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INFORMATIONGH4169、GH169
發布時間：2021/04/01 點擊量：
GH4169
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一、GH4169介紹：
GH4169是Fe-Ni-Cr基沉淀硬化型變形高溫合金，長期使用溫度范圍-253~650℃，短期使用溫度在800℃，在650℃以下時具有高強度、良好的韌性以及在高低溫環境均具有耐氧化耐腐蝕性。以及良好的加工性能和焊接性能和長期組織穩定性。
二、GH4169應用和特性：
GH4169合金已用于制作航空、航天和石油化工中的環件、葉片、緊固件和結構件等，制作石油化工中應用的多種零件，可批量生產且使用性況良好。合金在真空自耗重熔時可采用氦氣冷卻工藝，可有效減輕鈮元素偏析，采用噴射成形工藝生產環件，可降低成本和周期，采用超塑成形可擴大生產范圍。 適用于制作航空、航天和石油化工中的環件、葉片、緊固件和結構件等，主要有棒、板、管、帶、絲、等。
三、GH4169相近牌號：
四、GH4169化學成分：
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、分布和數量，從而獲得不同級別的力學性能。合金熱處理制度分3類：
(1)、(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。
(2)、(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。
經此制度處理的材料有δ相，有利于消除缺口敏感性，是最常用的熱處理制度，也稱為標準熱處理制度。
(3)、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。
6、GH4169 品種規格和供應狀態：可以供應模鍛件（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、交貨狀態由供需雙方商定。絲材以商定的交貨狀態成盤狀交貨。
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。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。
8、GH4169 應用概況與特殊要求：制造航空和航天發動機中的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，為提高質量和降低成本，發展了很多新工藝：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，生產環件，降低生產成本和縮短生產周期；采用超塑成型工藝，擴大產品的生產范圍。
二、GH4169（inconel718，N07718）高溫合金物理及化學性能：
1、GH4169 熱性能：
(1)、GH4169 熔化溫度范圍 1260～1320℃。
(2)、GH4169 熱導率：見表2-1
表2-1
(3)、 GH4169 比熱容 見表2-2。
(4)、 GH4169線膨脹系數 見表2-3；
2、GH4169密度：ρ=8.24g/cm3。
3、GH4169電性能：見表2-2
表2-2
表2-3
4、GH4169磁性能：合金無磁性。
5、GH4169化學性能：
6、GH4169抗氧化性能：在空氣介質中試驗100h后的氧化速率見表 2-4。
表2-4
GH4169力學性能:
三、GH4169（inconel718，N07718）高溫合金性能要求：
1、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，至今采用的鋼錠直徑不大于508mm。品均化工藝必須確保鋼錠中的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成都直接相關。目前生產中采用的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。
2、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必須跟軍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。個類鍛件的鍛造溫度和變形程度見表3-1
表3-1
四、GH4169（inconel718，N07718）高溫合金加工：
1、預熱：工件在加熱之前和加熱過程中都必須進行表面清理，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。
加熱的電爐最好要具有較精確的控溫能力，爐氣必須為中性或弱堿性，應避免爐氣成分在氧化性和還原性中波動。
2、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保證得到最佳的性能。熱加工時材料應加熱到加工溫度的上限，為了保證加工時的塑性，變形量達到20%時的終加工溫度不應低于960℃。
3、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。
4、熱加工：
(1)、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合金獲得最佳的機械性能。
(2)、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理。
(3)、機加工：
GH4169的機加工需在固溶處理后進行，要考慮到材料的加工硬化性，與奧氏體不銹鋼不同的是， GH4169適合采用低表面切削速度。
GH4169焊接性能:
合金具有滿意焊接性能，可用氬弧焊、電子束焊、縫焊、點焊等方式進行焊接。對直接時效的零部件，可在鍛造狀態進行慣性摩擦焊，焊后在進行直接時效處理，可獲得持久強度很高的接頭。(4)、焊接：
沉淀硬化型的GH4169合金很適合于焊接，無焊后開裂傾向。適焊性、易加工性、高強度是這種材料的幾大優點。GH4169適合于電弧焊、等離子焊等。在焊接前，材料表面要潔凈、無油污、無粉筆記號等，焊縫周圍25mm 范圍內要打磨露出光亮的金屬。
5、推薦使用的焊接材料： 焊條：ENiCrFe-3，焊絲：ERNiCr-
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一、GH4169介紹：
GH4169是Fe-Ni-Cr基沉淀硬化型變形高溫合金，長期使用溫度范圍-253~650℃，短期使用溫度在800℃，在650℃以下時具有高強度、良好的韌性以及在高低溫環境均具有耐氧化耐腐蝕性。以及良好的加工性能和焊接性能和長期組織穩定性。
二、GH4169應用和特性：
GH4169合金已用于制作航空、航天和石油化工中的環件、葉片、緊固件和結構件等，制作石油化工中應用的多種零件，可批量生產且使用性況良好。合金在真空自耗重熔時可采用氦氣冷卻工藝，可有效減輕鈮元素偏析，采用噴射成形工藝生產環件，可降低成本和周期，采用超塑成形可擴大生產范圍。 適用于制作航空、航天和石油化工中的環件、葉片、緊固件和結構件等，主要有棒、板、管、帶、絲、等。
三、GH4169相近牌號：
| 高溫新名稱 | 高溫舊名稱 | 耐蝕新名稱 | 耐蝕舊名稱 | 國標牌號 |
| GH4169 | GH169 | |||
| 日本JIS | 美標ASTM | 美 標UNS、SAE | 德標DIN | 歐洲EN |
| inconel 718 | N07718 | 2.4668 |
| 碳C | 鉻Cr | 鎳Ni | 鎂Mg | 鉬Mo | 鐵Fe |
