ステンレス鋼は、 マルテンサイトとして知られ、塑性変 完全焼鈍状態では、ニッケル含有量

オンライン版ニッケル誌

形（冷間加工）すると磁性を持ちま に起因するオーステナイト組織のた す。フェライトスコープは、磁性を持つ フェライトとマルテンサイトという2つ

WWW.NICKELINSTITUTE.ORG

クロム-ニッケル系ステンレス鋼の透 磁率に及ぼす冷間加工の影響

ニッケル誌の無料購読とウェブサイト掲載のお知ら

15

ニッケル誌を7カ国語でウェブサイトに掲載

301 (6% Ni) 304 (8% Ni)

www.nickelinstitute.org/library/

www.nickelinstitute.org/library/ X でフォローしてください @NickelInstitute

316 (10% Ni)

12

H=50での透磁率

ニッケル誌のバックナンバーの検索：2009年7月号

310 (20% Ni)

www.youtube.com/user/NickelInstitute

サイト変態に対して耐性があります 成形前に試験を実施していれば、鋼 であったでしょう。冷間成形中にフェ ライト含有量が増加することはありま

6

せん。マルテンサイトを除去したい場 合、唯一の解決策は、鏡板を焼き戻

3

すことです。これは、 マルテンサイトを

ニッケル協会You Tube チャンネルで ニッケル関連のビデオが見られます

い他のステンレス鋼は、このマルテン

板全体のフェライト含有量は3%未満

9

LinkedInでつながって下さい ニッケル協会のページをご覧ください

できません。 図に示すように、ニッケル含有量の高

せを希望する場合：www.nickelinstitute.org

以降のニッケル誌を掲載（英語版のみ）

の異なる微細構造を区別することが

0

20

40

60

冷間圧延率(%)

80

オーステナイトに戻す焼鈍熱処理で あり、304L の場合、最低でも 1040℃ （1900°F）で行います。

14 | ニッケル 2024 年 39 巻 1 号

ニッケルはナノワイヤからステンレス鋼合金まで様々な形で存在します。しかし如何な る特性がニッケルを日常品においても不可欠な要素としているのでしょうか？

なぜニッケル？ 台所の流しにニッケル

ステンレス鋼製キッチンシンク

ニッケルを含むステンレス鋼は、流しを作るのに理想 的な素材です。その耐食性が優れており、また SUS304 （UNS S30400）のような高ニッケル品種を使用するこ とで、深いボウルへの成形が可能となります。

SUS304（S30400）に含まれるニッケルは、 高い加工硬化率を示し、通常の炭素鋼やフ ェライト系ステンレス鋼よりも優れたひずみ 分散構造を形成します。

加工硬化率が高いということは、材料が伸びるにつれ て、伸ばした部分の強度が著しく増加し、最終的には それ以上伸びない程強くなり、他の弱い部分が伸び始 めるということを意味します。

その結果、延伸は一箇所に集中するのではなく、より広い範囲に広がり、より 深いボウルを作ることができます。加工硬化率の低い材料を使用した場合、 延伸は局部的に集中し、材料が十分に延伸する前に破断してしまいます。

UNS番号別詳細

本誌に記載されたニッケル含有合金およびステンレス鋼の化学的組成 （重量パーセント）

UNS

C

Co

Cr

Cu

Fe

N01555 5㌻

0.07 以下

0.05 以下

0.01 以下

0.01 以下

0.05 以下

Mn -

S30400 5、8㌻

0.08 以下

-

18.020.0

-

残分

S30403 14㌻

0.030 以下

-

18.020.0

-

S31603 8、12、16㌻

0.030 以下

-

16.018.0

S32205 2㌻

0.030 以下

-

S32304 2㌻

0.030 以下

-

Mo

N

Nb

Ni

P

S

Si

Ti

-

-

0.05 以下

54.057.0

-

-

-

残分

2.00 以下

-

-

-

8.010.5

0.045 以下

0.030 以下

1.00 以下

-

残分

2.00 以下

-

-

-

8.012.0

0.045 以下

0.030 以下

1.00 以下

-

-

残分

2.00 以下

2.003.00

-

-

10.014.0

0.045 以下

0.030 以下

1.00 以下

-

22.023.0

-

残分

2.00 以下

3.003.50

0.140.20

-

4.506.50

0.030 以下

0.020 以下

1.00 以下

-

21.524.5

0.050.60

残分

2.50 以下

0.050.60

0.050.20

-

3.05.5

0.040 以下

0.030 以下

1.00 以下

-

ニッケル 2024 年 39 巻 1 号 | 15

画像著作権・IWAN BAAN

見事に潰れたマメ 待望のニューヨーク初の常設作品は、英国人アーティスト、アニッシュ・カプーア によって創造されました。この作品は、ジェンガ・タワーとも称される超高層ビ ルの下に鎮座しています。輝くマメ科植物は通称「ハーフ・ビーン」として知られ、 トライベッカに位置するヘルツォーク＆ド・ムーロン建築設計事務所が手がけた 56・レナード・ストリート・ビルの下に配置されています。このプロジェクトは、そ の複雑さや経済的要因、そしてコロナ禍の移動制限などを反映し、依頼から 15 年後の 2023 年1月についにお披露目されました。 待望のニューヨーク初の常設作品は、 ルツォーク＆ド・ムーロン建築設計事

アレクシコ・グループによって立ち 上げられたこのプロジェクトは、芸 術と建築の革新的な融合の素晴ら しい典型と言えます。

英国人アーティスト、アニッシュ・カプー 務所が手がけた 56・レナード・ストリー アによって創造されました。この作品 ト・ビルの下に配置されています。この は、ジェンガ・タワーとも称される超 プロジェクトは、その複雑さや経済的 高層ビルの下に鎮座しています。輝く 要因、そしてコロナ禍の移動制限など マメ科植物は通称「ハーフ・ビーン」と を反映し、依頼から 15 年後の 2023 年 して知られ、トライベッカに位置するヘ

16 ニッケル | ニッケル 2024 1号 2024 年年 3939 巻巻 1号

1月についにお披露目されました。