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航空材料之高温合金材料大全

航空材料之高温合金

航空材料分两大类：钢铁材料和非钢铁材料。钢铁材料按其用途可分为结构钢、不锈钢、高温合金等。非钢铁材料按其合金类型可分为钛合金、铝合金、镁合金、铜合金等。其中以高温合金难加工，以下细说一下高温合金的分类及用途。

高温合金硬度虽然不高，但韧性大，且具有多种元素分散，硬度高、比重小、熔点高的特点，造成切削困难。其优异的抗高温强度、良好的抗疲劳强度及断裂韧性等综合性能较高，广泛应用于宇航、核电、舰载机、汽轮机、火箭、柴油机。

A按工艺来分：

一、变形高温合金

1.铁基变形高温合金（14个）：

GH1015 950℃以下，航空发动机燃烧室板材结构件

GH1016 950℃以下，航空发动机燃烧室板材结构件

GH1035 900℃以下，航空发动机燃烧室、涡轮外环、排气装置等零件

GH1035A 750℃以下，航空发动机涡轮内外环及其他高温零部件

GH1131 700-1000℃火箭发动机和700-750℃航空发动机高温部件

GH1140 850℃以下，航空发动机和燃气轮的高温部件、板材结构件

GH2036 600-650℃航空发动机涡轮盘、承力环、紧固件，柴油机、汽轮机的增压涡轮叶片和其他高温部件

GH2132 650℃以下，航空发动机高温承力部件，涡轮盘、压气机盘、转子叶片和紧固件

GH2150 700℃以下，喷气发动机焊接承力结构件和600℃以下燃气轮机转子、压气机叶片

GH2302 700℃以下短时可至850℃，航空发动机加力燃烧室零件及工业涡轮零件

GH2696 650℃以下，涡轮和压气机紧固件、盘件和工作叶片、涡轮壳体、环形零件

GH761 750℃以下，涡轮盘、高温承力部件

GH903 650℃以下，航空发动机涡轮机匣

GH907 650℃以下，航空发动机环形件和机匣

2.镍基变形高温合金（31个）：

GH3030 800℃以下，涡轮发动机燃烧室部件

GH3039 800℃以下，航空发动机燃烧室和加力燃烧室零部件

GH3044 900℃以下，航空发动机燃烧室和加力燃烧室零部件、隔热屏、导向叶片

GH3128 950℃以下，航空发动机燃烧室火焰筒、加力燃烧室壳体、调节片、高温零部件

GH3536 900℃以下，航空发动机燃烧室部件

GH3625 低温到980℃，航空发动机零部件，航天结构部件和化工设备

GH4033 900℃以下，航空发动机转子

GH4037 850℃以下，航空发动机涡轮叶片

GH4049 900℃以下，航空发动机涡轮叶片、承力件

GH4099 900℃以下，航空发动机燃烧室和助力燃烧室板材结构件

GH4133 750℃以下，航空发动机涡轮盘和工作叶片等重要承力件

GH4133B 750℃以下，航空发动机涡轮盘和工作叶片等重要承力件

GH4169 650℃以下，屈服强度居首位，涡轮盘、环形件、叶片、轴、紧固件、弹性元件、板材结构件、机匣

GH4220 950℃以下，航空发动机涡轮叶片等转动部件

GH4698 750-800℃，航空发动机涡轮盘、压气机盘、导流片、承力环等重要承力零件

GH4080A 700-800℃，航空发动机转子叶片、导向叶片支座、螺栓、叶片锁板等零件

GH4090 815-870℃，航空涡轮发动机涡轮盘、叶片、高温紧固件、卡箍、密封圈

GH4093 815℃以下，航空发动机涡轮叶片，小型发动机涡轮盘和紧固件

GH4105 750-950℃，航空发动机涡轮叶片、高温螺栓等高温零部件

GH4141 870℃以下，要求有高强度的零部件；980℃以下，要求抗氧化的零部件

GH4145 800℃以下，汽轮机叶片、耐腐蚀环形件、结构件

GH4163 800℃以下，航发发动机燃烧室及加力燃烧室零部件

GH4170 1000℃用于发动机燃烧室和其他高温部件，1100-1200℃用于火箭发动机喷管

GH4500 870℃以下，燃气涡轮发动机转动部件及承力件

GH4600 1100℃以下，低载荷抗氧化零件

GH4652 1100℃以下，航空发动机燃烧室及加力燃烧室零部件

GH4706 700℃以下，环形件

GH4710 980℃以下，涡轮转子叶片和盘件

GH4738 815℃以下，航空发动机转动部件

GH4742 550-800℃以下，高应力下工作的涡轮盘、压气机盘、轴、承力环和紧固件零件

GH4901 650℃以下，航空及地面燃气涡轮发动机的转动盘形件

3.钴基变形高温合金（3个）：

GH5188 980℃以下，航空发动机有强度要求的零件，1100℃以下有抗氧化要求的部件

GH6159 650℃以下，航空发动机紧固零件，耐腐蚀环境下服役的飞机用高强度零件

GH5605 1090℃以下，航空发动机燃烧室和导向叶片，也可用于航天发动机结构件

二、铸造高温合金（先进：涡轮叶片、导向叶片）

1.等轴晶铸造高温合金（26个）：

K213 750℃以下，增压器、燃气轮机、烟气轮机动静叶片

