GH4169 是一种以镍为基体,铌、钼、钛为主要强化元素的沉淀强化型高温合金,成分组成为镍 50%-55%、铬 17%-21%、铁余量、铌 4.75%-5.5%、钼 2.8%-3.3%、钛 0.65%-1.15%,杂质总含量≤0.5%。通过 γ'' 相(Ni₃Nb)的沉淀强化,在 650-700℃区间具备极高强度,是航空航天领域承力部件的首选材料。
γ'' 相强化是其性能核心,经 720℃×8 小时 + 620℃×8 小时双级时效后,合金中均匀析出直径 10-20nm 的 γ'' 相颗粒,这些颗粒钉扎位错,使室温抗拉强度达 1200-1300MPa,屈服强度 800-900MPa。某航空发动机涡轮盘在 650℃、800MPa 应力下运行 5000 小时,塑性变形量仅 0.05%,满足长寿命设计要求。铌与钼的协同作用还提升了抗疲劳性能,10⁷次循环疲劳强度达 450MPa,某火箭发动机连接螺栓经 1000 次冷热循环后无裂纹。
力学性能呈现宽温域稳定性,从室温到 650℃强度变化平缓,650℃时抗拉强度仍保持 1000MPa 以上,延伸率 15%-18%。低温性能同样优异,-270℃时抗拉强度升至 1400MPa,某 LNG 船低温泵轴在 - 162℃下运行稳定,无脆性断裂风险。
加工需匹配多道次工艺,热加工温度 950-1050℃,单道次变形量控制在 25%-30% 以防开裂。某汽轮机转子经多火次锻造后,锻件流线连续,力学性能各向异性≤5%。切削加工使用超细晶粒硬质合金刀具,切削速度 50-80m/min,某精密齿轮加工后齿形精度达 6 级。
制备采用真空双熔工艺(真空感应炉 + 真空自耗炉),降低气体和夹杂含量。铸锭经 1120℃×8 小时均匀化处理,热轧后 950℃固溶,最终通过双级时效获得最佳强化相分布。
应用于航空发动机涡轮盘、叶片;火箭发动机连接螺栓;汽轮机转子;LNG 船低温部件等,兼顾高温强度与低温韧性。