三種Inconel718/GH4169圓棒固溶時效方法

GH4169高溫合金鋼冶煉工藝：真空感應電渣重熔；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。可根據零件的使用要求，選擇所需的冶煉工藝，滿足應用要求。

GH4169高溫合金鋼可根據技術要求制作鍛件、鍛棒、軋棒、冷軋棒、圓餅、環件、板、帶、絲、管等。GH4169高溫合金鋼力學性能：

1、瞬時拉伸性能：

1):抗拉強度MPa:溫度/室溫℃≥1275；溫度/650℃≥1000;溫度/-196℃≥1470.

2):屈服強度MPa:溫度/室溫℃≥1035；溫度/650℃≥860.

3):伸長率%:溫度/室溫℃≥12；溫度/650℃≥12;溫度/-196℃≥12.

4):斷面收縮率%:溫度/室溫℃≥15；溫度/650℃≥15;溫度/-196℃≥20.

2、沖擊功AK J:溫度/室溫℃≥32.

3、持久性能(690MPa):

1):壽命h:溫度650℃≥32.

2):伸長率%:溫度650℃≥4.

硬度HB:溫度/室溫℃≥331.

GH4169高溫合金鋼用于制造XX和XX發動機中各種靜止件和轉動件，如盤、環件、機匣、軸、葉片、緊固件、彈性元件、X氣導管、密封元件等和焊接結構件；制造X能工業應用的各種彈性元件和格架；制造X油和X工領域應用的零件及其他零件。

GH4169高溫合金鋼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律及組織與工藝、性能的相互關系，可針對不同的使用要求制定合理、可行的工藝規程，就能獲得可滿足不同強度級別和使用要求的各種零件。

GH4169的熱處理工藝分為三類

(一)固溶+時效處理：加熱至(1010-1065)℃±10℃，保持1小時。空冷或水冷至室溫；加熱至720°C±5°C，保溫8小時，然后以50°C/h的降溫速度降溫爐內冷卻至620℃±5℃保溫8小時，后空冷至室溫。

經過這種熱處理工藝，GH4169材料晶粒粗化，晶界和晶粒內沒有δ相，有缺口敏感性，但有利于提高沖擊性能和高溫合金的抗低溫氫脆性能。

(二)固溶+時效處理：加熱至（920-9800）±10℃，保溫1小時，空冷或水冷至室溫；加熱至 7 20°C ± 5°C保持溫度在 8 小時，然后冷卻至 620°C ± 5以50℃/h的冷卻速度在爐內保溫8小時，后空冷至室溫。

經過這種熱處理工藝，高溫合金GH4169材料晶粒細化，δ相沿晶界析出，可以消除或降低缺口敏感性，有利于提高高溫合金的強度。

(三) 直接時效處理：加熱至720℃±5℃，保溫8小時，然后在爐內以50℃/h的冷卻速度冷卻至620℃±5℃，保持保溫8小時，后空冷至室溫。

經過這種熱處理工藝后，高溫合金金相組織中的δ相較少，可以提高GH4169的強度和沖擊性能，但存在缺口敏感性。

GH4169 材料特性及應用領域

GH4169材料的組織主要包括Ｙ基休相 、彌散分布的強化相如y’和 Ｙ 〃 、δ相以及碳氮化物等

y基體為面心立方結構，主要是鎳，并添加了大量的鈷、鐵、鈦、鋁、鉬等元素。這些元素被整合到y基體中，用于固溶和析出強化。

y’相(Ni 3 (Al, Ti))為面心立方有序結構，數量少于Y〃相，約占組織體積的4%，直徑一般為50-1.0 nm左右對了，它在結構中呈球形分散，起到強化合金的作用。 y相析出溫度在60～820℃之間，溶解溫度在840℃以上。y相與Y基體的界面能很低，因此Y相具有很高的結構穩定性。

y〃相是具有體心四方結構的亞穩態相，約占結構體積的16%。其直徑一般為60nm左右。它在組織中呈盤狀彌散分布，是合金的主要強化相。提高合金的屈服強度和抗拉強度。在高溫的作用下，Y〃相會轉變為相，從而降低材料的強度。 Y〃相的析出溫度在650～870℃之間，溶解溫度在870℃以上。 