K403 1000℃以下，燃气涡轮导向叶片，900℃以下，涡轮转子叶片

K405 950℃以下，燃气涡轮转子叶片

K406 850℃以下，燃气涡轮转子叶片和导向叶片

K406C 850℃以下，涡轮转子叶片、导向叶片、整体涡轮及燃气腐蚀环境下的工作零件

K409 950℃以下，航空发动机和工业燃气轮机叶片

K417 950℃以下，燃气涡轮零件

K417G 950℃以下，燃气涡轮叶片、导向叶片

K417L 900℃以下，燃气涡轮发动机涡轮导向叶片

K418 900℃以下，燃气轮机涡轮转子叶片、导向叶片和整体涡轮

K418B 900℃以下，燃气涡轮导向叶片和转子叶片以及整体涡轮

K419 1000℃以下，燃气轮空心叶片和整体铸造涡轮等高温零件

K423 1000℃以下，燃气涡轮的导向叶片和整铸导向器

K423A 1000℃以下，燃气涡轮的导向叶片和整铸导向器

K424 950℃以下，涡轮转子叶片、整铸涡轮、发动机尾喷调节片

K438 900℃以下，舰船、燃气轮机的涡轮叶片和导向片，航空发动机的涡轮零件

K438G 900℃以下，燃气轮机叶片、海上飞机及舰艇燃气涡轮零件

K441 1050℃以下，燃气涡轮导向叶片和其他承受高温工作的零部件

K477 900℃以下，航空燃气涡轮外环等高温零件

K480 950℃以下，航空发动机和海洋条件下工作的燃气轮机涡轮叶片

K491 850℃以下，涡轮增压器叶片

K4002 1000℃以下，涡轮叶片、整铸涡轮

K4169 650℃以下，发动机叶片、机匣

K4537 850℃以下，燃气轮机动叶片

K640 1000℃以下，导向叶片

K825 1000℃以下，短期工作点火器分流器

2.定向凝固柱晶高温合金（9个）：

DZ404 1000℃以下，涡轮叶片、1050℃以下，导向叶片

DZ505 1000℃以下，涡轮叶片、导向叶片

DZ417G 980℃以下，涡轮叶片、导向叶片

DZ422 1000℃以下，涡轮叶片、1050℃以下，导向叶片

DZ422B 1000℃以下，涡轮叶片

DZ438G 900℃以下，燃气涡轮叶片

DZ640M 1050℃以下，导向叶片

DZ4125 1000℃以下，涡轮叶片、1050℃以下，导向叶片

DZ4125L 1000℃以下，涡轮叶片、1050℃以下，导向叶片

3.单晶高温合金（5个）：

DD403 1040℃以下，涡轮叶片、1100℃以下，导向叶片

DD404 1000℃以下，涡轮叶片、1050℃以下，导向叶片

DD406 1100℃以下，涡轮叶片

DD408 1000℃以下，涡轮叶片

DD402 1050℃以下，涡轮叶片

4.金属间化合物基铸造高温合金（2个）：

JG4006 1150℃以下，导向叶片

JG406A 1150℃以下，导向叶片

B按元素来分：

铁基高温合金（燃烧室部件、涡轮盘、机匣、轴类）、镍基高温合金（涡轮盘可达850,涡轮叶片可达950，燃烧室部件可达1000）、钴基高温合金、铬基高温合金

C强化方法分：

固溶强化、沉淀强化、弥散强化

高推动比：GH4169 GH742 GH159 GH907

刀具加工高温合金材料过程中：

1.在切削区产生较高的温度，因导热系数低、不易扩散造成刀具刃口迅速磨损，切削温度应保持在一定温度区间。

2.高温合金的特性决定了刀具加工的切削力比3C行业刀具切削力更大。

3.加工过程中高温合金冷作硬化现象严重，在表层产生较高的硬度，在粗加工完后应立即离开被加工区域，以免造成硬化严重，导致后续加工刀具剧烈磨损。

三 3D打印（增材制造）用高温合金粉末

GH4169合金粉末 650℃以下，导向叶片

GH3536合金粉末 900℃以下，导向叶片

GH3625合金粉末 950℃以下，导向叶片

GH3230合金粉末 700-1050℃以下，导向叶片

GH4099合金粉末 900℃以下，导向叶片

高温合金的物性参数表：

主要产品 Main products	Inconel625合金	Inconel718合金
化学成分 Composition	Ni （≥58 %） Cr （20-23 %） Mo（8-10 %） Nb（3.15-4.15 %） Fe （≤5.0 %） Co （≤1.0 %） Ti、Al（≤0.4 %） Mn、Cu、Si（≤0.5 %） C （≤0.1wt-%） O （≤500ppm）	Ni （50-55 %） Cr （17-21 %） Mo（2.8-3.3 %） Nb（4.75-5.5 %） Fe （balance） Co （≤1.0 %） Ti （0.65-1.15 %） Al （0.2-0.8 %） Mn、Cu、Si（≤0.35 %） C （≤0.08wt-%） O （≤500ppm）
力学性能 Mechanical Properties	抗拉强度 800-950MPa 屈服强度 600-700MPa 延伸率 ≥15%	抗拉强度 1200-1300MPa 屈服强度 1000-1100MPa 延伸率 5-10%