FGH113是一种采用粉末冶金工艺制备的镍基高温合金，属于我国自主研发的FGH系列材料。该材料专为极端高温与复杂应力环境设计，广泛应用于航空发动机涡轮盘、高压压气机转子等关键热端部件。其成分设计以镍为基体，添加钴、铬、钼、钨等强化元素，并通过γ'相（Ni₃Al）的弥散析出实现高温强化。圆棒形态的FGH113具有优异的各向同性，确保材料在径向与轴向力学性能的一致性。
室温力学性能
FGH113圆棒在常温下表现出高强度与良好塑性的平衡。典型抗拉强度（Rm）可达1400-1550 MPa，屈服强度（Rp0.2）约1200-1350 MPa，延伸率（A）保持在8%-15%，断面收缩率（Z）通常超过20%。这一特性使其能够承受高转速部件在启动/停车阶段的瞬时机械载荷。
高温强度与稳定性
在650-750℃服役温度区间，FGH113仍能维持优异的强度保留率：
750℃抗拉强度：≥900 MPa
持久强度（750℃/530 MPa条件下）：断裂时间＞100小时
其高温性能得益于γ'相的高温稳定性及晶界碳化物的钉扎效应，有效抑制高温蠕变变形。
疲劳与裂纹扩展抗力
高周疲劳极限（室温，R=-1）：≥550 MPa（10⁷次循环未失效）
裂纹扩展速率（da/dN）在ΔK=30 MPa·m¹/²时低于1×10⁻⁵ mm/cycle
细晶组织与均匀的第二相分布显著提升了抗疲劳性能，尤其在发动机高低周复合疲劳工况下表现突出。
断裂韧性
室温断裂韧性（KIC）值介于80-110 MPa·m¹/²，优于传统铸造高温合金。粉末冶金工艺消除宏观偏析，减少夹杂物尺寸，从而延缓裂纹萌生与扩展。
γ'相强化：体积分数达50%-60%的纳米级γ'相（尺寸约200-500 nm）作为主要强化相，通过共格应变阻碍位错运动。
固溶强化：钼、钨等元素固溶于γ基体，提升晶格畸变能。
晶界工程：碳化物（如MC、M₂₃C₆）沿晶界断续分布，既阻碍晶界滑移又避免连续脆性相导致的沿晶开裂。
航空发动机涡轮盘：利用其高温持久强度，在离心力与热梯度载荷下保持结构完整性。
燃气轮机紧固件：高比强度特性满足连接件在高温下的预紧力保持需求。
航天器热防护支撑结构：抗热震性能适应再入大气层时的瞬态热冲击。
FGH113圆棒性能高度依赖热等静压（HIP）成型与分级热处理工艺：
HIP参数：通常采用1180℃/150 MPa/4 h，实现近全致密化（孔隙率＜0.02%）。
热处理制度：1150℃固溶处理（γ'相部分回溶）结合两级时效（850℃+650℃），优化相尺寸分布。
目前FGH113的长期使用温度上限约为800℃，更高温环境需采用氧化物弥散强化（ODS）合金。未来研究聚焦于：
引入Ta、Re元素提升γ'相溶解温度
开发超细晶/纳米复合结构突破强度-韧性倒置关系
FGH113圆棒通过多尺度组织调控，在高温强度、抗疲劳性及损伤容限间实现了卓越平衡，已成为第四代航空发动机关键材料之一。随着增材制造技术与微观组织仿真设计的进步，其性能边界有望进一步拓展。
