GH169（GH4169）是一种高性能镍基高温合金

GH169（GH4169）高温合金全面介绍

一、概述

GH169（GH4169）是一种高性能镍基沉淀强化型高温合金，广泛应用于航空航天、能源、石油化工等领域。该合金通过γ"和γ'相的沉淀强化机制，具有优异的高温强度、抗疲劳性、抗氧化性和耐腐蚀性。

二、化学成分

GH169（GH4169）的化学成分如下表所示：

这些成分赋予了GH169优异的高温性能和抗腐蚀能力。

三、物理性能

1. 密度：约8.24 - 8.5 g/cm³。

2. 熔点：1260 - 1320°C。

3. 热膨胀系数：13.0 × 10⁻⁶/K（20 - 100°C）。

4. 导热系数：约11.4 W/(m·K)（室温下）。

四、力学性能

1. 常温（20°C）：

   • 屈服强度：≥850 MPa。

   • 抗拉强度：≥1030 MPa。

   • 延伸率：≥30%。

2. 高温（650°C）：

   • 屈服强度：约650 MPa。

   • 抗拉强度：约850 MPa。

3. 高温（700°C）：

   • 屈服强度：约540 MPa。

   • 抗拉强度：约750 MPa。

4. 硬度：

   • 固溶处理后：HRC 25 - 30。

   • 时效处理后：HRC 35 - 45。

五、材料优势

1. 高温强度
   GH169在650°C以下的屈服强度居变形高温合金的首位，适合高温环境下的高强度需求。

2. 抗氧化性
   合金表面能形成致密的氧化铬膜，有效防止高温氧化，在700°C以下表现出优异的抗氧化能力。

3. 抗疲劳性
   在高温和应力条件下表现出色，疲劳寿命显著高于其他普通镍基合金。

4. 蠕变性能
   在700°C、200 MPa应力下，蠕变寿命可达10000小时。

5. 加工与焊接性能
   GH169具有良好的冷热加工性和焊接性能，能够制造各种形状复杂的零部件。

6. 组织稳定性
   合金经过热处理后，具有良好的长期组织稳定性，能够在极端环境下长时间稳定运行。

六、热处理工艺

1. 固溶处理：

   • 温度：950 - 980°C。

   • 保温时间：1小时。

   • 冷却方式：空冷或水冷。

   • 目的：溶解初始沉淀相，均匀化组织。

2. 时效处理（双级时效）：

   • 第一级：720°C，保温8小时，炉冷至620°C（冷却速率约50°C/h）。

   • 第二级：620°C，保温8小时，空冷。

   • 目的：析出γ"和γ'相，优化强度和韧性。

七、供应形式

GH169（GH4169）的供应形式多样，包括：

• 板材：厚度范围0.5 - 60mm。

• 棒材：直径范围Φ8 - Φ200mm，包括锻棒、轧棒、冷拉棒等。

• 管材：适用于高温高压环境。

• 丝材：用于焊接和紧固件。

• 环件和圆饼：用于制造复杂的航空发动机部件。

八、应用领域

1. 航空航天
   用于航空发动机的涡轮叶片、燃烧室、涡轮盘等关键部件，能够承受高温和高应力。

2. 能源领域
   在燃气轮机的热端部件和核反应堆的结构材料中广泛应用。

3. 石油化工
   用于制造高温高压管道、反应器等设备。

4. 模具制造
   用于制造金属挤压模具。

九、总结

GH169（GH4169）是一种高性能镍基高温合金，凭借其优异的高温强度、抗氧化性和抗腐蚀性，成为航空航天和能源领域不可或缺的材料。其通过沉淀强化机制，能够在极端环境下长时间稳定运行。适当的热处理和加工工艺是充分发挥其潜力的关键