GH4169 一种沉淀强化镍基高温合金
GH4169G合金显微组织和力学性能研究
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沈阳理工大学硕士学位论文
主元素Al、Ti和Nb的含量来控制γ′和 γ″相沉淀析出行为；还有一种是调整微量元 素种类与含量来增强其晶界结合力或改善析出相等来提高合金高温性能[11]。在 GH4169合金中，通过长期的应用和研究，发展了直接时效优质、高强合金以及改 进型等各种GH4169合金[12-13]。
GH4169G 锻造饼坯表层及边缘变形量较小，温度较低，再结晶不完全，应力 不能有效释放，形成具有魏氏体或δ相析出相对较多的混晶组织；饼坯中心是完 全再结晶后的细晶组织，并且δ相在晶界与晶内均匀析出。中间层完全再结晶晶 粒度为 ASTM7.5-11.5 级，表层不完全再结晶晶粒度为 ASTM3-6 级。
它以镍、钴、铁为基，在较大的温度范围，严酷的工作应力和条件下，保持 良好的稳定性的一类合金[2,3]。高温合金具备较高的高温强度、优异的蠕变性能和 疲劳性能、良好的组织稳定性、较高的抗氧化性和抗热腐蚀等力学性能[4-6]。
1.1 GH4169 合金简介
GH4169 高温合金旧牌号为 GH169，美国牌号为 Inconel718，是一体心立方的 γ″和面心立方的 γ′沉淀强化的镍基变形高温合金。GH4169(Inconel718)是一种含 合金元素种类多、合金化程度高的镍基变形高温合金，在 650℃以下具有强度高、 塑性好等良好的综合性能，因此该合金应用广泛，几乎占了我国高温合金用量的 一半，成为高温合金的支柱产品。在航天飞机发动机中，大约有 1500 个零件采用 了 IN718 合金，约占总重量的 51%。目前大多数先进的涡轮盘材料都采用 GH4169 合金制造[7]。现在，除了作为飞机发动机材料的用途（仍然是最主要的用途）以外， GH4169 合金已经成为原子能、低温以及要求抗环境导致开裂等场合的通用高温合 金[8]。
GH4169是什么牌号材料
GH4169是是Fe-Ni-Cr基沉积硬化型变形高温合金，长时间运用温度规模-253~650℃，短期运用温度在800℃，在650℃以下时具有高强度、出色的耐性以及在高低温环境均具有耐氧化耐腐蚀性。
以及出色的加工功能和焊接功能和长时间组织稳定性。
GH4169适用于制作航空、航天和石油化工中的环件、叶片、紧固件和结构件等，主要有棒、板、管、带、丝、等。
GH4169对应牌号:2.4668、N07718、GH4169。
GH3536钢板GH3536棒GH3536锻件GH3536管GH3536带材预热：工件在加热之前和加热过程中都应进行外表清理，坚持外表清洁。
若加热环境含有S、P、铅或其他低熔点金属，合金将变脆。
杂质来源于做符号的油漆、粉笔、润滑油、水、燃料等。
燃料的硫含量要低，如液化气和气的杂质含量要低于0.1%，城市煤气的硫含量要低于0.25g/m3，石油气的硫含量低于0.5%是理想的。
加热的电炉应要具有较准的控温才能，炉气应为中性或弱碱性，应防止炉气成分在氧化性和还原性中动摇。
GH4169冷热加工：合金合适的热加工温度为1120-900℃，冷却方法可以是水62616964757a686964616fe59b9ee7ad9431333431353839淬或其他快速冷却方法，热加工后应及时退火以确保得到很好的功能。
热加工时资料应加热到加工温度的上限，为了确保加工时的塑性，变形量到达20%时的终加工温度不应低于960℃。
冷加工应在固溶处理后进行，加工硬化率大于奥氏体不锈钢，因此加工设备应作相应调整，并且在冷加工过程中应有中间退火过程。
冷热处理：不同的固溶处理和时效处理工艺会得到不同的资料功能。
因为γ”相的扩散速率较低，所以通过长时间的时效处理能使合金取得很好的机械功能。
冷打磨：工件焊缝附近的氧化物要比不锈钢的更难以去除，需要用细砂带打磨，在HNO3和氢氟酸的混合酸中酸洗之前，也要用砂纸去除氧化物或进行盐浴预处理。
高温合金GH4169
