GH169高温合金介绍
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]。
GH169性能
GH169沉淀强化的镍基高温合金GH169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。
【上海奔来金属材料有限公司】GH169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。
GH169材料牌号GH4169(GH169)GH169相近牌号GH169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GH169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GH169合金棒材》GH169化学成分C：≤0.08，Cr：17.0~21.0，Ni：50~55.0，Co：≤1.0，Mo：2.80~3.30，Al：0.30~0.70，Ti：0.75~1.15，Fe：余。
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。
高温合金牌号
高温合金牌号高温合金是一种高性能、高可靠性的金属材料，广泛应用于航空、航天、能源、化工、医疗等领域。
高温合金具有优异的高温强度、高温抗氧化性、高温抗腐蚀性和高温耐磨性等特点，是目前最为理想的高温材料之一。
本文将介绍几种常见的高温合金牌号及其应用。
一、GH4169GH4169是一种镍基高温合金，具有优异的高温强度、高温抗氧化性和高温抗腐蚀性。
它广泛应用于航空、航天、能源、化工等领域，例如制造高温涡轮叶片、燃气轮机叶片、高温弹簧、高温密封件等。
GH4169的化学成分为Ni-19Cr-18Fe-3Mo-1Ti-0.5Al-0.02C，其高温强度可达到980℃时的400MPa以上。
二、GH3536GH3536是一种镍基高温合金，具有优异的高温强度、高温抗氧化性和高温抗腐蚀性。
它广泛应用于航空、航天、能源、化工等领域，例如制造高温涡轮叶片、燃气轮机叶片、高温弹簧、高温密封件等。
GH3536的化学成分为Ni-36Cr-2Mo-2Ti-0.5Al-0.02C，其高温强度可达到980℃时的350MPa以上。
三、GH2132GH2132是一种镍铬铁基高温合金，具有优异的高温强度、高温抗氧化性和高温抗腐蚀性。
它广泛应用于航空、航天、能源、化工等领域，例如制造高温涡轮叶片、燃气轮机叶片、高温弹簧、高温密封件等。
GH2132的化学成分为Ni-20Cr-11Fe-3Mo-0.5Ti-0.5Al-0.02C，其高温强度可达到980℃时的300MPa以上。
四、IN718IN718是一种镍基高温合金，具有优异的高温强度、高温抗氧化性和高温抗腐蚀性。
它广泛应用于航空、航天、能源、化工等领域，例如制造高温涡轮叶片、燃气轮机叶片、高温弹簧、高温密封件等。
IN718的化学成分为Ni-19Cr-18Fe-3Mo-1Ti-0.5Al-0.02C，其高温强度可达到980℃时的400MPa以上。
五、WaspaloyWaspaloy是一种镍基高温合金，具有优异的高温强度、高温抗氧化性和高温抗腐蚀性。
高温合金牌号及具体性能表
高温合金牌号（GB/T14992—1994)2007-4—24 16:21：20高温合金：凡在应力及高温（一般指600～650摄氏度以上)同时作用下，具有长时间抗蠕变能力与高的持久强度和高的抗蚀性的金属材料，称为耐热合金或高温合金。
常用的有铁基合金、镍基合金、钴基合金，还有铬基合金、钼基合金及其他合金等。
高温合金是制造燃汽轮机、喷气式发动机等高温下工作零部件的重要材料。
表8—28高温合金的牌号及化学成分注：1。
GH1035合金中的Ti和Nb为任选其一，不是同时加入的.2。
GH3039合金中允许有铈(Ce）存在.3。
表中B、Zr、Ce的含量为计算加入量，可不分析测定（除非产品标准或协议、合同中另有规定)。
表8-30高温合金的特性和应用注：各成分含量皆指质量分数。
表5-6—7 中国与国外变形高温合金牌号近似对照①W—Wr。
是德国DIN17007系统的数字材料号（Wdrkstoff—Nummer)；L—Nr.是德国航空标准数字牌号(Luftfahrtstoff—Nr）的缩写，在表中加括号,以示区别。
②英国牌号中带“”的为商业牌号，与美国牌号通用。
