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2023/3/24 12:33:50
我國以 Inconel718合金為基礎進行研制， 設計出 GH4169 鎳基高溫合金。 GH4169 合金性能****的使用溫度范圍為-253 °C~650 °C，此時不僅強度和塑性非常高，屈服強度和持久度也很高，同時抗輻射、耐腐蝕，焊接性能也很優(yōu)異，因此 GH4169 合金廣泛應用于核能、石油以及航空航天等領域。這使得這款合金自推出開始，就受到各界的關注，目前其產(chǎn)量可達鎳基高溫合金總產(chǎn)量的 50%左右。
在 GH4169 合金的應用中，航空發(fā)動機關鍵部件的應用是 GH4169 合金發(fā)展的主要動力，同時 GH4169 合金也確保了航空發(fā)動機的穩(wěn)定運行。
一種合金擁有良好的性能肯定是離不開它的化學成分及其組織結構， GH4169合金也不例外。它的化學成分如表1所示， 強化相主要為 γ′相和 γ″相，分別為為 Ni3(Al,Ti,Nb)和 Ni3Nb 相。 GH4169 合金一般含有十幾種化學元素， 這些元素在合金晶體結構中處于不同位置， 可據(jù)此將它們分為以下三類：
****類元素為固溶強化元素， 包含來自第 V、 VI、 VII 族的鎳、鐵、鉻、鈷、 鎢和鉬等，它們擇優(yōu)選擇進入形成奧氏體基體(γ′)；
第二類元素為沉淀強化元素， 包含來自第 III、 V、 VI 族鈮、 鋁、鈦、鉿和鉬等，它們分配進入形成 γ″沉淀相；
第三類元素為間隙元素， 包含來自第 II、 III、 IV 族的硼、 鋯和碳等，它們易在晶界處發(fā)生偏析。
GH4169粉末掃描電鏡圖像
GH4169粉末掃描電鏡圖像 -高倍
對3D打印和激光熔覆工藝而言，粉末的球形度、氧含量、流動性以及空心球比例對最終成型件的性能有著決定性的影響。冠達科技生產(chǎn)的3D打印用GH4169高溫合金粉末球形度達90%以上，氧含量可保持在100ppm以內(nèi)，霍爾流速15.6s，可滿足3D打印工藝需求。
3D打印用GH4169 粉末粒度分布
GH4169合金組織對熱加工工藝特別敏感，加工者需要掌握合金中相析出和熔化規(guī)律及組織與工藝、性能間的相互關系，來開發(fā)出可行的工藝，才能制造出滿足不同強度級別和使用要求的零件。GH4169合金的盤類、環(huán)類、葉片、軸類和殼體部件被用于下一代火箭發(fā)動機零部件。
GH4169 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
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。可制成盤、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，合金牌號為GH4169A。