常州市天志金属材料有限公司一、GH4169 概述GH4169合金是以体心四方的γ"和面心立方的γ′相沉淀强化的镍基高温合金，在-253～700℃温度范围内具有良好的综合性能,650℃以下的屈服强度居变形高温合金的首位,并具有良好的抗疲劳、抗辐射、抗氧化、耐腐蚀性能,以及良好的加工性能、焊接性能和长期组织稳定性，能够制造各种形状复杂的零部件，在宇航、核能、石油工业中，在上述温度范围内获得了极为广泛的应用。
该合金的另一特点是合金组织对热加工工艺特别敏感，掌握合金中相析出和溶解规律及组织与工艺、性能间的相互关系，可针对不同的使用要求制定合理、可行的工艺规程，就能获得可满足不同强度级别和使用要求的各种零件。
供应的品种有锻件、锻棒、轧棒、冷轧棒、圆饼、环件、板、带、丝、管等。
可制成盘、环、叶片、轴、紧固件和弹性元件、板材结构件、机匣等零部件在航空上长期使用。
1.1 GH4169 材料牌号 GH4169(GH169)1.2 GH4169 相近牌号 Inconel 718(美国),NC19FeNb(法国)1.3 GH4169 材料的技术标准GJB 2612-1996 《焊接用高温合金冷拉丝材规范》HB 6702-1993 《WZ8系列用GH4169合金棒材》GJB 3165 《航空承力件用高温合金热轧和锻制棒材规范》GJB 1952 《航空用高温合金冷轧薄板规范》GJB 1953《航空发动机转动件用高温合金热轧棒材规范》GJB 2612 《焊接用高温合金冷拉丝材规范》GJB 3317《航空用高温合金热轧板材规范》GJB 2297 《航空用高温合金冷拔（轧）无缝管规范》GJB 3020 《航空用高温合金环坯规范》GJB 3167 《冷镦用高温合金冷拉丝材规范》GJB 3318 《航空用高温合金冷轧带材规范》GJB 2611《航空用高温合金冷拉棒材规范》YB/T5247 《焊接用高温合金冷拉丝》YB/T5249 《冷镦用高温合金冷拉丝》YB/T5245 《普通承力件用高温合金热轧和锻制棒材》GB/T14993《转动部件用高温合金热轧棒材》GB/T14994 《高温合金冷拉棒材》GB/T14995 《高温合金热轧板》GB/T14996 《高温合金冷轧薄板》GB/T14997 《高温合金锻制圆饼》GB/T14998 《高温合金坯件毛坏》GB/T14992 《高温合金和金属间化合物高温材料的分类和牌号》HB 5199《航空用高温合金冷轧薄板》HB 5198 《航空叶片用变形高温合金棒材》HB 5189 《航空叶片用变形高温合金棒材》HB 6072 《WZ8系列用GH4169合金棒材》1.4 GH4169 化学成分该合金的化学成分分为3类：标准成分、优质成分、高纯成分，见表1-1。
GH4169沉淀强化镍基高温合金Inceonel 718镍基合金 化学成分 力学性能
最小 50 GH41
69 最大 55
17
2.8 4.75
0.20 0.65
余量
0.01
21
3.3 5.50 1.0 0.08 0.35 0.35
0.30 0.80 1.15
5
GH4169沉淀强化镍基高温合金 物理性能
密度 g/cm3
8.24
熔点 ℃
热导率 λ/(W/m•
℃)
比热容 弹性模量 剪切模量
GH4169沉淀强化镍基高温合金
• GH4169相近牌号： • Inconel 718、 • UNS N07718(美国)、 • NC19FeNb(法国)、 • W.Nr.2.4668(德国)
GH4169沉淀强化镍基高温合金 化学成分
合金
镍铬铁钼铌钴碳锰硅硫铜铝钛
%
பைடு நூலகம்
牌号
Ni Cr Fe Mo Nb Co C Mn Si S Cu Al Ti
GH4169沉淀强化镍基高温合金 Inceonel 718镍基合金
化学成分 力学性能 棒板带管
GH4169沉淀强化镍基高温合金
• GH4169特性及应用领域概述：
• 该合金在-253～700℃温度范围内具有良好的综 合性能,650℃以下的屈服强度居变形高温合金的 首位,并具有良好的抗疲劳、抗辐射、抗氧化、耐 腐蚀性能,以及良好的加工性能、焊接性能良好。 能够制造各种形状复杂的零部件，在宇航、核能、 石油工业及挤压模具中，在上述温度范围内获得 了极为广泛的应用。
