牌號 GH4169
舊牌號
對應標準 GB /T 14994-2008
高溫合金冷拉棒材
Superalloy cold drawn bars
歸類 鎳及鎳合金
性能 強度 耐腐蝕 低溫韌性 高溫強度 耐疲勞性
標簽 時效硬化型鎳基合金 緊固件材料 使用溫度-200~+700°C
說明 特性和應用：GH4169合金在-253～700℃溫度范圍內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，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雜的零部件，在宇航、核能、石油工業及擠壓模具中，在上述溫度范圍內獲得了極為廣泛的應用。
該合金可制造航空航天發動機中的各種靜止件和轉動件，如盤、環形件、機匣、葉片、軸、緊固件、彈性元件、燃氣導管、密封元件和焊接結構，還能制造核工業應用的各種彈性元件和格架、石油工業和化工領域的零件及其他零件。
①加工性能：
高溫合金的合金化程度高，導熱性能極差，導致切削溫度高、切削力大、加工硬化嚴重，尤其合金硬質點多，刀具磨損嚴重，切削加工成本高。目前基本都是采用硬質合金刀具加工，對尺寸精度和粗糙度要求較高的，采用無心磨加工。難
GH4169屬于難切削加工的金屬材料。該合金螺栓、螺釘頭部采用熱鐓成型。鐓制溫度控制在1040~1090°C之間，終鐓溫度控制在930~950°C之間。鐓制后，普通強度要求的零件晶粒度應達到4~6級，高強度要求晶粒度達到8級。
②熱處理性能：
GH4169一般在固溶+時效或固溶+冷加工+時效狀態下使用，抗拉強度高可達1700MPa，硬度高可達450HB。
該合金具有不同的熱處理制度，以控制晶粒度、控制δ相形貌、分布和數量，從而獲得不同級別的力學性能。
③選用建議：
該合金產品采用熱鐓成型，產品除螺釘、螺母及銷類零件外，還有較多特殊用途零件。
該合金可生產的產品較多，主要是各種型號和性能的螺栓及高鎖螺栓，有少量的螺母、銷子、墊片等。GH4169少量取代了國標、國軍標的不銹鋼、合金鋼螺栓等產品。該合金是目前緊固件用量大的三種高溫合金之一。
抗拉強度造1700MPa以下，剪切強度要求780MPa以上，使用溫度在-200~+700°C內，且對抗氧化性和耐蝕性又要為的環境建議選用。
④物理性能：
熔點(°C): 1260~1320；367°C彈性模量(GPa):539；20°C~100°C熱膨脹系數(10 -6 /°C):11.8；熱導率: 溫度:11°C/100°C, 熱導率(W/m.°C):13.4/14.7；300比熱容(J/kg.°C):481.4；14°C電阻率( Ω.mm 2/m):0.12；393°C密度(kg/dm 3 ): 132；393°C泊松系數: 142
?范圍：
—本標準規定了高溫合金冷拉棒材的尺寸、外形及允許偏差、技術要求、試驗方法、檢驗規則、包裝、標志和質量證書等。
—本標準適用于高溫合金冷拉棒材，可用于制造工業緊固件等零件。
?尺寸、外形及允許偏差
—公稱直徑8~45mm的圓形棒材，公稱邊長為8~30mm的方形棒材，其尺寸允許偏差應符合GB/T 905-1994中h11級或h12級的規定，應在合同中注明。內切圓公稱直徑為8~36mm的六角形棒材，其尺寸允許偏差為GB/T 905-1994 h12級。
?交貨狀態原件中有具體規定
密度 8.24 g/cm3
GH4169 化學元素成分含量(%)
成分 C Si Mn P S Cr Ni Cu Mo Ti Nb B Co Al Mg 更多
小值 - - - - - 17 50 - 2.8 0.65 4.75 - - 0.2 - Fe：余量；鉭Ta≤0.10
大值 0.08 0.35 0.35 0.015 0.015 21 55 0.3 3.3 1.15 5.5 0.006 1 0.8 0.01
GH4169 機械性能
試驗溫度
°C 熱處理或狀態
抗拉強度
σb
Mpa 屈服點
σs
Mpa 斷后伸長率或延伸率
δ
% 斷面收縮率
ψ
% 硬度
HBW
室溫 固溶處理+時效處理 ≥1270 ≥1030 ≥12 ≥15 ≥345
650 ≥1000 ≥860 ≥12 ≥15
注：熱處理控溫精度除GH4080A時效處理為±5°C外，其余均為±10°C
①推薦的熱處理制度：固溶處理950~980°C，1h，空冷或水冷；時效處理720°C，8h; 50±10°C/h爐冷到620°C,8h,空冷
②高溫持久性能：試驗溫度650°C，試驗應力690MPa，試驗時間≥23h，斷后伸長率4%
③該合金高溫持久試驗23h后試樣不斷，可采用逐漸增加應力的方法進行，23h小時后，每間隔8~16h，以35MPa遞增加載至斷裂，試驗結果應符合第②條的規定
④合金試樣按推薦的理制度熱處后，力學性能應符合機械性能表中的規定

