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GH4169/GH169/Inconel 718 鎳基變形高溫合金

中國牌號：GH4169/GH169、GH169 (GH4169)

美國牌號：Inconel 718/UNS NO7718

法國牌號：NC19FeNb

一、GH4169 概述
    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用。

    該合金的另一特點是合金組織對熱加工工藝，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。供應的品種有鍛件、鍛棒、軋棒、冷軋棒、圓餅、環(huán)件、板、帶、絲、管等�？芍瞥杀P、環(huán)、葉片、軸、緊固件和彈性元件、板材結構件、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 材料的技術標準

    1.4 GH4169 化學成分  該合金的化學成分分為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，為GH4169A。
                                 表1-1[1]                                        %

 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，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，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)格和供應狀態(tài) 可以供應模鍛件（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：真空感應加電渣重熔；真空感應加真空電弧重熔；真空感應加電渣重熔加真空電弧重熔�？筛鶕�(jù)零件的使用要求，選擇所需的冶煉工藝，滿足應用要求。

1.8 GH4169 應用概況與特殊要求 制造航空和航天發(fā)動機中的各種靜止件和轉動件，如盤、環(huán)件、機匣、軸、葉片、緊固件、彈性元件、燃氣導管、密封元件等和焊接結構件；制造核能工業(yè)應用的各種彈性元件和格架；制造石油和化工領域應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用不斷擴大的基礎上，為提高質(zhì)量和降低成本，發(fā)展了很多新工藝：真空電弧重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 熱導率  見表2-1。

                                                                                                                  表2-1[2]

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[2]

                                                                   表2-3[2]

    2.4 GH4169磁性能  合金無磁性。
     2.5 GH4169化學性能

    2.5.1 GH4169抗氧化性能 在空氣介質(zhì)中試驗100h后的氧化速率見表 2-4。

                                                表2-4