J/kg•℃ GPa
GPa
电阻率 μΩ•m
线膨胀系 数
泊松比 a/10-6℃1
1260 14.7(100
435 199,9 77,2
gh4169高温合金
常州市百炼特钢有限公司变形合金之王GH4169GH4169，又名为Inconel 718，是沉淀强化的镍基高温高强合金。
Inconel 718在－253～700℃温度范围内具有良好的综合性能，650℃以下的屈服强度居变形高温合金的首位，并具有良好的抗疲劳、抗辐射、抗氧化、耐腐蚀性能，以及良好的加工性能、焊接性能和长期组织稳定性，能够制造各种形状复杂的零部件，在宇航、核能、石油工业中，在上述温度范围内获得了极为广泛的应用。
该合金的另一特点是合金的组织对热加工工艺特别敏感，掌握合金中相析出和溶解规律及组织与工艺、性能间的相互关系，可针对不同的使用要求制定合理、可行的工艺规程，就能获得可满足不同强度级别和使用要求的各种零件。
Inconel 718国内外对应牌号：Inconel 718化学成分：Inconel 718物理性能：Inconel 718在常温下合金的机械性能的最小值：Inconel 718具有以下特性：1.易加工性2.在700℃时具有高的抗拉强度、疲劳强度、抗蠕变强度和断裂强度3.在1000℃时具有高抗氧化性4.在低温下具有稳定的化学性能5.良好的焊接性能Inconel 718的金相结构，718合金为奥氏体结构，沉淀硬化后生成的γ”相使之具有了优秀的机械性能。
在热处理过程中于晶界处生成的δ相使之具有了最佳的塑性。
Inconel 718的耐腐蚀性：不管在高温还是低温环境，718合金都具有极好的耐应力腐蚀开裂和点蚀的能力。
718合金在高温下的抗氧化性尤其出色。
Inconel 718工艺性能与要求：（1）热加工：合适的热加工温度为1120-900℃，冷却方式可以是水淬或其他快速冷却方式，热加工后应及时退火以保证得到最佳的性能。
热加工时材料应加热到加工温度的上限，为了保证加工时的塑性，变形量达到20%时的终加工温度不应低于960℃。
（2）冷加工：冷加工应在固溶处理后进行，加工硬化率大于奥氏体不锈钢，因此加工设备应作相应调整，并且在冷加工过程中应有中间退火过程Inconel718焊接工艺：合金具有满意的焊接性能，可用氩弧焊、电子束焊、缝焊、点焊等方法进行焊接。
GH4169是Ni-Cr-Fe基沉淀硬化型变形高温合金
GH4169是Ni-Cr-Fe基沉淀硬化型变形高温合金GH4169简介：GH4169合金在-253～700℃温度范围内具有良好的综合性能，650℃以下的屈服强度居变形高温合金的，并具有良好的耐辐射、耐氧化、耐腐蚀性能，以及良好的加工性能、焊接性能良好。
能够制造形状复杂的零部件该合金的另一特点是合金组织对热加工工艺特别敏感，掌握合金中相析出和溶解规律及组织与工艺、性能的相互关系，可针对不同的使用要求制定合理、可行的工艺规程，就能获得可满足不同强度级别和使用要求的零件。
机匣等零部件长期使用。
GH4169 的化学成分:GH4169物理性能：GH4169特性：GH4169是Ni-Cr-Fe基沉淀硬化型变形高温合金，长时使用温度范围-235°C～650°C,短时使用温度可达800°C。
合金在650°C以下强度较高，具有良好的抗疲劳﹑抗辐射﹑抗氧化和耐腐蚀性能，以及良好的加工性能﹑焊接性能和长期组织稳定性。
GH4169 应用：合金已用于制作航空发动机、环件、机匣、轴、叶片、紧固件、弹性元件、燃气导管、密封元件和焊接结构件等；制作液氢、制作核能工业应用的各种弹性元件和格架；制作石油和化工领域应用的多种零件。
GH4169 叶片冷辊轧成形过程数值模拟分析摘要：以航空发动机用 GH4169 五级叶片冷辊轧工艺为研究对象，应用DEFORM 二次开发子程序，向有限元软件中添加适合分析高温合金塑性变形的CHABOCHE 本构模型，然后根据实际工况进行辊轧过程数值模拟，所得最大辊轧力和延伸量与实际经验值符合，验证了仿真模型准确性。
