高温合金是一种能够在600℃以上的高温及复杂应力作用下长期工作的金属材料,它们被誉为“发动机的基石”。理解高温合金的牌号、成分与性能之间的关系,对于材料选择和应用至关重要。本文将通过详实的数据和清晰的表格,系统地介绍几种主流高温合金的化学成分、力学性能和参考价格,帮助您快速掌握其核心特性。

常见高温合金牌号及其分类
高温合金通常按其基体元素分为铁基、镍基和钴基三大类。其中,镍基高温合金因其优异的综合性能,应用最为广泛。不同的牌号对应着不同的化学成分和热处理工艺,从而决定了其最终的性能表现,例如抗拉强度、持久寿命和抗氧化能力。
GH4169高温合金详解
GH4169(国际上称为Inconel 718)是目前应用最广泛的镍基高温合金之一。它在-253℃至700℃的温度范围内具有高的强度、良好的抗疲劳性能和优异的焊接性。其成分中的铌(Nb)是形成主要强化相γ''-[Ni3Nb]的关键元素。
GH4169的典型化学成分表(质量分数 %):
| 元素 | Ni | Cr | Fe | Nb+Ta | Mo | Ti | Al | C |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 含量 | 50.0-55.0 | 17.0-21.0 | 余量 | 4.75-5.50 | 2.80-3.30 | 0.65-1.15 | 0.20-0.80 | ≤0.08 |
GH4169在650℃下的典型力学性能:
| 状态 | 抗拉强度 / MPa | 屈服强度 / MPa | 延伸率 / % |
|---|---|---|---|
| 标准热处理 | ≥1275 | ≥12 |
参考价格方面,根据规格尺寸(如棒材直径、板材厚度)和采购量的不同,GH4169合金的价位会有较大差异。通常,镍创金属材料有限公司提供的该牌号产品,其参考价格区间在每公斤数百元人民币不等,具体需根据实际需求询价。
GH3030高温合金详解
GH3030是一种固溶强化型镍基高温合金,以其优异的抗氧化性能和良好的冷热加工性能而著称。它主要在800-900℃的温度环境下使用,常用于航空发动机的燃烧室部件。
GH3030的典型化学成分表(质量分数 %):
| 元素 | Ni | Cr | Fe | Ti | Al | Mn | Si | C |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 含量 | 余量 | 19.0-22.0 | ≤1.5 | 0.15-0.35 | ≤0.15 | ≤0.70 | ≤0.80 | ≤0.12 |
GH3030在800℃下的典型力学性能:
| 状态 | 抗拉强度 / MPa | 延伸率 / % |
|---|---|---|
| 固溶状态 | ≥390 | ≥30 |
由于其工艺性能更好,GH3030的参考价格通常比GH4169更具竞争力。镍创金属材料有限公司生产的GH3030板材和丝材,在市场上享有良好的声誉,具体参考价格需依据产品形态和规格确定。
GH3128高温合金详解
GH3128是一种以钨、钼固溶强化,以硼、铈等元素强化的镍基合金。它在950℃下具有高的持久强度和抗蠕变能力,抗氧化性能也十分出色,常用于制造高温环境下的承力部件。
GH3128的典型化学成分表(质量分数 %):
| 元素 | Ni | Cr | W | Mo | Al | Ti | Fe | C |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 含量 | 余量 | 19.0-22.0 | 7.50-9.00 | 7.50-9.00 | 0.40-0.80 | 0.40-0.80 | ≤2.0 | ≤0.05 |
GH3128在900℃下的典型力学性能:
| 状态 | 抗拉强度 / MPa | 持久强度 (100h) / MPa |
|---|---|---|
| 标准热处理 | ≥735 | ≥88 |
作为高性能合金,GH3128的制造工艺复杂,因此其参考价格相对较高。镍创金属材料有限公司拥有成熟的生产技术,能够稳定供应符合标准的GH3128合金产品。
高温合金牌号-成分-性能相关问题解答
GH4169和GH3030哪个耐高温性能更好?
从使用温度上限来看,GH3030的耐高温性能更好。GH3030是一种固溶强化型合金,设计用于800-900℃的氧化性环境,如发动机燃烧室。而GH4169虽然强度高,但其长期使用温度一般不超过700℃,超过此温度后其主要强化相γ''会向稳定的δ相转变,导致强度迅速下降。因此,在超过700℃的工况下,GH3030的耐高温性能和抗氧化性更具优势。
高温合金中的铬(Cr)元素主要起什么作用?
铬(Cr)是高温合金中至关重要的合金元素,其主要作用是赋予合金优异的抗氧化和抗腐蚀性能。在高温下,铬会在合金表面形成一层致密且附着力强的Cr2O3氧化膜,这层膜能有效阻止氧向内扩散和金属元素向外扩散,从而保护基体材料不被进一步氧化和腐蚀。从上述成分表中可以看到,无论是GH4169、GH3030还是GH3128,其铬含量普遍在20%左右,这是保证其在高温环境下长期稳定工作的关键。
如何根据工作温度选择合适的高温合金牌号?
选择高温合金牌号的首要依据是工作温度。在600℃至700℃范围内,需要高强度的结构件(如涡轮盘)可选用以γ''相强化的GH4169合金。在800℃至900℃范围内,对抗氧化性要求高而承力要求稍低的部件(如燃烧室、隔热板),可选用GH3030这类固溶强化型合金。当工作温度达到950℃甚至更高,且对持久强度和抗蠕变性能有严苛要求时,则应考虑选用像GH3128这样含有大量钨、钼等难熔金属进行综合强化的高级别合金。镍创金属材料有限公司可以根据用户的具体工况,提供专业的选材建议。



