GH4738高温合金
GH4738概述
GH4738 合金是以 γ'相强化的 Ni-Co-Cr 基变形高温合金，合金加入钴、铬和钼元素进行固溶强化，加入铝、钛元素形成Y沉淀强化相，加入硼、锆元素净化和强化晶界。合金在760℃～870℃zui大的特点是具有优异的强韧性匹配和抗蠕变疲劳交互作用的能力，所以常作为至关重要的零部件选材应用于航空发动机中，如涡轮 盘、工作叶片、高温紧固件、火焰筒、轴和涡轮机匣等零件。主要产品有冷轧和热轧板材、管材、带材、丝材和锻材、铸件和螺栓紧固件等。
材料牌号GH4738(GH864、GH738)。
相近牌号Waspaloy（美），NC20K14（法）。
材料技术标准
一、化学成分
GH4738高温合金的主要成分包含镍（Ni）、铬（Cr）、铁（Fe）、铝（Al）、钼（Mo）、钽（Ta）等元素。其中镍为主要基体元素，具有良好的高温强度和耐腐蚀性；铬和铝可形成稳定的氧化膜，提升合金的高温氧化抗性；钼和钽等元素能够强化合金的晶体结构，提高机械性能。合理的成分配比和精 确的熔炼工艺是保 证GH4738合金性能稳定性的关键。
二、性能特点
高温强度：在高温环境下仍能保持良好的机械强度，内部细小且均匀分布的强化相（如γ'相和碳化物）有效阻碍晶界的滑移和位错的移动，从而提高承载能力。
抗疲劳性能：在循环加载条件下展现出优异的抗疲劳性能，这得益于其良好的韧性和抗裂纹扩展能力，可在长期服役过程中抵御由温度变化、机械振动等引起的疲劳损伤。
抗氧化性：合金中的铝、铬等元素在高温下与氧反应生成致密的氧化物保护膜，有效阻止氧的进一步侵入，保护基体材料不受氧化侵蚀。
耐腐蚀性：对多种腐蚀性介质（包括酸、碱、盐溶液以及部分氧化性环境）表现出良好的抵抗力，这得益于其表面形成的钝化膜及合金元素对腐蚀过程的抑制作用。
三、热处理工艺
（一）固溶处理
目的：将合金中的析出相溶解到基体中，均匀化合金成分，消除铸造或锻造过程中产生的残余应力，细化晶粒，改善合金的力学性能。
温度范围：1080°C - 1150°C（也有资料显示为1150°C - 1200°C），保温时间1 - 2小时（或1 - 4小时，具体时间根据材料的尺寸和形状而定）。
冷却方式：水淬或快速气冷。较高的固溶处理温度能够有效地溶解合金中的各种析出相（如碳化物、硼化物等），从而提高材料的韧性和塑性。
（二）时效处理
目的：通过析出强化相（如γ'相）的沉淀来提高合金的强度和硬度。
通常分为两步进行，时效处理的温度一般在760°C - 980°C之间，保温时间为8 - 16小时（也有资料显示为4 - 24小时左右），冷却方式为空冷。两次时效处理使得合金在不同温度区间内析出不同尺寸和分布的γ'相，从而优化其综合力学性能。
（三）稳定化处理
目的：进一步提高合金的组织稳定性，减少在使用过程中的相变和组织变化，从而提高材料的长期使用性能。
保温时间为24小时。经过稳定化处理，合金的微观组织更加稳定，减少在高温下的相变和组织变化，从而提高材料的使用寿命。
四、典型力学性能
抗拉强度：通常在650 - 900MPa之间，表示合金在受力下可承受较大的张力负载，抗拉强度的高值反映了合金的强度和耐久性。
屈服强度：一般在300 - 600MPa之间，屈服强度是指合金开始产生塑性变形并发生可观的永 久延伸的应力值，高的屈服强度意味着合金具有较好的刚性和抗变形性能。
延伸率：通常在10 - 20%之间，反映了合金在受力下的塑性变形能力和韧性。
硬度：一般在200 - 300HB（布氏硬度）之间，是衡量合金抗磨损性和表面强度的指标。
五、应用领域
GH4738在760℃~870℃具有较高的屈服强度和抗疲劳性能，在870℃以下的燃气涡轮气氛中具有较高的抗氧化性能和抗腐蚀性能。主要应用于制作涡轮 盘、工作叶片、高温紧固件、火焰筒、轴和涡轮机匣等零件。产品形式多样，包括冷轧带和热轧板材、管材、带材、丝材、锻件和螺栓紧固件等。
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