鎳基高溫合金是以鎳為基體（含量一般大于50%）、在650～1000℃范圍內具有較高的強度和良好的抗氧化、抗燃氣腐蝕能力的高溫合金。以下是關于它的一些具體介紹：

主要特點：

高溫性能：能在650～1000℃的高溫環境下保持較高的強度，可長時間在該溫度區間穩定工作，其高溫強度、蠕變抗力、高溫疲勞強度等綜合性能良好。例如在航空發動機的工作葉片、渦輪盤等關鍵部件中廣泛應用，能夠承受高溫、高壓和高速旋轉的苛刻條件。
抗氧化與抗腐蝕性強：含有一定量的鉻等合金元素，能在高溫下形成穩定的氧化膜，有效抵抗氧氣、硫化物等的侵蝕，具有良好的抗氧化和抗熱腐蝕性能。在化工、能源等領域的一些高溫腐蝕環境中表現出色，如垃圾焚燒發電、石油化工催化裂化裝置等。
組織穩定性好：經過長期的使用或熱暴露后，仍能保持相對穩定的組織結構和性能，不易發生相變和組織退化等現象。
常見分類：

變形高溫合金：通過鍛造、軋制等工藝制成，具有較好的韌性和加工性能，可用于制造形狀復雜的零部件，如航空發動機的壓氣機葉片等。
鑄造高溫合金：采用熔模精密鑄造等工藝生產，適用于制造形狀復雜、尺寸較大的鑄件，如航空發動機的渦輪葉片、導向器等。
定向凝固高溫合金：利用特殊的凝固工藝使合金晶粒定向生長，提高了材料的縱向力學性能和耐高溫性能，常用于制造的航空發動機葉片等關鍵部件。
單晶高溫合金：在整個鑄件中只有一個晶粒，消除了晶界對材料性能的影響，具有更高的高溫強度、抗蠕變能力和疲勞壽命，是現代航空發動機葉片的材料，但制造成本較高。

鎳基高溫合金研磨棒是一種具有性能的工具，廣泛應用于多個工業領域。以下是關于鎳基高溫合金研磨棒的詳細解析：

材質特性

鎳基高溫合金研磨棒以鎳為基體，通過添加多種元素（如鉻、鉬、鋁、鈦等）來提高其高溫性能、耐腐蝕性和機械強度。
這種合金在高溫環境下能夠保持的力學性能和抗氧化能力，不易出現軟化、強度下降等問題。
尺寸精度和表面質量

鎳基高溫合金研磨棒通常具有的尺寸和較高的表面光潔度，這有助于實現的研磨加工。
尺寸精度可以控制在較小范圍內，如直徑公差可控制在±0.01mm以內。
表面粗糙度也非常出色，一般可以達到Ra0.4 - Ra0.8μm。
耐磨性和耐腐蝕性