| ≤0.08 | 17.0～21.0 | 50~55 | ≤0.01 | 2.8~3.30 | 余量 |
| 鈮Nb | 硼B | 硫S | 錳Mn | 硅Si | 磷P |
| 4.75～5.50 | ≤0.006 | ≤0.015 | ≤0.35 | ≤0.35 | ≤0.015 |
| 銅Cu | 鈦Ti： | 鋁Al | 釩 V | 鎢W | 鈷Co |
| ≤0.30 | 0.65～1.15 | 0.20～0.8 | ≤ | ~ | ≤1.00 |
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、分布和數量，從而獲得不同級別的力學性能。合金熱處理制度分3類：
(1)、(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。
(2)、(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。
經此制度處理的材料有δ相，有利于消除缺口敏感性，是最常用的熱處理制度，也稱為標準熱處理制度。
(3)、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。
6、GH4169 品種規格和供應狀態：可以供應模鍛件（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、交貨狀態由供需雙方商定。絲材以商定的交貨狀態成盤狀交貨。
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。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。
8、GH4169 應用概況與特殊要求：制造航空和航天發動機中的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，為提高質量和降低成本，發展了很多新工藝：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，生產環件，降低生產成本和縮短生產周期；采用超塑成型工藝，擴大產品的生產范圍。
二、GH4169（inconel718，N07718）高溫合金物理及化學性能：
1、GH4169 熱性能：
(1)、GH4169 熔化溫度范圍 1260～1320℃。
(2)、GH4169 熱導率：見表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 |
(4)、 GH4169線膨脹系數 見表2-3；
2、GH4169密度：ρ=8.24g/cm3。
3、GH4169電性能：見表2-2
表2-2
| θ/℃ | 300 | 400 | 500 | 600 | 700 | 800 | 900 | 1000 |
| c/（J/（kg·℃）） | 481.4 | 493.9 | 514.8 | 539.0 | 573.4 | 615.4 | 657.2 | 707.4 |
| θ/℃ | 20～100 | 20～200 | 20～300 | 20～400 | 20～500 | 20～600 | 20～700 | 20～800 | 20～900 | 20～1000 |
| α/10-6℃-1 | 11.8 | 13.0 | 13.5 | 14.1 | 14.4 | 14.8 | 15.4 | 17.0 | 18.4 | 18.7 |
5、GH4169化學性能：
6、GH4169抗氧化性能：在空氣介質中試驗100h后的氧化速率見表 2-4。
表2-4
| θ/℃ | 600 | 700 | 800 | 900 | 1000 |
| 氧化速率/(g/(m2·h)) | 0.0176 | 0.0277 | 0.0351 | 0.0961 | 0.1620 |
| 品種 | 熱處理 | 溫度0/°C |
拉伸強度Σb\MPa ≥ |
延伸率A/% ≥ |
斷面收縮Z/%≥ |
| 熱扎棒 | 標準熱處理 | 20 | ≥1270 | ≥12 | ≥15 |
| 650 | ≥1000 | ≥12 | ≥18 | ||
| 冷扎板 | 標準熱處理 | 20 | ≤895 | ≥40 |
三、GH4169（inconel718，N07718）高溫合金性能要求：
1、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，至今采用的鋼錠直徑不大于508mm。品均化工藝必須確保鋼錠中的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成都直接相關。目前生產中采用的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。
2、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必須跟軍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。個類鍛件的鍛造溫度和變形程度見表3-1
表3-1
| 鍛件類別 | 第一次鍛造 | 第一次鍛造 | 第二次鍛造 | 第二次鍛造 | 晶粒度/級 | 晶粒度/級 |
| 加熱溫度/℃ | 變形量/% | 加熱溫度/℃ | 變形量/% | 基本晶粒 | 個別大晶粒 | |
| 普通 | 1065~1090 | --- | 1040~1065 | --- | 4~6 | 允許 |
| 高強 | 1040~1065 | --- | 1010~1040 | 30~50 | 8 | ≥2 |
| 直接時效 | 995~1025 | >50 | 970~995 | >50 | 10 | ≥2 |
1、預熱：工件在加熱之前和加熱過程中都必須進行表面清理，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。
加熱的電爐最好要具有較精確的控溫能力，爐氣必須為中性或弱堿性，應避免爐氣成分在氧化性和還原性中波動。
2、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保證得到最佳的性能。熱加工時材料應加熱到加工溫度的上限，為了保證加工時的塑性，變形量達到20%時的終加工溫度不應低于960℃。
3、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。
4、熱加工：
(1)、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合金獲得最佳的機械性能。
(2)、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理。
(3)、機加工：
GH4169的機加工需在固溶處理后進行，要考慮到材料的加工硬化性，與奧氏體不銹鋼不同的是， GH4169適合采用低表面切削速度。
GH4169焊接性能:
合金具有滿意焊接性能，可用氬弧焊、電子束焊、縫焊、點焊等方式進行焊接。對直接時效的零部件，可在鍛造狀態進行慣性摩擦焊，焊后在進行直接時效處理，可獲得持久強度很高的接頭。(4)、焊接：
沉淀硬化型的GH4169合金很適合于焊接，無焊后開裂傾向。適焊性、易加工性、高強度是這種材料的幾大優點。GH4169適合于電弧焊、等離子焊等。在焊接前，材料表面要潔凈、無油污、無粉筆記號等，焊縫周圍25mm 范圍內要打磨露出光亮的金屬。
5、推薦使用的焊接材料： 焊條：ENiCrFe-3，焊絲：ERNiCr-
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