GH4137材料介绍

基本定义

GH4137（曾用代号SG37A）是一种镍 - 铬（Ni - Cr）基沉淀硬化型变形高温合金，专为700℃以下的高温环境设计。 

化学成分与组织特征

化学成分

镍（Ni）：含量为50% - 60%，构成面心立方基体，保障高温稳定性。

铬（Cr）：含量为15% - 21%，形成Cr₂O₃氧化膜，提升抗氧化与耐腐蚀性。

钼（Mo）：含量为2% - 5%，固溶强化并增强抗蠕变性。

铝（Al）：含量为0.65% - 1.15%、钛（Ti）：含量为0.2% - 0.8%，协同形成γ'相（体积分数约40%），主导沉淀强化。

微量元素：硼（B）净化晶界，锆（Zr）细化晶粒，碳（C）形成碳化物强化晶界。同时，杂质控制严格，硫（S）、磷（P）含量均≤0.003%，确保材料纯净度。

微观组织

合金经固溶及时效处理后，微观组织由γ奥氏体基体、弥散分布的γ'相（尺寸80 - 150nm）及晶界MC型碳化物组成。γ'相的高体积分数与均匀分布是高温性能的核心保障。

物理与机械性能

物理性能

密度：7.9g/cm³，轻量化设计利于高温部件减重。

熔点：1260 - 1340℃，适应长期高温服役。

热导率：8.37 - 28.2W/(m·K)（100 - 800℃），高温散热性能良好。

弹性模量：211.7GPa（室温）至167GPa（700℃）。

机械性能

室温性能：抗拉强度≥1100MPa，屈服强度≥1000MPa，延伸率≥12%，硬度320 - 360HB。

高温性能：700℃时，抗拉强度≥900MPa，屈服强度≥750MPa，持久寿命≥500小时（300MPa应力）。

抗蠕变性：700℃/200MPa下稳态蠕变速率≤3×10⁻⁹s⁻¹。

疲劳性能：高温低周疲劳寿命10⁴次（Δε = 0.8%）。

核心材料优势

高温强度与稳定性

γ'相强化与钼、钴的固溶强化协同作用，使合金在700℃下仍保持高强度，抗蠕变能力显著优于同类材料。

环境耐受性

抗氧化性：Cr₂O₃氧化膜致密无剥落，耐受高温氧化及硫化腐蚀。

耐腐蚀性：在酸性、碱性及氯化物环境中腐蚀速率≤0.06mm/年。