鎳基高溫合金研磨棒具有良好的耐磨性，能夠抵抗與工件之間的摩擦磨損，延長使用壽命。
同時，它還具有的耐腐蝕性，能夠在一些有腐蝕性介質的加工環境中保持自身性能穩定，不被腐蝕損壞。
高溫穩定性

鎳基高溫合金研磨棒在高溫環境下能夠保持較好的力學性能，不會像一些普通材料那樣出現軟化、強度下降等情況。
這使得它在航空發動機零部件的內部研磨等特殊場合中發揮著重要作用。
應用領域

航空航天領域：用于航空發動機內部零部件如燃燒室部件、渦輪葉片根部等的研磨加工，這些部位對零件的精度和表面質量要求。
精密機械加工：在一些要求的儀器儀表制造中，對內部零件進行精磨時，使用鎳基高溫合金研磨棒可以得到非常的內孔表面。
其他領域：還可以應用于能源、化工等領域的設備制造中。

高溫合金分為三類材料:760℃高溫材料、1200℃高溫材料和1500℃高溫材料，抗拉強度800MPa。或者說是指在760--1500℃以上及一定應力條件下長期工作的高溫金屬材料，具有的高溫強度，良好的抗氧化和抗熱腐蝕性能，良好的疲勞性能、斷裂韌性等綜合性能，已成為軍民用燃氣渦輪發動機熱端部件的關鍵材料。

按照現有的理論，760℃高溫材料按基體元素主要可分為鐵基高溫合金、鎳基高溫合金和鈷基高溫合金。按制備工藝可分為變形高溫合金、鑄造高溫合金和粉末冶金高溫合金。按強化方式有固溶強化型、沉淀強化型、氧化物彌散強化型和纖維強化型等。高溫合金主要用于制造航空、艦艇和工業用燃氣輪機的渦輪葉片、導向葉片、渦輪盤、高壓壓氣機盤和燃燒室等高溫部件，還用于制造航天、火箭發動機、核反應堆、石油化工設備以及煤的轉化等能源轉換裝置。

氣閥材料是制造汽油發動機和柴油發動機進、排氣閥的材料，氣閥在高溫燃氣腐蝕、高負荷及高應力作用等惡劣環境下工作，排氣閥承受的溫度高達600-800℃。常用的氣閥合金有兩種，一種是Alloy 80A，一種是Alloy 751，以ALLOY 80A合金為基礎研發出來的有Alloy 31V 氣閥合金，Alloy LF8 新型氣閥合金，Alloy LF2，Alloy 3015

鎳基高溫合金因其的性能，在眾多領域有著廣泛的應用。以下是對鎳基高溫合金應用領域的具體介紹：

航空航天領域

航空發動機部件：現代航空發動機中超過 50% 的超級合金是鎳基高溫合金，被用于制造發動機的工作葉片、渦輪盤、燃燒室等關鍵部件。例如，GH4169 合金常用于制造航空發動機的機匣、渦輪葉片等，能夠在高溫、高壓、高轉速的極端環境下保持良好的力學性能和抗氧化性能。
火箭發動機部件：鎳基高溫合金也用于制造火箭發動機的燃燒室、噴嘴等部件，滿足火箭發射過程中的高溫和高強度要求。
石油化工領域

反應器與換熱器：石油化工生產中存在大量的高溫、高壓、腐蝕等惡劣環境，鎳基高溫合金因其良好的耐腐蝕性、高溫強度和穩定性，被廣泛用于制造反應器、換熱器等設備，確保生產過程的安全和穩定。
管道與閥門：在石油化工的管道系統中，鎳基高溫合金可用于制造管道和閥門等配件，防止介質對設備的腐蝕，延長設備的使用壽命。
能源領域

火力發電：在火力發電廠中，鎳基高溫合金被用于制造高溫高壓鍋爐的熱交換器、過熱器、再熱器等部件，能夠承受高溫蒸汽的侵蝕和高溫高壓的工作環境。
核能發電：在核電廠中，鎳基高溫合金是制造核反應堆壓力容器、堆芯吊籃、蒸汽發生器傳熱管等重要部件的關鍵材料，其的耐高溫、耐腐蝕和抗輻照性能對于核反應堆的安全運行至關重要。
汽車領域