鎳基高溫合金是以鎳為主要成分（鎳基含量通常大于50%）的高溫合金，在較高溫度范圍內片有良好的抗氧化、抗燃氣腐蝕能力。它是高溫合金中應廣、牌號多的一類合金。其中，GH4169（美國牌號Inconel718）是目前生產量大的鎳基高溫合金之一，也是我國使用量大的一類典型鎳基高溫合金，被廣泛的用于航空航天等行業。

GH4169鎳基高溫合金主要是由γ基體、Nb C、γ′、γ″和δ相組成，典型化學成分（見下表）。其中，Ti、Al、Nb等元素是組成強化相γ″（Ni3Nb）和γ′[Ni3Nb(Al,Ti）]的重要元素。一般情況下，γ″相數量多，也是合金中主要的強化相，在基體中呈圓盤狀彌散析出；γ′相數量次之，呈球狀彌散析出。γ″相和γ′相的存在，會使鎳基高溫合金塑性變形時的抗剪切強度提高，同時，γ′相還會使合金的粘附抗剪切強度、抗磨蝕等增強。此外，合金中還有Cr23C6 、Fe3C、Ti C、Nb C、Ta C、Mo C等穩定的高熔點、高穩定性和高硬度碳化物存在，這些碳化物彌散狀分布在晶界處，阻礙晶界滑動與漂移，并造成局部合金化，使鎳基高溫合金的高溫強度、硬度、化學穩定性進一步提高。因此，鎳基高溫合金非常難以加工，在切削加工時會產生切削溫度高、刀片磨損大、切削變形大、加工硬化嚴重及與切削刀片產生化學反應等不利于切削加工的問題。我國GH4169鎳基高溫合金開展的研究較少。Inconel718和GH4169雖屬同類產品，但成分和組織依然有所不同，加工特性可能存在差別。

GH4169/gh169屬于高硬度高耐磨耐高溫合金

合金概述：

為奧氏體結構，沉淀硬化后生成的baiY”相使之具有了比較滿意的機械性能。在熱處理過程中于晶界處生成的δ相使之具有了較好的塑性，具有較好的強度，高溫度可達1400°F，耐氧化性能可達1800°F。這種鎳合金的高拉伸強度和沖擊強度在低溫下不會降低，而且也可以很好地焊接。

物理性能:

密度8.2 g/cm3

熔點1260-1340 ℃

化學成分：

C≤0.08

Mn≤0.35

Si≤0.015

P≤0.35

S≤0.015

Cr17~21

Ni50~55

Mo2.8~3.3

Cu≤0.3

Ti0.65~1.15

Al0.2~0.8

Fe余量

Nb4.75~5.5

B≤0.006

在常溫下合金的機械性能的小值:

合金固溶處理抗拉強度965Rm N/mm2 屈服強度550RP0.2N/mm2

延伸率30 A5 % 布氏硬度≤363HB

金相結構:

合金為奧氏體結構，沉淀硬化后生成的Y”相使之具有了良好的機械性能。在熱處理過程中于晶界處生成的δ相使之具有了較佳的塑性。

耐蝕性:

不管在高溫還是低溫環境，合金都具有好的耐應力腐蝕開裂和點蝕的能力。合金在高溫下的抗yang化性尤其出色。

特性：

1.易加工性

2.在700℃時具有高的抗拉強度、pi勞強度、抗蠕變強度和斷裂強度

3.在1000℃時具有高抗yang化性

4.在低溫下具有穩定的化學性能

5.良好的焊接性能

應用：

由于在700℃時具有高溫強度和良好的耐腐蝕性能、易加工性，可廣泛應用于各種高要求的場合。1.汽輪機2.液體燃料3.低溫工程4.酸性環境5.核工程