GH4169合金（Ni-Cr-Fe基沉淀強化型高溫合金）

GH4169（國際通用牌號Inconel 718）是一種鎳鉻鐵基沉淀強化型高溫合金，通過γ''相（Ni?Nb）和γ'相強化，具有優(yōu)異的高溫強度、抗疲勞性和焊接性能，廣泛應用于650℃以下的航空發(fā)動機、燃氣輪機等關鍵部件。

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1. 基本特性

• 合金類型：Ni-Cr-Fe 沉淀強化型變形高溫合金

• 國際對應牌號：

  • 美國：Inconel 718（UNS N07718）

  • 歐洲：NC19FeNb（法國）

  • 俄羅斯：ЭИ718

• 適用溫度：

  • 長期使用：≤650℃（超過此溫度γ''相會粗化，強度下降）

  • 短期使用：可達700℃

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2. 化學成分（wt%）

| 元素 | Ni（基） | Cr | Fe | Nb | Mo | Ti | Al | Co | C | Mn | Si |
|------|---------|----|---|----|----|----|----|---|----|----|
| 含量 | 50-55 | 17-21 | 余量 | 4.75-5.5 | 2.8-3.3 | 0.65-1.15 | 0.2-0.8 | ≤1.0 | ≤0.08 | ≤0.35 | ≤0.35 |

關鍵強化元素：

• Nb（鈮） → 形成γ''（Ni?Nb），主要強化相

• Ti/Al → 輔助形成γ'（Ni?(Al,Ti)）

• Mo → 固溶強化，提高抗蠕變性

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3. 主要性能

（1）力學性能（標準熱處理后）

溫度	抗拉強度 (MPa)	屈服強度 (MPa)	延伸率 (%)
室溫	≥1350	≥1100	≥12
650℃	≥1000	≥850	≥15

（2）高溫穩(wěn)定性

• 650℃以下：γ''相穩(wěn)定，保持高強度

• 700℃以上：γ''相逐漸轉化為δ相（Ni?Nb），強度下降

（3）抗疲勞性

• 優(yōu)異的高周疲勞（HCF）和低周疲勞（LCF）性能，適用于航空發(fā)動機轉動部件。

（4）耐腐蝕性

• 耐氧化、鹽霧、應力腐蝕開裂（SCC）

• 在酸性（H?SO?、HCl）和堿性環(huán)境中表現(xiàn)良好

（5）工藝性能

• 熱加工：鍛造溫度950-1150℃，需避免δ相析出（影響強度）

• 冷加工：可冷軋、沖壓，但需中間退火

• 焊接性：極佳，適用TIG、MIG、電子束焊，焊后需時效處理

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4. 熱處理制度

1. 固溶處理：

   • 950-980℃ × 1h → 空冷（軟化組織）

2. 時效處理（關鍵強化步驟）：

   • 720℃ × 8h → 爐冷至620℃ × 8h → 空冷（雙級時效，析出γ''相）

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5. 典型應用

• 航空航天：

  • 渦輪盤、壓氣機盤、葉片、緊固件

  • 火箭發(fā)動機殼體（如SpaceX Merlin發(fā)動機）

• 能源工業(yè)：

  • 燃氣輪機葉片、核反應堆部件

• 石油化工：

  • 高強度耐腐蝕螺栓、泵軸

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6. 與相似合金對比（GH4169 vs. GH3128 vs. GH3536）

特性	GH4169（Inconel 718）	GH3128（Ni-Cr-W-Mo）	GH3536（Hastelloy X）
強化方式	γ'' γ'沉淀強化	W Mo固溶強化	Fe Mo固溶強化
使用溫度	650℃	950℃	900℃
強度水平	（RT: 1350MPa）	中（RT: 735MPa）	較低（RT: 690MPa）
焊接性	極佳	良好	良好
主要用途	渦輪盤、緊固件	燃燒室、噴管	燃燒室、爐管

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總結

• GH4169（Inconel 718）是650℃以下強度的沉淀強化合金，適用于高負荷結構件（如航空發(fā)動機渦輪盤）。

• GH3128適用于更高溫度（950℃）抗氧化環(huán)境，如燃燒室。

• GH3536（Hastelloy X）側重中高溫耐腐蝕，用于化工和能源設備。