高溫合金GH4169的定義

GH4169是一種沉淀強化鎳基高溫合金，在-253～650℃溫度范圍內(nèi)具有良好的綜合性能，650℃以下的屈服強度居變形高溫合金的首位，并具有良好的抗疲勞、抗輻射、抗氧化、耐腐蝕性能，以及良好的加工性能、焊接性能良好。能夠制造各種形狀復(fù)雜的零部件，在宇航、核能、石油工業(yè)及擠壓模具中，在上述溫度范圍內(nèi)獲得了極為廣泛的應(yīng)用。

該合金的另一特點是合金組織對熱加工工藝特別敏感，掌握合金中相析出和溶解規(guī)律及組織與工藝、性能的相互關(guān)系，可針對不同的使用要求制定合理、可行的工藝規(guī)程，就能獲得可滿足不同強度級別和使用要求的各種零件。供應(yīng)的品種有鍛件、鍛棒、軋棒、冷軋棒、圓餅、環(huán)件、板、帶、絲、管等。可制成盤、環(huán)、葉片、軸、緊固件和彈性元件、板材結(jié)構(gòu)件、機匣等零部件在航空上長期使用。

 GH4169合金是以體心四方的γ"和面心立方的γ′相沉淀強化的鎳基高溫合金，在-253～700℃溫度范圍內(nèi)具有良好的綜合性能,650℃以下的屈服強度居變形高溫合金的首位,并具有良好的抗疲勞、抗輻射、抗氧化、耐腐蝕性能,以及良好的加工性能、焊接性能和長期組織穩(wěn)定性，能夠制造各種形狀復(fù)雜的零部件，在宇航、核能、石油工業(yè)中，在上述溫度范圍內(nèi)獲得了極為廣泛的應(yīng)用。 該合金的另一特點是合金組織對熱加工工藝特別敏感，掌握合金中相析出和溶解規(guī)律及組織與工藝、性能間的相互關(guān)系，可針對不同的使用要求制定合理、可行的工藝規(guī)程，就能獲得可滿足不同強度級別和使用要求的各種零件。

供應(yīng)的品種有鍛件、鍛棒、軋棒、冷軋棒、圓餅、環(huán)件、板、帶、絲、管等。可制成盤、環(huán)、葉片、軸、緊固件和彈性元件、板材結(jié)構(gòu)件、機匣等零部件在航空上長期使用。 

1.1 GH4169 材料牌號 GH4169(GH169) 

1.2 GH4169 相近牌號 Inconel 718(美國),NC19FeNb(法 國) 

1.3 GH4169 材料的技術(shù)標準 

1.4 GH4169 化學(xué)成分 該合金的化學(xué)成分分為3類：標準成分、優(yōu)質(zhì)成分、高純成分，見表1-1。

優(yōu)質(zhì)成分的在標準成分的基礎(chǔ)上降碳增鈮，從而減少碳化鈮的數(shù)量，減少疲勞源和增加強化相的數(shù)量，提高抗疲勞性能和材料強度。同時減少有害雜質(zhì)和氣體含量。高純成分是在優(yōu)質(zhì)標準基礎(chǔ)上降低硫和有害雜質(zhì)的含量，提高材料純度和綜合性能。 核能應(yīng)用的GH4169合金，需控制硼含量（其他元素成分不變），具體含量由供需雙方協(xié)商確定。當ω（B）≤0.002%時，為與宇航工業(yè)用的GH4169合金加以區(qū)別，

合金牌號為GH4169A。 

 表1-1% 類別 標準 C : ≤0.08 Cr : 17.0~21.0 Ni ：50.0~55.0 Co ：≤1.0 Mo ：2.80~3.30 Al ：0.30~0.70 Ti ：0.75~1.15 Fe：余量 優(yōu)質(zhì) 0.02~0.06 17.0~21.0 50.0~55.0 ≤1.0 2.80~3.30 0.30~0.70 0.75~1.15 余 高純0.02~0.06 17.0~21.0 50.0~55.0 ≤1.0 2.80~3.30 0.30~0.70 0.75~1.15 余 類別 Nb B Mg Mn Si P S Cu Ca 不大于 標準 4.75~5.50 0.006 0.01 0.35 0.35 0.015 0.015 0.30 0.01 優(yōu)質(zhì) 5.00~5.50 0.006 0.01 0.35 0.35 0.015 0.015 0.30 0.01 高純 5.00~5.50 0.006 0.005 0.35 0.35 0.015 0.002 0.30 0.005 類別 Bi Sn Pb Ag Se Te Tl N O 不大于 標準 --- --- 0.0005 --- 0.0003 --- --- --- --- 優(yōu)質(zhì) 0.001 0.005 0.001 0.001 0.0003 --- --- 0.01 0.01 高純 0.00003 0.005 0.001 0.001 0.0003 0.00005 0.0001 0.01 0.005 1.5 GH4169 熱處理制度 合金具有不同的熱處理制度，以控制晶粒度、控制δ相形貌、分布和數(shù)量，從而獲得不同級別的力學(xué)性能。合金熱處理制度分3類： 

