上海布奎實(shí)業(yè)有限公司

GH4169鎳基變形高溫合金
中國(guó)牌號(hào)：GH4169/GH169、GH169(GH4169)
美國(guó)牌號(hào)：Inconel718/UNSNO7718
法國(guó)牌號(hào)：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(qiáng)化的鎳基高溫合金，在-253～700℃溫度范圍內(nèi)具有良好的綜合性能，650℃以下的屈服強(qiáng)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(zhǎng)期組織穩(wěn)定性，能夠制造各種形狀復(fù)雜的零部件，在宇航、核能、石油工業(yè)中，在上述溫度范圍內(nèi)獲得了極為廣泛的應(yīng)用。
  該合金的另一特點(diǎn)是合金組織對(duì)熱加工工藝特別敏感，掌握合金中相析出和溶解規(guī)律及組織與工藝、性能間的相互關(guān)系，可針對(duì)不同的使用要求制定合理、可行的工藝規(guī)程，就能獲得可滿足不同強(qiáng)度級(jí)別和使用要求的各種零件。供應(yīng)的品種有鍛件、鍛棒、軋棒、冷軋棒、圓餅、環(huán)件、板、帶、絲、管等。可制成盤(pán)、環(huán)、葉片、軸、緊固件和彈性元件、板材結(jié)構(gòu)件、機(jī)匣等零部件在航空上長(zhǎng)期使用。  
  1.1GH4169材料牌號(hào) GH4169(GH169)
  1.2GH4169相近牌號(hào) Inconel718(美國(guó))，NC19FeNb(法國(guó))
  1.3GH4169材料的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)
  1.4GH4169化學(xué)成分 該合金的化學(xué)成分分為3類：標(biāo)準(zhǔn)成分、優(yōu)質(zhì)成分、高純成分，見(jiàn)表1-1。優(yōu)質(zhì)成分的在標(biāo)準(zhǔn)成分的基礎(chǔ)上降碳增鈮，從而減少碳化鈮的數(shù)量，減少疲勞源和增加強(qiáng)化相的數(shù)量，提高抗疲勞性能和材料強(qiáng)度。同時(shí)減少有害雜質(zhì)和氣體含量。高純成分是在優(yōu)質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)上降低硫和有害雜質(zhì)的含量，提高材料純度和綜合性能。
  核能應(yīng)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(xié)商確定。當(dāng)ω（B）≤0.002%時(shí)，為與宇航工業(yè)用的GH4169合金加以區(qū)別，合金牌號(hào)為GH4169A。 
                 表1-1%
類別 C Cr Ni Co Mo Al Ti Fe
標(biāo)準(zhǔn) ≤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(yōu)質(zhì) 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(biāo)準(zhǔn) 4.75~5.50 0.006 0.01 0.35 0.35 0.015 0.015 0.30 0.01
優(yōu)質(zhì) 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(biāo)準(zhǔn) ——- ——- 0.0005 ——- 0.0003 ——- ——- ——- ——-
優(yōu)質(zhì) 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(shù)量，從而獲得不同級(jí)別的力學(xué)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(jīng)此制度處理的材料晶粒粗化，晶界和晶內(nèi)均無(wú)δ相，存在缺口敏感性，但對(duì)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(jīng)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(biāo)準(zhǔn)熱處理制度。
Ⅲ：720℃±5℃，8h，以50℃/h爐冷至620℃±5℃，8h，空冷。
  經(jīng)此制度處理后，材料中的δ相較少，能提高材料的強(qiáng)度和沖擊性能。該制度也稱為直接時(shí)效熱處理制度。
  1.6GH4169品種規(guī)格和供應(yīng)狀態(tài)可以供應(yīng)模鍛件（盤(pán)、整體鍛件）、餅、環(huán)、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(tài)由供需雙方商定。絲材以商定的交貨狀態(tài)成盤(pán)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(yīng)加電渣重熔；真空感應(yīng)加真空電弧重熔；真空感應(yīng)加電渣重熔加真空電弧重熔。可根據(jù)零件的使用要求，選擇所需的冶煉工藝，滿足應(yīng)用要求。
1.8GH4169應(yīng)用概況與特殊要求制造航空和航天發(fā)動(dòng)機(jī)中的各種靜止件和轉(zhuǎn)動(dòng)件，如盤(pán)、環(huán)件、機(jī)匣、軸、葉片、緊固件、彈性元件、燃?xì)鈱?dǎo)管、密封元件等和焊接結(jié)構(gòu)件；制造核能工業(yè)應(yīng)用的各種彈性元件和格架；制造石油和化工領(lǐng)域應(yīng)用的零件及其他零件。
  近年來(lái)，在對(duì)該合金研究不斷深化和對(duì)該合金應(yīng)用不斷擴(kuò)大的基礎(chǔ)上，為提高質(zhì)量和降低成本，發(fā)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(chǎn)環(huán)件，降低生產(chǎn)成本和縮短生產(chǎn)周期；采用超塑成型工藝，擴(kuò)大產(chǎn)品的生產(chǎn)范圍。
二、GH4169物理及化學(xué)性能
  2.1GH4169熱性能
  2.1.1GH4169熔化溫度范圍 1260～1320℃。
  2.1.2GH4169熱導(dǎo)率 見(jiàn)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(jiàn)表2-2。
2.1.4GH4169線膨脹系數(shù)見(jiàn)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(wú)磁性。
   2.5GH4169化學(xué)性能
  2.5.1GH4169抗氧化性能在空氣介質(zhì)中試驗(yàn)100h后的氧化速率見(jiàn)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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