镍基高温合金锻件的热处理固溶强化的镍基高温合金（如GH3030,GH3039,GH3044，GH141等）锻件一般采用固溶时效处理.固溶处理的目的，不但是为了溶解基体内的碳化物和r′相，以获得均匀的固溶体，为时效作组织准备，而且也是为了获得适当的晶粒度。
一般固溶处理温度在1040～1230℃范围内,需确定恰当的固溶处理加热温度和保温时间，以防止r相晶粒不均匀长大、过热和过烧。
有些合金,除了固溶时效处理外,还采用中间热处理，以获得较高的持久强度、高温塑性和较小的缺口敏感性。
高温合金的热处理制度见表12。
难加工材料
加工高温合金、不锈钢材料时，刀具切削用量的选用一、高温合金的切削特点1.性能特征高温合金是一种多组元、激活能很高的高熔点，金属元素含量很多的复杂合金化材料。
有极好的热稳定性及热强性。
热稳定是高温下抗氧化、抗腐蚀的能力。
热强性是指高温下抵抗塑性变形和断裂的能力。
如以45号钢的切削加工性为100%，则高温合金的相对切削加工性为5%—20%。
可以说高温合金是各种各种难加工材料中最难切削的材料。
2.切削特点⑴切削力大：由于高温合金出众的高熔点、激活能大的组元，原子结合十分稳定。
切削时要使其原子脱离平衡位置，所需的能量很大，变形抗力大大上升。
合金中沉淀的硬化相对会增大塑性变形抗力，而塑性变形抗力使晶格严重扭曲，硬度大大提高，使变形抗力加大。
所以切削高温合金时，切削力比一般钢大2-3倍。
⑵切削温度高：由于切削时巨大的塑性变形，刀具与工件，切屑之间存在着强烈的摩擦，产生大量的切削热。
高温合金的导热系数很低，致使变形区的切削热高度集中于极小的切削区域内，使刀具切削刃及刀尖处的温度非常高。
在高温下会加剧刀具的扩散磨损和氧化磨损。
⑶加工硬化现象严重：高温中，高温合金的强化系数大，并且在切削过程中，合金中的强化相从固液中分解出来，弥散分布，使强化能力增加，加大了硬化程度。
切削高温合金时，已加工表面硬度要比基体硬度高的多约50%—100%。
⑷刀具易磨损：由于高温合金中的各种强化相和加工硬化现象，在切削过程中给刀具造成了巨大的摩擦，发生磨料磨损。
在高温高压条件下，刀具材料与被加工材料之间的亲和作用而造成粘附，使切屑与刀具之间出现粘结现象，造成粘结磨损。
在切削高温合金时，刀具除出现一般的正常磨损外，还会出现边界磨损及沟纹磨损。
主要原因是加工过程中高温合金的加工硬化所造成。
3.刀具的选用根据前面的了解，高温合金的切削加工性的确很差，导致刀具的耐用度低。
因此，应当寻求各种提高刀具的耐用度的措施。
⑴从刀具材料的选择着手：切削高温合金的刀具，要具备有高温硬度，高的耐磨性，强度和冲击韧性，良好的导热性，抗粘性及抗氧化性。
镍基合金
二、驱动力
1、镍基合金材料国产化水平较低，机会较大
我国已是世界彩电、彩管生产的大国，但是到目前为止，彩管用金属功能材料基本上依靠进口，彩管材料的国产化率不足10%，这为我国精密合金行业的发展提供了发展空间，高精度精密合金板带材已列入国家鼓励发展的高科技项目，因此显像管电视用镍合金带材将仍有很大的量。
在镍合金粉末中加入适量B、Si便形成了镍基自熔性合金粉末。所谓自熔性合金粉末亦称低共熔合金，硬面合金，是在镍、钴、铁基合金中加入能形低熔点共晶体的合金元素（主要是硼和硅）而形成的一系列粉末材料。常用的镍基自熔性合金粉末有Ni-B-Si合金粉末、Ni-Cr-B-Si合金粉末、Ni-Cr-B-Si-Mo、Ni-Cr-B-Si-Mo-Cu、高钼镍基自熔性合金粉末、高铬钼镍基自熔性合金粉末、Ni-Cr-W-C基自熔性合金粉末、高铜自熔性合金粉末、碳化钨弥散型镍基自熔性合金粉末等。
二、驱动力
国内镍合金市场需求迅速增加，发展前景良好，而目前国内镍合金带材加工行业处于老产业和新产业更替阶段，市场机遇良好。国内镍合金加工水平整体落后，体现在工艺技术、产品规格、产品质量、生产规模等方面，国家急需的电子电工行业镍合金带材、工业建设镍合金板材等
三、阻碍因素
1、国内镍合金加工水平整体落后
各种元素在合金中的作用：
●硼、硅元素的作用：显著降低合金熔点，扩大固液相线温度区，形成低熔共晶体；脱氧还原作用和造渣功能；对涂层的硬 化、强化作用；改善操作工艺性能
gh690高温合金标准
GH690高温合金标准GH690高温合金标准概述GH690是一种Ni-Cr-Co基高温合金，具有优良的耐高温性能和抗氧化性能，以及良好的冷热加工性能和焊接性能。
该合金在高温下具有优异的强度和蠕变性能，适用于制造在高温环境下工作的航空发动机零件和其他高温部件。
