Nimonic 105/GH4105时效硬化型镍基高温合金

GH4105 GH105 Nimonic105是Ni-Co-Cr基沉淀硬化型变形高温合金，使用温度750℃-950℃。合金的室温和高温强度较高，抗氧化性能良好，但热加工性能和焊接性能一般。适合于制造航空发动机涡轮叶片、高温；螺栓等高温部件，主要产品有热轧棒材和扁钢、冷拉棒材、型材和环件等。

GH105长时组织稳定性

（1）GH105合金在850℃等温时效1000hr时，γ’相和晶界碳化物发生了富集长大，碳化物数量增多，γ’相数量稍有下降，合金的持久塑性降低，持久寿命稳定。

（2）GH105在高于850℃时不析出TCP相，但随着温度降低到850℃以下时，合金存在析出μ、σ相的热力学条件，因此合金在850℃以下温度时效时，将有可能析出TCP相；Al、Ti含量不仅与合金中相的固溶温度和析出量成正比关系，还与μ、σ相的固溶温度成正比。

Nimonic105化学成分短评：①镍是主要的成分之一，能提高钢的强度和韧性，提高淬透性．含量高时，可显著改变钢和合金的一些物理性能，提高钢的抗腐蚀能力． ②铬也是主要的成分之一，能提高钢的淬透性和耐磨性，能改善钢的抗腐蚀能力和抗氧化作用．③铜作为辅助合金之一，它的突出作用是改善普通低合金钢的抗大气腐蚀性能，特别是和磷配合使用时更为明显。蒙乃尔系统实质就是镍铜合金。④钼作为辅助合金之一可明显的提高钢的淬透性和热强性，防止回火脆性，提高剩磁和娇顽力．哈氏合金实质就是镍钼合金。合金已用于制造航空发动机涡轮叶片、扇形密封件和高温螺栓等零部件，批产和使用情况良好。

合金的变形抗拉力大，应防止锻造及轧制时开裂，冷拔棒材适合的拉拔温度约600℃

化学成分：

碳C 0.12-0.17

硅Si ≤0.25

锰Mn ≤0.4

磷P ≤0.015

硫 S ≤0.01

铬Cr 14-15.7

镍Ni 余

钴Co 18-22

铜Cu ≤0.2

铁Fe ≤1

铌Nb -

硼B 0.003-0.01

钛Ti 1.18-1.5

铝Al 4.5-5.5

钒 V -

钨W -

Ce ≤0.01

GH4105熔化温度范围:

1340℃-1380℃

GH4105密度:

7.97 g/cm3

热处理制度

摘自HB/Z140和WS9 7063，各品种的标准热处理制度为：

A 叶片用热轧棒和扁材、锻件，1150℃±10℃保温4小时空冷+1030℃±10℃保温16小时空冷+700℃±5℃保温16小时空冷；

B 冷拉棒，1125℃±10℃空冷+850℃±10℃保温16小时空冷，其中固溶保温时间：d≤3mm,1小时；d﹥3 mm~6 mm,2小时；d﹥6 mm~40mm,4小时。

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GH105焊接性能

GH105可进行焊接，但热影响区易产生微裂纹。不宜用钨极惰性气体保护焊和金属焊条惰性气体保护焊。合金的闪光对焊效果是比较满意的。在真空中、液化氢气介质或惰性气体中对GH105进行高温(不超过1150℃)钎焊，也有满意效果。

GH105零件热处理工艺

零件的热处理工艺按相应的材料技术标准的热处理制度进行。对于叶片在 固溶后（时效前）制造过程中产生的局部加工硬化应按规定要求进行氩气或氢气保护表面退火。退火温度为1020-1040℃。

GH105冷拉棒热致裂纹分析

（1） 在冷拉后 GH105冷拉棒表面存在一个碎晶层，该碎晶层内存在一定数量的显微裂纹。冷拉棒内部存在大量滑移线，从表面至心部滑移线密度逐渐降低，即从表面至心部变形程度逐渐降低。

（2） GH105冷拉棒在热处理过程中产生严重的宏观裂纹，冷拉棒表面的碎晶层及其内部的显微裂纹是热处理宏观裂纹的起源。

（3） 去除碎晶层是消除 GH105冷拉棒热处理裂纹的一种有效方法。表面去除0.5mm 以上即可保证不出现热处理裂纹。

特种合金牌号：

1. 变形高温合金：GH1015, GH1016, GH1035, GH1040, GH1131,GH1140, GH2018, GH2036, GH2038, GH2130, GH2132, GH2135, GH2136, GH2302, GH3030,GH3039, GH3044, GH3128, GH4033, GH4037, GH4043, GH4049, GH4133, GH4169.

2. 哈氏合金：Hastelloy B, Hastelloy B-2, HastelloyB-3, Hastelloy C, Hastelloy C-4, Hastelloy C-22, Hastelloy C-276, HastelloyC-2000, Hastelloy G-30, Hastelloy G-35, Hastelloy N, Hastelloy S, Hastelloy W,Hastelloy X.GH16

3. 英科耐尔合金：Inconel 600, Inconel 601, Inconel 601GC,Inconel 617, Inconel 622, Inconel 625, Inconel 625LCF, Inconel 671, Inconel672, Inconel 686, Inconel 690, Inconel 706, Inconel 718, Inconel 718SPF,Inconel 725, Inconel X-750, Inconel 751, Inconel 754, Inconel 758, Inconel 783.

4. 因科洛伊合金：Incoloy DS, Incoloy 800, Incoloy 800H,Incoloy 802, Incoloy 803, Incoloy 804, Incoloy 825, Incoloy 903, Incoloy 907,Incoloy 909, Incoloy 925, Incoloy MA956, Incoloy A-286, Incoloy 25-6Mo.

5. 蒙乃尔合金：Monel 400, Monel R-405, Monel 450, MonelK-500, Monel S.

6. 耐蚀合金：NS111, NS112, NS142, NS143, NS312,NS313, NS315, NS321, NS322, NS333, NS334, NS335, NS336.

7. 铁镍合金/软磁合金：1j22 1j30 1j34 1j50 1j66 1j79 1j80 1j85 4j29 4j33 4j36 4j42 4j50

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