Ⅰ：(1010～1065)℃±10℃，1h，油冷、空冷或水冷+720℃±5℃，8h，以50℃/h 爐冷至620℃±5℃，8h，空冷。 經(jīng)此制度處理的材料晶粒粗化，晶界和晶內(nèi)均無δ相，存在缺口敏感性，但對提高沖擊性能和抵抗低溫氫脆有利。 

Ⅱ：(950～980)℃±10℃，1h，油冷、空冷或水冷+720℃±5℃，8h，以50℃/h 爐冷至620℃±5℃，8h，空冷。 經(jīng)此制度處理的材料有δ相，有利于消除缺口敏感性，是最常用的熱處理制度，也稱為標準熱處理制度。 Ⅲ：720℃±5℃，8h,以50℃/h爐冷至620℃±5℃，8h，空冷。 經(jīng)此制度處理后，材料中的δ相較少，能提高材料的強度和沖擊性能。該制度也稱為直接時效熱處理制度。 

 1.6 GH4169 品種規(guī)格和供應(yīng)狀態(tài) 可以供應(yīng)模鍛件（盤、整體鍛件）、餅、環(huán)、棒（鍛棒、軋棒、冷拉棒）、板、絲、帶、管、不同形狀和尺寸的緊固件、彈性元件等、交貨狀態(tài)由供需雙方商定。絲材以商定的交貨狀態(tài)成盤狀交貨。

 1.7 GH4169 熔煉和鑄造工藝 合金的冶煉工藝分為3類：真空感應(yīng)加電渣重熔；真空感應(yīng)加真空電回熔；真空感應(yīng)加電渣重熔加真空電回熔。可根據(jù)零件的使用要求，選擇所需的冶煉工藝，滿足應(yīng)用要求。 

1.8 GH4169 應(yīng)用概況與特殊要求 制造航空和航天發(fā)動機中的各種靜止件和轉(zhuǎn)動件，如盤、環(huán)件、機匣、軸、葉片、緊固件、彈性元件、燃氣導(dǎo)管、密封元件等和焊接結(jié)構(gòu)件；制造核能工業(yè)應(yīng)用的各種彈性元件和格架；制造石油和化工領(lǐng)域應(yīng)用的零件及其他零件。 近年來，在對該合金研究不斷深化和對該合金應(yīng)用不斷擴大的基礎(chǔ)上，為提高質(zhì)量和降低成本，發(fā)展了很多新工藝：真空電回熔是采用氦氣冷卻工藝，有效減輕鈮偏析；采用噴射成型工藝，生產(chǎn)環(huán)件，降低生產(chǎn)成本和縮短生產(chǎn)周期；采用超塑成型工藝，擴大產(chǎn)品的生產(chǎn)范圍。 

二、GH4169 物理及化學(xué)性能 

2.1 GH4169 熱性能 

2.1.1 GH4169 熔化溫度范圍 1260～1320℃。 

2.1.2 GH4169 熱導(dǎo)率 見表2-1。 

表2-1 θ/℃ 11 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 λ/（W/（m·℃）） 13.4 14.7 15.9 17.8 18.3 19.6 21.2 22.8 23.6 7.6 30.4 2.1.3 GH4169 比熱容 見表2-2。 

2.1.4 GH4169線膨脹系數(shù) 見表2-3； 

2.2 GH4169密度 ρ=8.24g/cm3。

 2.3 GH4169電性能 表2-2 θ/℃ 600 700 800 900 1000 氧化速率/(g/(m2·h)) 0.0176 0.0277 0.0351 0.0961 0.1620