化学成分GH690合金的化学成分如表1所示。
表1 GH690合金的化学成分（质量分数）（%）物理性能GH690合金的物理性能如表2所示。
表2 GH690合金的物理性能机械性能GH690合金在不同温度下的拉伸性能如表3所示。
表3 GH690合金在不同温度下的拉伸性能疲劳性能GH690合金的疲劳性能如表4所示。
表4 GH690合金的疲劳性能耐腐蚀性能GH690合金具有良好的抗氧化性和耐腐蚀性能。
在高温环境下，合金表面会形成一层致密的氧化膜，可以有效防止进一步氧化和腐蚀。
此外，合金中的Cr和Co元素可以提高抗腐蚀性能。
制造与加工GH690合金可以采用传统的熔炼和铸造技术制备，如电弧炉熔炼、真空熔炼等。
加工过程中应控制加热温度和冷却速度，以避免产生裂纹和其他缺陷。
该合金可以进行锻造、轧制、挤压和切割等加工。
热处理GH690合金可以通过热处理来优化其力学性能和耐腐蚀性能。
常用的热处理制度包括固溶处理和时效处理。
固溶处理是将合金加热至高温单相区，然后快速冷却，使溶质原子充分固溶在固溶体中。
时效处理是将固溶处理后的合金在较低温度下保温一定时间，使溶质原子析出，形成强化相，从而提高合金的强度和硬度。
应用与限制GH690高温合金广泛应用于航空发动机、燃气轮机和其他高温部件的制造，如燃烧室、涡轮叶片、涡轮盘等。
其优良的耐高温性能和抗氧化性能使其能够在高温环境下保持稳定的性能。
然而，该合金的成本较高，限制了其在一些领域的应用。
此外，由于GH690合金中含有较高的Co元素，可能导致资源稀缺和环境问题，因此在实际应用中需权衡其可持续性问题。
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GH169高温合金介绍：
GH169是含有铌，钼的沉淀镍镍金属合金，具有高强度，良好的韧性，在650℃下高温和低温条件下耐腐蚀性。
供应状态可以是固溶体或沉淀硬化。
GH169具有以下特点：
设备，高抗拉强度，疲劳强度，蠕变强度和700℃的断裂强度在低温下在低温下在低温下具有稳定的化学性质。
GH169化学成分：
许可证2：GH4169
C（％）：≤0.03
CR（％）：17.0〜21.0
MO（％）：2.80〜3.30
NI（％）：50.0〜55.0
w（％）：
Al（％）：0.20〜0.60
NB（％）：4.75〜5.50
TI（％）：0.65〜1.15
Fe（％）：BA1
Si（％）≤：0.35
Mn（％）≤：0.35
P（％）：0.015
S（％）：0.015
其他（％）：B≤0.006
GH169物理属性：
密度ρ= 8.24g / cm3
熔化温度范围1260〜1320°C
加工和热处理：加工领域的辛勤工作材料。
加热：产品工件必须在加热之前进行，并保持整个升温过程，并保持表面清洁。
如果天然环境具有硫，磷，铅或其他低溶解金属材料，则铝合金将脆弱。
残留物来自所识别的漆的漆，铅笔，润滑脂，水等。
硫的量低，例如液化石油气和气体残余物成分小于0.1％，大城市液化气的硫含量小于0.20g / m 3，石油气的硫含量小于0.5 ％是理想化。
的。
加热炉的加热炉优选地是更精确的温度控制工作能力。
炉子气体必须中和或弱碱性，并且应防止炉子组分从降低和氧化性能下降。
GH169热处理：铝合金的热处理温度为1120-900°C，制冷方法可以是水淬或其他快速制冷方法，并立即淬火以确保最佳特性。
当热处理时，原材料应加热到生产和加工温度的局限性，以便更好地确保生产和加工过程中的塑性变形，可变变量是最终的生产和加工温度为20％不能小于960℃。
冷拉：冷拉应进行老化处理后进行，寒冷的寒冷速率超过马氏体不锈钢板，因此应相对调整生产设备，并且存在常规淬火的冷拉力。
GH169热处理过程：不同的衰老加工和固溶处理过程将实现不同的原料特性。
因为γ“相具
有较低的外部扩散，所以可以基于长期溶液处理来实现铝合金。
研磨抛光：产品工件焊接周围的金属氧化物更不能去除不锈钢板。
它必须用盐酸钠和盐酸的细砂抛光。
金属氧化物或盐浴制剂处理。
机械加工：需要在老化处理后进行加工。
有必要充分考虑原材料的寒冷，其与马氏体不锈钢板不同，选择低表面层切割量。
GH169电焊：半硬质型Inconel718铝合金适用于电焊焊接，焊接焊接。
可力性，易于工艺性能，高韧性是这种原料的几个优点。
适用于电弧焊接，低温等离子体焊接等。
在焊接焊接之前，应清洁原料的表面，无油，无铅笔标记等，焊接周边25mm类别需要抛光暴露的亮金属材料。