GH4151镍基高温合金特点

GH4151材料介绍

材料类别

GH4151合金是一种新型难变形镍基高温合金，因其优异的综合性能和较高的服役温度，成为具发展潜力的新一代涡轮盘用变形高温合金。

化学成分

其化学成分具体如下：

元素含量范围（%）

C0.05～0.11

Cr9.5～10.0

Mo2.5～3.1

Ni余量

Co15.0～16.5

W6.0～7.5

Ce≤0.02

性能特点

耐高温性

高合金化特点使合金能承受较高的服役温度，可在不好的高温环境下保持稳定性能，适用于航空发动机等需要在高温条件下运行的部件。

耐腐蚀性

镍固有的活动性低，其氧化电位在电动势（EMF）序列中比铁高得多，且含铬镍合金具有钝化能力，能自发形成一层超薄但附着力强的表面氧化物，阻止腐蚀。通常为提高耐腐蚀性，还会添加Cr、Mo、Cu等合金化元素。

高强度

合金具备较高的强度和硬度，能够承受较大的压力和负荷，满足航空航天等领域部件在不好的条件下运行的要求。

应用领域

航空航天领域

在发动机研制中，高温合金材料用量已占到发动机总量的40% - 60%，被誉为发动机基石。GH4151合金可用于制造航空发动机的涡轮盘等部件，这些部件需要在不好的的高温和高压条件下运行，并且要求具备良好的稳定性和耐久性，GH4151合金能够满足这些要求。

其他领域

还在电力、运输、石油化工、工业燃气轮机和海洋工业等领域有应用。另外，在能源、卫生、环保、石油天然气、制药和烟气脱硫等行业的应用也越来越多。

加工与处理

热加工性能

高合金化特点在提高合金服役温度和高温强度的同时，不可避免地降低了合金的热加工性能。合金中元素的微观偏析和高达52%的γ'强化相，使得合金在热加工条件下组织演变非常复杂，组织与性能控制难度极大。

热处理

合金的热处理主要是固溶处理和时效处理，以获得合适的晶粒度，分布合理和大小适宜的强化相，有利的晶界状态，使合金具有良好的综合性能。例如，用于制造涡轮盘件的材料，晶粒度一般在4 - 5级；γ'相大小约为100 - 500┱，均匀分布于基体；晶界有分布均匀的球化了的析出相（如碳化物、Laves相等）。