进一步分析了叶片辊轧过程中材料流动，并探讨了摩擦系数与轧辊转速对叶片辊轧力的影响。
结果表明：开始阶段辊轧力较平稳，当轧至叶身2/3 附近，由于后滑原因，辊轧力迅速增加约40%；摩擦系数对辊轧力、辊轧力矩有较大的影响，摩擦系数为0.12 和0.4 时，两者最大辊轧力相差20.2%，而轧辊转速对辊轧力影响较小。
GH4169沉淀强化镍基高温合金介绍
GH4169沉淀强化镍基高温合金介绍
GH4169特性及应用领域概述：
该合金在-253～700℃温度范围内具有良好的综合性能,650℃以下的屈服强度居变形高温合金的首位,并具有良好的抗疲劳、抗辐射、抗氧化、耐腐蚀性能,以及良好的加工性能、焊接性能良好。
能够制造各种形状复杂的零部件，在宇航、核能、石油工业及挤压模具中，在上述温度范围内获得了极为广泛的应用。
GH4169相近牌号：
Inceonel 718、UNS NO7718(美国)、NC19FeNb(法国)、W.Nr.2.4668(德国)
GH4169 化学成分：（GB/T14992-2005）周工/TEL：①③⑧---①⑥①⑥---⑥③④③
GH4169物理性能：
GH4169力学性能：(在20℃检测机械性能的最小值)
GH4169生产执行标准：
GH4169 金相组织结构：
该合金标准热处理状态的组织由γ基体γ'、γ'、δ、NbC相组成。
GH4169工艺性能与要求：
1、因GH4169合金中铌含量高,合金中的铌偏析程度与治金工艺直接有关。
2、为避免钢锭中的元素偏析过重，采用的钢锭直径不大于508mm。
3、经均匀化处理的合金具有良好的热加工性能，钢锭的开坯加热温度不得超过1120℃。
gh4169是什么材料
gh4169是什么材料GH4169是一种高温合金材料，具有优异的高温强度、耐腐蚀性和耐磨损性，被广泛应用于航空航天、石油化工、核能和其他高温高压环境下的领域。
下面将对GH4169的材料特性、应用领域和加工工艺进行详细介绍。
首先，GH4169是一种镍基高温合金，其主要成分包括镍、铬、钼、铁、铝、钛等元素。
这些元素的合理配比赋予了GH4169优异的高温强度和耐腐蚀性能。
同时，GH4169还具有良好的加工性能，可以通过热加工和冷加工等工艺制备成各种形状的零件，满足不同工程需求。
其次，GH4169材料在航空航天、石油化工、核能等领域有着广泛的应用。
在航空航天领域，GH4169常被用于制造涡轮发动机的涡轮盘、涡轮叶片等零部件，其优异的高温强度和疲劳性能能够确保发动机在高温高速运行时的可靠性。
在石油化工领域，GH4169常被用于制造高温高压下的阀门、管道、泵等设备，其耐腐蚀性能能够保证设备长期稳定运行。
在核能领域，GH4169常被用于制造核反应堆的结构材料，其辐射稳定性和高温强度能够确保核设备的安全运行。
最后，GH4169的加工工艺主要包括热加工和冷加工两种。
热加工包括锻造、热轧、热挤压等工艺，可以制备成各种规格和形状的零件。
冷加工包括冷拔、冷轧、冷挤压等工艺，可以提高材料的强度和硬度，同时还能够改善材料的表面质量。
此外，GH4169还可以通过热处理、表面处理等工艺进行性能调控，以满足不同工程需求。
综上所述，GH4169是一种优异的高温合金材料，具有广泛的应用前景和良好的加工性能。
随着高温高压技术的不断发展，GH4169材料将在更多领域展现出其优异的性能和潜力。
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GH4169 一种沉淀强化镍基高温合金
GH4169 是一种沉淀强化镍基高温合金，在-253～650℃温度范围内具有良好的综合性能，650℃以下的居的首位，并具有良好的抗疲劳、抗辐射、抗氧化、耐腐蚀性能，以及良好的加工性能、焊接性能良好。
该合金的另一特点是合金组织对热加工工艺特别敏感，掌握合金中相析出和溶解规律及组织与工艺、性能的相互关系，可针对不同的使用要求制定合理、可行的工艺规程，就能获得可满足不同强度级别和使用要求的各种零件。
