GH4137材料介紹

基本定義

GH4137（曾用代號SG37A）是一種鎳 - 鉻（Ni - Cr）基沉淀硬化型變形高溫合金，專為700℃以下的高溫環境設計。

化學成分與組織特征

化學成分

鎳（Ni）：含量為50% - 60%，構成面心立方基體，保障高溫穩定性。

鉻（Cr）：含量為15% - 21%，形成Cr?O?氧化膜，提升抗氧化與耐腐蝕性。

鉬（Mo）：含量為2% - 5%，固溶強化并增強抗蠕變性。

鋁（Al）：含量為0.65% - 1.15%、鈦（Ti）：含量為0.2% - 0.8%，協同形成γ'相（體積分數約40%），主導沉淀強化。

微量元素：硼（B）凈化晶界，鋯（Zr）細化晶粒，碳（C）形成碳化物強化晶界。同時，雜質控制嚴格，硫（S）、磷（P）含量均≤0.003%，確保材料純凈度。

微觀組織

合金經固溶及時效處理后，微觀組織由γ奧氏體基體、彌散分布的γ'相（尺寸80 - 150nm）及晶界MC型碳化物組成。γ'相的高體積分數與均勻分布是高溫性能的核心保障。

物理與機械性能

物理性能

密度：7.9g/cm3，輕量化設計利于高溫部件減重。

熔點：1260 - 1340℃，適應長期高溫服役。

熱導率：8.37 - 28.2W/(m·K)（100 - 800℃），高溫散熱性能良好。

彈性模量：211.7GPa（室溫）至167GPa（700℃）。

機械性能

室溫性能：抗拉強度≥1100MPa，屈服強度≥1000MPa，延伸率≥12%，硬度320 - 360HB。

高溫性能：700℃時，抗拉強度≥900MPa，屈服強度≥750MPa，持久壽命≥500小時（300MPa應力）。

抗蠕變性：700℃/200MPa下穩態蠕變速率≤3×10??s?1。

疲勞性能：高溫低周疲勞壽命10?次（Δε = 0.8%）。

核心材料優勢

高溫強度與穩定性

γ'相強化與鉬、鈷的固溶強化協同作用，使合金在700℃下仍保持高強度，抗蠕變能力顯著優于同類材料。

的環境耐受性

抗氧化性：Cr?O?氧化膜致密無剝落，耐受高溫氧化及硫化腐蝕。

耐腐蝕性：在酸性、堿性及氯化物環境中腐蝕速率≤0.06mm/年。

工藝兼容性

熱加工性：鍛造溫度1050 - 1150℃，支持大尺寸鍛件（直徑≤800mm）。

冷成形：冷拉絲材可加工至直徑0.04 - 0.2mm，滿足精密部件需求。

制造工藝與供應形式

制造工藝

熔煉工藝：真空感應熔煉（VIM）結合電渣重熔（ESR）或真空自耗熔煉（VAR），氧含量≤30ppm。

熱處理制度：固溶處理為1100 - 1150℃保溫后空冷，溶解γ'相；時效處理為760℃×8小時 + 650℃×24小時，析出均勻γ'相。

供應形式

變形產品：鍛棒（Φ50 - 800mm）、熱軋板（0.5 - 100mm）、冷拔管（外徑Φ10 - 300mm）。

精密鑄件：定向凝固葉片（承溫能力提升80 - 100℃）、單晶鑄錠。

粉末冶金制品：熱等靜壓（HIP）坯料致密度≥99.9%。

化工領域

用于化工反應器、催化劑載體等，承受化學物質的侵蝕和高溫條件下的反應，確保化工過程的安全和高效。