GH4169 镍基变形高温合金 

中国牌号：GH4169/GH169、GH169 (GH4169)
美国牌号：Inconel 718/UNS NO7718
法国牌号：NC19FeNb
 
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
    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。优质成分的在标准成分的基础上降碳增铌，从而减少碳化铌的数量，减少疲劳源和增加强化相的数量，提高抗疲劳性能和材料强度。同时减少有害杂质和气体含量。高纯成分是在优质标准基础上降低硫和有害杂质的含量，提高材料纯度和综合性能。
    核能应用的GH4169合金，需控制硼含量（其他元素成分不变），具体含量由供需双方协商确定。当ω（B）≤0.002%时，为与宇航工业用的GH4169合金加以区别，合号为GH4169A。 
                                 表1-1% 

类别   标准

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

优质 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

高纯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

类别  Nb          B          Mg      Mn        Si          P           S      Cu     Ca  

                 不大于

标准 4.75~5.50   0.006    0.01    0.35      0.35       0.015     0.015   0.30    0.01

优质 5.00~5.50   0.006    0.01    0.35      0.35       0.015     0.015   0.30    0.01

高纯  5.00~5.50  0.006   0.005   0.35      0.35       0.015    0.002   0.30    0.005

类别     Bi        Sn     Pb       Ag       Se      Te      Tl        N        O

       不大于  

标准    ---      ---      0.0005    ---      0.0003    ---      ---      ---        ---  

优质   0.001    0.005   0.001     0.001   0.0003    ---      ---      0.01      0.01

高纯  0.00003  0.005   0.001     0.001   0.0003   0.00005  0.0001  0.01      0.005

1.5 GH4169 热处理制度 合金具有不同的热处理制度，以控制晶粒度、控制δ相形貌、分布和数量，从而获得不同级别的力学性能。合金热处理制度分3类：
        Ⅰ：(1010～1065)℃±10℃，1h，油冷、空冷或水冷+720℃±5℃，8h，以50℃/h 炉冷至620℃±5℃，8h，空冷。
    经此制度处理的材料晶粒粗化，晶界和晶内均无δ相，存在缺口敏感性，但对提高冲击性能和抵抗低温氢脆有利。
Ⅱ：(950～980)℃±10℃，1h，油冷、空冷或水冷+720℃±5℃，8h，以50℃/h 炉冷至620℃±5℃，8h，空冷。
经此制度处理的材料有δ相，有利于消除缺口敏感性，是最常用的热处理制度，也称为标准热处理制度。
Ⅲ：720℃±5℃，8h,以50℃/h炉冷至620℃±5℃，8h，空冷。
    经此制度处理后，材料中的δ相较少，能提高材料的强度和冲击性能。该制度也称为直接时效热处理制度。
    1.6 GH4169 品种规格和供应状态 可以供应模锻件（盘、整体锻件）、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、交货状态由供需双方商定。丝材以商定的交货状态成盘状交货。
    1.7 GH4169 熔炼和铸造工艺 合金的冶炼工艺分为3类：真空感应加电渣重熔；真空感应加真空电弧重熔；真空感应加电渣重熔加真空电弧重熔。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。
1.8 GH4169 应用概况与特殊要求 制造航空和航天发动机中的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，发展了很多新工艺：真空电弧重熔是采用氦气冷却工艺，有效减轻铌偏析；采用喷射成型工艺，生产环件，降低生产成本和缩短生产周期；采用超塑成型工艺，扩大产品的生产范围。

二、GH4169 物理及化学性能
    2.1 GH4169 热性能
    2.1.1 GH4169 熔化温度范围  1260～1320℃。
    2.1.2 GH4169 热导率  见表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 比热容 见表2-2。
2.1.4 GH4169线膨胀系数 见表2-3；
    2.2 GH4169密度  ρ=8.24g/cm3。
    2.3 GH4169电性能  
                                       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