發動機部件：隨著汽車渦輪增壓技術的不斷發展，對發動機的耐高溫性能提出了更高的要求。鎳基高溫合金可用于制造汽車發動機的渦輪增壓器葉輪、排氣歧管等部件，提高發動機的性能和可靠性。
剎車系統部件：部分汽車的剎車系統中也會使用鎳基高溫合金制造剎車盤等部件，利用其良好的耐磨性和高溫性能，提高剎車的安全性和耐用性。
電子工業領域

電子元件：鎳基高溫合金可用于制造一些對溫度和穩定性要求較高的電子元件，如大功率電阻器、電感器等，電子設備在高溫環境下正常工作。
半導體設備：在半導體制造設備中，鎳基高溫合金可作為關鍵部件的材料，如半導體刻蝕機的電極等，滿足半導體制造過程中的和高溫要求。
醫療器械領域

植入物：鎳鈦形狀記憶合金是一種典型的鎳基合金，具有良好的生物相容性和形狀記憶效應，被廣泛應用于牙科植入物、人工關節、心臟支架等醫療器械的制造，為患者提供有效的治療和康復解決方案。
手術器械：由于鎳基高溫合金具有良好的耐腐蝕性和強度，可用于制造手術刀片、手術鉗等手術器械，確保手術的安全和順利進行。
海洋工程領域

船舶部件：船舶長期在海洋環境中航行，面臨著海水腐蝕、海洋生物附著等問題。鎳基高溫合金可用于制造船舶的螺旋槳、推進器、船體結構等部件，提高船舶的耐腐蝕性和使用壽命。
海洋平臺：在海洋石油開采等海洋工程中，鎳基高溫合金可用于制造海洋平臺的支撐結構、管道系統等，保障海洋平臺的安全穩定運行。

GH4169
沉淀強化鎳基高溫合金
GH4169是一種沉淀強化鎳基高溫合金，在-253～650℃溫度范圍內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，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雜的零部件，在宇航、核能、石油工業及擠壓模具中，在上述溫度范圍內獲得了極為廣泛的應用。
外文名GH4169
主要形式棒材、板材，帶材、管材
主要用途航空發動機、核能工業、石油領域應用的零件
特 點合金組織對熱加工工藝特別敏感
制 造各種形狀復雜的零部件
熔化溫度范圍1260~1320℃

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。供應的品種有鍛件、鍛棒、軋棒、冷軋棒、圓餅、環件、板、帶、絲、管等。可制成盤、環、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]
材料牌號
GH4169GH169
相近牌號
Inconel718（美國），NC19FeNb法國
技術標準
GJB 2612-1996 《焊接用高溫合金冷拉絲材規范》
HB 6702-1993 《WZ8系列用GH4169合金棒材》
Q/6S 1034-1992 《高溫緊固件用GH4169合金棒材》
Q/3B 548-1996 《GH4169合金鍛件》
Q/3B 548-1996 《GH4169合金鍛件》
Q/3B 4048-1993 《YZGH4169合金棒材》
Q/3B 4050-1993 《GH4169合金板材》
Q/3B 4051-1993 《GH4169合金絲材》
GB/T14992-2005 《高溫合金》
化學成分
該合金的化學成分分為3類：標準成分、成分、高純成分。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量，減少疲勞源和增強強化相的數量，提高抗疲勞的含量，提高材料的純度和綜合性能。
核能應用的GH4169合金，需控制硼的含量（其他元素成分不變），具體含量有工序雙方協商確定。當ω（B）≤0.002%時，為與宇航工業用的GH4169合金加以區別，合號為GH4169A。