供应的品种有锻件、锻棒、轧棒、冷轧棒、圆饼、环件、板、带、丝、管等。
可制成盘、环、叶片、轴、紧固件和弹性元件、结构件、机匣等零部件在航空上长期使用。
外文名：GH4169
主要形式：棒材、板材，带材、管材
主要用途：航空发动机、核能工业、石油领域应用的零件
特点：合金组织对热加工工艺特别敏感制
造各：种形状复杂的零部件
相近牌号
INCONEL718 （美国），NC19FeNb(法国）
技术标准
GJB 2612-1996 《焊接用高温合金冷拉丝材规范》
HB 6702-1993 《WZ8系列用GH4169合金棒材》
Q/6S 1034-1992 《高温紧固件用GH4169合金棒材》
Q/3B 548-1996 《GH4169合金锻件》
Q/3B 548-1996 《GH4169合金锻件》
Q/3B 4048-1993 《YZGH4169合金棒材》
Q/3B 4050-1993 《GH4169合金板材》
Q/3B 4051-1993 《GH4169合金丝材》
GB/T14992-2005 《高温合金》
化学成分
该合金的化学成分分为3类：标准成分、优质成分、高纯成分，件表1-1。
优质成分的在标准成分的基础上降碳增铌，从而减少的数量，减少疲劳源和增强强化相的数量，提高抗疲劳的含量，提高材料的纯度和综合性能。
核能应用的GH4169合金，需控制硼的含量（其他元素成分不变），具体含量有工序双方协商确定。
当ω（B）≤0.002%时，为与宇航工业用的GH4169合金加以区别，合金牌号为
GH4169A。
表1-1
类
别
C Cr Ni Co Mo Al Ti Fe 标
准
≤0.0817.0~21.050~55.0≤1.0 2.80~3.300.30~0.700.75~1.15余优
质
0.02~0.0617.0~21.050~55.0≤1.0 2.80~3.300.30~0.700.75~1.15余高
纯
0.02~0.0617.0~21.050~55.0≤1.0 2.80~3.300.30~0.700.75~1.15余
类
别
Nb B Mg Mn Si P S Cu Ca
不大于不大
于
不
大
于
不
大
于
不大
于
不大
于
不
大
于
不大
于
标
准
4.75~
5.500.0060.010.350.350.0150.0150.300.01
优
质
5.00~5.500.0060.010.350.350.0150.0150.300.01
高
纯
5.00~5.500.0060.0050.350.350.0150.0150.300.005
类
别
Bi Sn Pb Ag Se Te Tl N O
不大于不大
于
不大于
不大
于
不大于不大于不大于
不
大
于
不大
于
标
准
------0.0005---0.0003------------优
质
0.0010.0050.0010.0010.0003------0.010.01
高
0.000030.0050.0010.0010.00030.000050.00010.010.005
纯
规格与状态
可供应模锻件（盘、盘整体）、饼、环、棒（锻棒、轧棒、冷拉棒）、板、丝、带、管、不
同形状和尺寸的紧固件、弹性元件等。
有供需双方商定。
丝材以商定的交货状态成盘装交货。
工艺
合金的冶炼工艺分为3类：真空感应电渣重熔；真空感应加真空电弧重熔；真空感应加加真
空电弧重熔。
可根据零件的使用要求，选择所需的冶炼工艺，满足应用要求。
应用与要求
制造航空和航天发动机中各种静止件和转动件，如盘、环件、机匣、轴、叶片、紧固件、弹
性元件、燃气导管、密封元件等和焊接结构件；制造核能工业应用的各种弹性元件和格架；
制造石油和化工领域应用的零件及其他零件。
近年来，在对该合金研究不断深化和对该合金应用不断扩大的基础上，为提高质量和降低成本，发展了很多工艺：真空电弧重熔时采用氦气冷却工艺，有效的减轻铌；采用工艺生产环件，降低成本和缩短；采用工艺，扩大产品的生产范围。
编制单位：上海商虎有色金属有限公司
编制时间：2016年9月。