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GH4169:宽温域服役的沉淀强化合金

  • 发布时间 :2025-07-26 15:52:38
  • 信息提供商:上海墨钜特殊钢有限公司
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GH4169:宽温域服役的沉淀强化合金

GH4169 是一种时效强化型镍基高温合金,凭借独特的成分设计,能在 - 270℃至 650℃的极宽温度范围内保持优异性能,其成分组成:镍 50%-55%,铬 17%-21%,铌 4.75%-5.5%,钼 2.8%-3.3%,钛 0.65%-1.15%,铝 0.2%-0.8%。

铌元素是 GH4169 性能的关键,在时效处理过程中会形成两种强化相:高温稳定的 γ' 相(Ni₃Nb)和低温强化的 γ'' 相(Ni₃Nb)。其中 γ'' 相呈圆盘状,直径约 20nm,均匀分布在基体中,能显著提升合金强度,使其在 650℃时抗拉强度仍保持在 900MPa 以上。某航空发动机的高压涡轮盘采用该合金后,在 600℃工况下运行 10000 小时,蠕变变形量仅 0.05%。

钼和铬的组合则赋予合金良好的耐蚀性和高温稳定性,钼能提升合金在还原性介质中的耐蚀性,铬则确保在氧化环境中形成稳定的氧化膜。GH4169 在含氯离子的环境中,点蚀电位达 + 0.2V,耐蚀性能优于多数高温合金。

GH4169 的力学性能十分均衡,室温抗拉强度 1300MPa,延伸率 30%,在 - 270℃超低温下冲击韧性仍有 80J/cm²,无脆性断裂风险。其加工性能良好,可通过锻造、轧制等工艺制成各种形状的零件,焊接热影响区强度损失小,适合制作大型焊接构件。

制备过程中,GH4169 需经真空感应熔炼加电渣重熔,确保纯度和成分均匀,锻造采用两阶段控制,时效处理分 720℃和 620℃两步进行,以获得最佳的强化相分布。

该合金广泛应用于航空航天领域的发动机叶片、机匣、火箭发动机的低温燃料储箱连接件等,在核能、深海探测等领域也有重要应用,是目前应用最广泛的高温合金之一。