GH4169

GH4169是固溶強化型鎳基高溫合金 ，特性、 用途和相應(yīng)的固溶強化型鐵基合金、 時效硬化型鐵基合金基本相同。 不同之處在于基體的差別。 鐵基高溫合金的基體金屬是鐵(含鐵量約 50％左右)， 含鉻量約 10％。 23％、 含鎳量約 7％一 40％； 而鎳基高溫合金的基體金屬是鎳， 鎳含量大于50％ 由于鎳含量的提高， 故鎳基高溫合金比鐵基高溫合金的熱強性高， 最高工作溫度已達(dá)到 1050℃左右； 但其可切削加工性亦隨之變差。 同時由于它們都含有大量的鎳， 不符合我國資源情況， 應(yīng)逐步采用鐵基高溫合金來代替。

GH4169高溫合金簡介：

鎳基合金是指在650～1000℃高溫下有較高的強度與一定的抗氧化腐蝕能力等綜合性能的一類合金。鎳基高溫合金發(fā)展于上世紀(jì) 40 年代飛機(jī)引擎的需要，經(jīng)過 70 多年的發(fā)展，已經(jīng)成為和民用高溫零部件不可替代的關(guān)鍵材料。

其中GH4169高溫合金(國外牌號為Inconel 718)是 以fcc奧氏體為基，以γ″（Ni3Nb）為主要強化相，并輔 以γ′(Ni3(Al、Ti)強化的鎳基高溫合金。GH4169高溫合金具有優(yōu)異的高溫強度、抗氧化、抗蠕變、抗腐蝕能力和良好的疲勞特性。尤其在 650℃高溫下，其力學(xué)性能具有很好的穩(wěn)定性，能夠 在600～1200℃下承受一定的工作壓力；因此， GH4169高溫合金被廣泛地制造工作葉片、導(dǎo)向葉片、渦輪盤和燃燒室等。

傳統(tǒng)制造方法加工成形 GH4169 鎳基高溫合金存在多種困難，如刀具消耗磨損大、 加工復(fù)雜、成形件自由度低、制造成本較大、后加工程序多而復(fù)雜等，選區(qū)激光熔化成 形(SLM)技術(shù)可以使零件直接成形，過程簡單，節(jié)約成本，因此 GH4169 鎳基高溫合金 與可以成形復(fù)雜形狀金屬零件的選區(qū)激光熔化成形技術(shù)相結(jié)合，被廣泛應(yīng)用到成形航空發(fā)動機(jī)的渦輪葉片與渦盤等方面。

GH4169 合金與選區(qū)激光熔化成形技術(shù)結(jié)合應(yīng)用的優(yōu)缺點 ：

GH4169 合金選區(qū)激光熔化成形的優(yōu)點：

（1）成形件致密度精度高。SLM 成形 GH4169 合金零件的致密度理論上可接近 100％，冷卻凝固快速，減少了傳統(tǒng)鑄造方法容易出現(xiàn)的粘砂、冷隔、澆不足等缺陷；

（2）成形件時間成本低。傳統(tǒng)鑄造生產(chǎn)程序繁多，控制不當(dāng)時容易出現(xiàn)鑄件質(zhì)量 不穩(wěn)定，廢品率相對較高，選區(qū)激光熔化成形技術(shù)能夠直接制造成形金屬零件，后期只 需要簡單的表面處理，避免了傳統(tǒng)鑄造方法制作模具、型芯、脫模等多道程序過程，很 大程度的縮短了產(chǎn)品的制造周期，節(jié)約了時間成本；

（3）成形件不受復(fù)雜程度限制。選區(qū)激光熔化直接成形技術(shù)能夠制造傳統(tǒng)鑄造工 藝無法完成的復(fù)雜空腔異形結(jié)構(gòu)零部件，并且不用擔(dān)心澆不足、冷隔等缺陷問題。

GH4169 合金選區(qū)激光熔化成形的不足：

（1）需要多種技術(shù)輔助，如機(jī)械、光學(xué)、計算機(jī)軟件等；

（2）實驗影響因素較多，工藝參數(shù)（掃描速度、掃描頻率、掃描間距、掃描功率、 掃描策略等）、環(huán)境溫度、預(yù)熱溫度等眾多影響因素影響著成形件的致密度及表面質(zhì)量；

（3）設(shè)備造價昂貴，需要集激光器、鋪粉系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、計算機(jī)、密封保護(hù)系 統(tǒng)于一體。

GH4169 合金（國外牌號 Inconel 718）主要化學(xué)成分有 Ni、 Fe、 Cr，具體化學(xué)成分見表 1.1

GH4169 合金的發(fā)展與應(yīng)用 ：

GH4169 于 1959 年發(fā)明于美國國際鎳公司亨廷頓分公司（INCO Huntington Alloys）， 由 H.L.Eiselstein 成功研制出，并在 60 年代將其應(yīng)用到渦輪零部件中，成為了航空發(fā)動機(jī)的主要應(yīng)用材料；20世紀(jì)70年代，開始重點研究 GH4169 合金內(nèi)部相的析出規(guī)律及強化機(jī)理，同時開始大規(guī)模運用到民用飛機(jī)發(fā)動機(jī)上； 80 年代，將傳統(tǒng)鑄造 GH4169 合金與 GH4169 合金粉末相結(jié)合制造出了更具有良好力學(xué)性能的合金；直到 90 年代，快速成型、選區(qū)激光熔化成形技術(shù)、選區(qū)激光燒結(jié)技術(shù)等成形方法的出現(xiàn)，將 GH4169 合金的應(yīng)用領(lǐng)域開闊出了更為廣泛的領(lǐng)域。