上海布奎實業有限公司

GH4169鎳基變形高溫合金
中國牌號：GH4169/GH169、GH169(GH4169)
美國牌號：Inconel718/UNSNO7718
法國牌號：NC19FeNb
 
一、GH4169概述
  GH4169合金是以體心四方的γ"和面心立方的γ′相沉淀強化的鎳基高溫合金，在-253～700℃溫度范圍內具有良好的綜合性能，650℃以下的屈服強度居變形高溫合金的首位，并具有良好的抗疲勞、抗輻射、抗氧化、耐腐蝕性能，以及良好的加工性能、焊接性能和長期組織穩定性，能夠制造各種形狀復雜的零部件，在宇航、核能、石油工業中，在上述溫度范圍內獲得了極為廣泛的應用。
  該合金的另一特點是合金組織對熱加工工藝特別敏感，掌握合金中相析出和溶解規律及組織與工藝、性能間的相互關系，可針對不同的使用要求制定合理、可行的工藝規程，就能獲得可滿足不同強度級別和使用要求的各種零件。供應的品種有鍛件、鍛棒、軋棒、冷軋棒、圓餅、環件、板、帶、絲、管等。可制成盤、環、葉片、軸、緊固件和彈性元件、板材結構件、機匣等零部件在航空上長期使用。  
  1.1GH4169材料牌號 GH4169(GH169)
  1.2GH4169相近牌號 Inconel718(美國)，NC19FeNb(法國)
  1.3GH4169材料的技術標準
  1.4GH4169化學成分 該合金的化學成分分為3類：標準成分、優質成分、高純成分，見表1-1。優質成分的在標準成分的基礎上降碳增鈮，從而減少碳化鈮的數量，減少疲勞源和增加強化相的數量，提高抗疲勞性能和材料強度。同時減少有害雜質和氣體含量。高純成分是在優質標準基礎上降低硫和有害雜質的含量，提高材料純度和綜合性能。
  核能應用的GH4169合金，需控制硼含量（其他元素成分不變），具體含量由供需雙方協商確定。當ω（B）≤0.002%時，為與宇航工業用的GH4169合金加以區別，合金牌號為GH4169A。 
                 表1-1%
類別 C Cr Ni Co Mo Al Ti Fe
標準 ≤0.08 17.0~21.0 50.0~55.0 ≤1.0 2.80~3.30 0.30~0.70 0.75~1.15 余
優質 0.02~0.06 17.0~21.0 50.0~55.0 ≤1.0 2.80~3.30 0.30~0.70 0.75~1.15 余
高純 0.02~0.06 17.0~21.0 50.0~55.0 ≤1.0 2.80~3.30 0.30~0.70 0.75~1.15 余
類別 Nb B Mg Mn Si P S Cu Ca
不大于
標準 4.75~5.50 0.006 0.01 0.35 0.35 0.015 0.015 0.30 0.01
優質 5.00~5.50 0.006 0.01 0.35 0.35 0.015 0.015 0.30 0.01
高純 5.00~5.50 0.006 0.005 0.35 0.35 0.015 0.002 0.30 0.005
 
類別 Bi Sn Pb Ag Se Te Tl N O
不大于
標準 ——- ——- 0.0005 ——- 0.0003 ——- ——- ——- ——-
優質 0.001 0.005 0.001 0.001 0.0003 ——- ——- 0.01 0.01
高純 0.00003 0.005 0.001 0.001 0.0003 0.00005 0.0001 0.01 0.005
 1.5GH4169熱處理制度合金具有不同的熱處理制度，以控制晶粒度、控制δ相形貌、分布和數量，從而獲得不同級別的力學性能。合金熱處理制度分3類：
    Ⅰ：(1010～1065)℃±10℃，1h，油冷、空冷或水冷+720℃±5℃，8h，以50℃/h爐冷至620℃±5℃，8h，空冷。
  經此制度處理的材料晶粒粗化，晶界和晶內均無δ相，存在缺口敏感性，但對提高沖擊性能和抵抗低溫氫脆有利。
Ⅱ：(950～980)℃±10℃，1h，油冷、空冷或水冷+720℃±5℃，8h，以50℃/h爐冷至620℃±5℃，8h，空冷。
經此制度處理的材料有δ相，有利于消除缺口敏感性，是最常用的熱處理制度，也稱為標準熱處理制度。
Ⅲ：720℃±5℃，8h，以50℃/h爐冷至620℃±5℃，8h，空冷。
  經此制度處理后，材料中的δ相較少，能提高材料的強度和沖擊性能。該制度也稱為直接時效熱處理制度。
  1.6GH4169品種規格和供應狀態可以供應模鍛件（盤、整體鍛件）、餅、環、棒（鍛棒、軋棒、冷拉棒）、板、絲、帶、管、不同形狀和尺寸的緊固件、彈性元件等、交貨狀態由供需雙方商定。絲材以商定的交貨狀態成盤狀交貨。
  1.7GH4169熔煉和鑄造工藝合金的冶煉工藝分為3類：真空感應加電渣重熔；真空感應加真空電弧重熔；真空感應加電渣重熔加真空電弧重熔。可根據零件的使用要求，選擇所需的冶煉工藝，滿足應用要求。
1.8GH4169應用概況與特殊要求制造航空和航天發動機中的各種靜止件和轉動件，如盤、環件、機匣、軸、葉片、緊固件、彈性元件、燃氣導管、密封元件等和焊接結構件；制造核能工業應用的各種彈性元件和格架；制造石油和化工領域應用的零件及其他零件。
  近年來，在對該合金研究不斷深化和對該合金應用不斷擴大的基礎上，為提高質量和降低成本，發展了很多新工藝：真空電弧重熔是采用氦氣冷卻工藝，有效減輕鈮偏析；采用噴射成型工藝，生產環件，降低生產成本和縮短生產周期；采用超塑成型工藝，擴大產品的生產范圍。
二、GH4169物理及化學性能
  2.1GH4169熱性能
  2.1.1GH4169熔化溫度范圍 1260～1320℃。
  2.1.2GH4169熱導率 見表2-1。
                   表2-1
θ/℃ 11 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000
λ/（W/（m·℃）） 13.4 14.7 15.9 17.8 18.3 19.6 21.2 22.8 23.6 7.6 30.4
2.1.3GH4169比熱容見表2-2。
2.1.4GH4169線膨脹系數見表2-3；
  2.2GH4169密度 ρ=8.24g/cm3。
  2.3GH4169電性能 
                    表2-2
θ/℃ 300 400 500 600 700 800 900 1000
c/（J/（kg·℃）） 481.4 493.9 514.8 539.0 573.4 615.4 657.2 707.4
                    表2-3
θ/℃ 20～100 20～200 20～300 20～400 20～500 20～600 20～700 20～800 20～900 20～1000
α/10-6℃-1 11.8 13.0 13.5 14.1 14.4 14.8 15.4 17.0 18.4 18.7
  2.4GH4169磁性能 合金無磁性。
   2.5GH4169化學性能
  2.5.1GH4169抗氧化性能在空氣介質中試驗100h后的氧化速率見表2-4。
                    表2-4
θ/℃ 600 700 800 900 1000
氧化速率/(g/(m2·h)) 0.0176 0.0277 0.0351 0.0961 0.1620
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