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。
經此制度處理的材料晶粒粗化，晶界和晶內均無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。
Ⅲ：720℃±5℃，8h，以50℃/h爐冷至620℃±5℃，8h，空冷。
經此制度處理后，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。
規格與狀態
可供應模鍛件（盤、盤整體鍛件）、餅、環、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。交貨狀態有供需雙方商定。絲材以商定的交貨狀態成盤裝交貨。
工藝
合金的冶煉工藝分為3類：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。
應用與要求
制造航空和航天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、燃氣導管、密封元件等和焊接結構件；制造核能工業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，為提和降低成本，發展了很多工藝：真空電弧重熔時采用氦氣冷卻工藝，有效的減輕鈮偏析；采用噴射成形工藝生產環件，降低成本和縮短生產周期；采用超塑成形工藝，擴大產品的生產范圍。

用該合金制造的渦輪盤、甩油盤、整體轉子、軸、緊固件等零件已按照發動機所用的型號規范，在發動機零、部件試驗中通過了超轉、破裂、低循環疲勞試驗；通過了高空臺試車個長期（壽命）試車及試飛發射的考核，達到了設計和應用的要求。
物化性能
GH4169性能
因GH4169合金中鈮含量高，合金中的鈮偏析成份都與冶金工藝直接相關。電渣重熔和真空電弧熔煉的熔煉速度和電極棒的質量狀態直接影響材質的優劣。熔速快，易形成富鈮的黑斑；熔速慢，會形成貧鈮的白斑；電極棒表面質量差和電極棒內部有裂紋，均易導致白斑的形成，所以，提高電極棒質量和控制熔速及提高鋼錠的凝固速率是冶煉工藝的關鍵因素。為避免鋼錠中的元素偏析過重，采用的鋼錠直徑不大于508mm。品均化工藝確保鋼錠中的L相完全溶解。鋼錠兩階段均勻化和中間坯二次均勻化處理的時間，根據鋼錠和中間坯的直徑而定。均勻化工藝的控制與材料中鈮的偏析程度直接相關。
生產中采用的1160℃，20h+1180℃，44h的均勻化工藝，尚不足以消除鋼錠中心的偏析，
因此建議采用以下工藝：
1.1150℃~1160℃，20h~30h+1180℃~1190℃，110h~130h；
2.1160℃，24h+1200℃，70h。
經均勻化處理的合金具有良好的熱加工性能。鋼錠的開坯加熱溫度不得超過1120℃。鍛件的鍛造工藝應根據鍛件使用狀況和應用要求，結合生產廠的條件而定。開坯和生產鍛件時，中間退火溫度和終端溫度根據零件所需要的組織狀態和性能來確定，一般情況下，鍛造的終端溫度控制在930℃~950℃之間為宜。

預熱
工件在加熱之前和加熱過程中都進行表面清理，保持表面清潔。若加熱環境含有硫、磷、鉛或其他低熔點金屬，GH4169合金將變脆。雜質來源于做標記的油漆、粉筆、潤滑油、水、燃料等。燃料的硫含量要低，如液化氣和天然氣的雜質含量要低于0.1%，城市煤氣的硫含量要低于0.25g/m3，石油氣的硫含量低于0.5%是理想的。
加熱的電爐好要具有較的控溫能力，爐氣為中性或弱堿性，應避免爐氣成分在氧化性和還原性中波動。
熱加工
GH4169合金合適的熱加工溫度為1120-900℃，冷卻方式可以是水淬或其他快速冷卻方式，熱加工后應及時退火以得到佳的性能。熱加工時材料應加熱到加工溫度的上限，為了加工時的塑性，變形量達到20%時的終加工溫度不應低于960℃。
冷加工
冷加工應在固溶處理后進行，GH4169的加工硬化率大于奧氏體不銹鋼，因此加工設備應作相應調整，并且在冷加工過程中應有中間退火過程。
熱處理
不同的固溶處理和時效處理工藝會得到不同的材料性能。由于γ”相的擴散速率較低，所以通過長時間的時效處理能使GH4169合金獲得佳的機械性能。
打磨
在GH4169工件焊縫附近的氧化物要比不銹鋼的更難以去除，需要用細砂帶打磨，在硝酸和氫氟酸的混合酸中酸洗之前，也要用砂紙去除氧化物或進行鹽浴預處