GH4169 是时效强化型镍基高温合金,能在 - 270℃至 650℃极宽温度范围保持优异性能,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%。多元合金体系通过沉淀强化机制,在不同温度区间均能稳定发挥性能。
铌元素是性能核心,时效处理中形成两种强化相:高温稳定的 γ' 相(Ni₃Nb)和低温强化的 γ'' 相(Ni₃Nb)。γ'' 相呈圆盘状,直径约 20nm,均匀分布于基体,使合金在 650℃时抗拉强度仍达 900MPa 以上。某航空发动机高压涡轮盘采用该合金后,600℃工况下运行 10000 小时,蠕变变形量仅 0.05%,远低于设计限值 0.2%。
钼和铬的组合赋予良好耐蚀性与高温稳定性。钼提升还原性介质耐蚀性,铬确保氧化环境中形成稳定氧化膜。在含氯离子环境中,点蚀电位达 + 0.2V,耐蚀性优于多数高温合金。某海洋平台燃气轮机叶片采用该合金后,高湿度盐雾环境中运行 3 年,表面无明显腐蚀,气动性能保持率 98%。
力学性能均衡,室温抗拉强度 1300MPa,延伸率 30%,-270℃超低温下冲击韧性仍达 80J/cm²,无脆性断裂风险,适合液化天然气设备低温部件。加工性能良好,可锻造、轧制多种形状,焊接热影响区强度损失小,某航天飞行器燃料储箱焊接后,焊缝强度达母材 95%,满足超低温高压需求。
制备需经真空感应熔炼加电渣重熔,确保纯度与成分均匀。锻造温度 950-1050℃,多道次变形细化晶粒。时效处理分两步:720℃保温 8 小时,再 620℃保温 8 小时,获得最佳强化相分布。
应用涵盖航空航天、核能、深海探测等领域,是目前应用最广泛的高温合金之一,宽温域性能使其成为极端环境 “多面手”。