GH4708是一种Ni-Cr基沉淀硬化型变形高温合金

GH4708高温合金全面解析：成分、性能与应用指南

概述

GH4708是一种Ni-Cr基沉淀硬化型变形高温合金，其长期使用温度在850℃以下。该合金通过加入钨、钼、铝和钛等多种元素进行综合强化，使其具有优异的高温强度和热稳定性。作为一种重要的航空航天材料，GH4708不仅具有优良的抗氧化性能和组织稳定性，还拥有令人满意的冷热加工成形性能和焊接工艺性能，在高温承力部件制造领域占有重要地位。

化学成分

GH4708高温合金的化学成分设计精心平衡，各元素含量范围如下（质量分数%）：

• ：0.05～0.10
• ：17.50～20.00
• ：余量（58.12～70.05）
• ：4.00～6.00
• ：5.50～7.50
• ：1.90～2.30
• ：1.00～1.40
• ：≤4.00
• ：≤0.50
• ：≤0.40
• ：≤0.015
• ：≤0.015
• ：≤0.50
• ：≤0.008
• ：≤0.030

这种科学的成分配比确保了合金在高温环境下能形成稳定的强化相，同时保持良好的工艺性能。

物理与机械性能

物理性能

GH4708高温合金具有以下主要物理特性：

• 密度：8.55 g/cm³
• 熔化温度范围：1352℃～1364℃
• 热导率：13 W/(m·K)（100℃时）
• 线膨胀系数：12.3×10⁻⁶/℃（20～100℃）
• 电阻率：0.31 Ω·mm²/m
• 磁性能：无磁性

机械性能

GH4708在室温下的典型机械性能表现为：

• 抗拉强度：≥1080 MPa
• 屈服强度：≥685 MPa
• 伸长率：≥15%
• 断面收缩率：≥18%
• 硬度：≤344 HB

在高温环境下，GH4708仍能保持优异的性能稳定性。研究表明，在650℃长期时效后，合金在室温和800℃下的强度略有升高；在800℃长期时效后，合金的强度和塑性基本没有变化，显示出杰出的组织稳定性。

特性优势

GH4708高温合金具有多项卓越特性，使其在高温应用环境中表现突出：

• 高温强度：在高温环境下能承受较大载荷，这得益于合金中的增强相颗粒和固溶强化元素的共同作用。
• 抗蠕变性：在高温下展现出优异的抗蠕变性能，能够长时间承受恶劣环境下的变形。
• 抗氧化性：在高温氧化环境中能形成致密的氧化膜，有效防止氧化和腐蚀，延长使用寿命。
• 组织稳定性：在800℃时效1000小时后无有害相析出，晶粒度和相组成保持稳定。
• 耐腐蚀性能：在酸性和碱性环境中均表现出良好的耐腐蚀性能，能抵抗多种腐蚀介质的侵蚀。

热处理工艺

GH4708高温合金的热处理制度根据产品形态有所不同：

• 热轧和锻制棒材：1140℃±10℃×1h/AC（空冷）＋800℃±10℃×15h/AC
• 冷轧薄板：供应状态为（1080～1120）℃/AC或WQ（水淬），标准热处理为1140℃±10℃/AC＋800℃±10℃×15h/AC
• 热轧中厚板：（1080～1120）℃/WQ＋800℃±10℃×（5～15）h/AC

热处理过程中的保温时间需根据材料的实际厚度进行调整，以确保最佳性能。

加工与焊接性能

GH4708合金具有优良的加工性能，可通过常规的热加工和冷加工方法进行成形：

• 热加工：适合锻造、挤压、轧制等工艺，能制备各种形状和尺寸的零件
• 冷加工：具有良好的塑性加工能力，常温下容易进行塑性加工
• 焊接性能：合金具有优异的焊接性能，适合氩弧焊、钎焊等焊接方法，焊后通常无需热处理

应用领域

GH4708高温合金广泛应用于以下高端工业领域：

• 航空航天：航空发动机涡轮叶片、燃烧室、涡轮盘、压气机、可调喷口、安装边、偏心环、封严环座、低压涡轮外环、喷嘴壳体、拉杆、销轴和底板等高温承力部件
• 石油化工：反应器、管道、阀门、炼油装置中的高温裂化炉管、催化裂化装置中的反应器等耐腐蚀设备
• 能源领域：核反应堆控制棒、太阳能集热器热交换器、火力发电和核能等高温高压环境下设备
• 海洋工程：深海油气开采设备中的高温部件

表面处理

GH4708合金表面可进行多种处理以提升其性能，包括渗铝、钝化、镀银和镀铬等表面处理技术，这些处理可进一步提高合金的抗氧化性和耐腐蚀性。

总结

GH4708高温合金作为一种综合性能优异的镍基高温材料，在850℃以下温度区间表现出色的高温强度、抗氧化性和组织稳定性。其良好的加工性能和焊接性能为制造复杂高温部件提供了便利，使其成为航空航天、能源和化工等领域不可替代的关键材料。随着高温应用需求的不断增长，GH4708高温合金的重要性将日益凸显。