Logo

新闻中心

媒体资讯

媒体资讯

高温合金GH4105冷轧板(厚度≥3.0mm)百科解析

发布:sonhooalloy 浏览:6408次

高温合金GH4105冷轧板(厚度≥3.0mm)百科解析

一、材料概述

高温合金GH4105是一种以镍(Ni)为基体的沉淀硬化型变形高温合金,专为高温、高应力及腐蚀性环境设计,广泛应用于航空航天发动机部件、燃气轮机叶片、核工业设备等领域。其冷轧板(厚度≥3.0mm)通过精密冷轧工艺制造,兼具高强度、优异的热稳定性和耐腐蚀性,适用于制造高温承力结构件。


二、化学成分与强化机制

GH4105的主要成分包括:

  • 基体元素:镍(Ni,占比约50%~55%)为基体,提供高温下的相稳定性。

  • 固溶强化元素:铬(Cr,15%~20%)增强抗氧化及耐腐蚀能力;钼(Mo,3%~5%)和钨(W,2%~4%)通过固溶强化提升高温强度。

  • 沉淀强化元素:铝(Al,1.5%~2.5%)和钛(Ti,2%~3%)形成γ'相(Ni3(Al,Ti)),在高温下阻碍位错运动,显著提高合金的持久强度和蠕变抗力。

  • 微量元素:碳(C,≤0.08%)和硼(B,≤0.01%)优化晶界结构,改善热加工性能;铌(Nb)和锆(Zr)的微量添加可细化晶粒并增强抗疲劳性。


三、核心性能特点

  1. 高温力学性能

  2. 在800℃~950℃范围内,抗拉强度≥800 MPa,屈服强度≥650 MPa,延伸率≥15%。

  3. 高温持久性能优异,950℃/100 MPa条件下断裂时间≥100小时。

  4. 抗蠕变性能突出,900℃下稳态蠕变速率低于1×10⁻⁸ s⁻¹。

  5. 耐环境腐蚀性

  6. 在氧化性气氛(如航空发动机燃气)中,表面形成致密Cr₂O₃氧化膜,抗氧化温度可达1100℃。

  7. 对硫化腐蚀(如含硫燃料环境)及热盐腐蚀(如Na₂SO₄)具有较强抵抗力。

  8. 物理特性

  9. 热膨胀系数(20~1000℃):14.5×10⁻⁶/℃。

  10. 热导率(800℃):12.5 W/(m·K),适合高低温交变工况。

  11. 密度:约8.2 g/cm³,轻量化表现优于钴基高温合金。


四、关键工艺标准

  1. 冶炼与铸造
    采用真空感应熔炼(VIM)+ 电渣重熔(ESR)或真空自耗重熔(VAR)双联工艺,确保成分均匀性及低杂质含量(O、N含量≤50 ppm)。

  2. 热加工与冷轧

  3. 热轧开坯温度控制在1150℃~1180℃,终轧温度≥950℃,避免晶界脆化。

  4. 冷轧工艺:厚度≥3.0mm的板材需经多道次轧制,单道次变形量≤20%,中间退火温度980℃±10℃,消除加工硬化。

  5. 成品冷轧板表面粗糙度Ra≤0.8μm,厚度公差符合GB/T 14992-2008中高精度级要求。

  6. 热处理制度

  7. 固溶处理:1150℃±10℃保温2小时,水冷至室温,确保γ'相充分溶解。

  8. 时效处理:800℃×8小时+700℃×16小时双级时效,析出纳米级γ'相,实现强度与塑性的平衡。

  9. 表面处理
    需进行酸洗(HNO3+HF混合溶液)去除氧化皮,并采用喷砂或电解抛光提高表面抗疲劳性能。


五、应用领域

  • 航空航天:发动机燃烧室衬套、涡轮外环、加力燃烧室板材。

  • 能源装备:燃气轮机高温密封环、核反应堆热交换器板材。

  • 工业领域:高温炉辊、化工反应器内衬。


六、质量控制标准

  • 检测项目

    • 化学成分光谱分析(ASTM E1473)。

    • 室温及高温拉伸试验(GB/T 228.1-2021)。

    • 超声波探伤(GB/T 4162-2008,A级要求)。

    • 金相组织检查(γ'相尺寸≤100nm,无连续晶界碳化物)。

  • 认证标准:需满足航空材料AMS 5536或国标GB/T 14992的B类验收标准。


七、结语

GH4105冷轧板凭借其优化的成分设计、严格的工艺控制及卓越的高温综合性能,成为极端工况下关键部件的首选材料。采购时需重点关注供应商的冶炼工艺认证(如NADCAP)、批次检测报告及长期高温性能数据,以确保材料在服役中的可靠性。



  • 13918129114
    24小时服务热线
  • chinasonhoo@163.com
    企业邮箱
  • 上海市奉贤区奉浦大道111号
    商虎地址
Copyrights©2022 上海商虎有色金属有限公司 备案号:沪ICP备2023034319号-1