GH710（GH4710）镍基高温合金圆钢百科解析

GH710（GH4710）镍基高温合金圆钢百科解析

一、材料概述

GH710（国内牌号GH4710）是一种沉淀强化型镍铬钴基高温合金，专为极端高温环境设计。其核心优势在于750℃以下具有超高强度、优异的抗疲劳性及良好的抗氧化能力，是制造航空发动机涡轮盘、燃气轮机转子等关键承力部件的首选材料。

二、核心化学成分（%）

基体元素：镍（Ni）≥50%，构成高温稳定性的基础；

抗氧化元素：铬（Cr）14-17%，形成保护性氧化膜；

固溶强化元素：钴（Co）14-16%，钼（Mo）4.5-5.5%；

沉淀强化元素：铝（Al）2.4-2.8% + 钛（Ti）4.8-5.5%，生成γ'相（Ni₃(Al,Ti)）；

微量控制元素：碳（C）≤0.08%，硼（B）≤0.025%，锆（Zr）≤0.05%，用于晶界强化。

三、生产工艺流程

1.熔炼与铸锭

双联工艺：真空感应熔炼（VIM）→ 电渣重熔（ESR）或真空自耗重熔（VAR）

目的：精确控制成分均匀性，深度脱氧去硫，消除夹杂物，提升钢锭纯净度。

2.热加工成型

锻造：铸锭经1150-1180℃高温均质化→ 多火次镦拔锻造（开坯温度≥1100℃，终锻温度≥950℃）

轧制：圆钢坯在980-1050℃区间热轧至目标尺寸，动态再结晶细化晶粒。

关键点：严格控温避免合金元素偏析，防止热裂纹。

3.热处理强化

固溶处理：1080-1120℃保温后快速油冷/水冷，溶解γ'相，获得过饱和固溶体；

时效处理：分两阶段进行

一级时效：845℃±10℃保温24小时，空冷 → 形成均匀细小的γ'相；

二级时效：760℃±10℃保温16小时，空冷 → 进一步强化组织稳定性。

4.精整与检测

表面车光/磨光 → 超声波探伤（检测内部缺陷）→ 荧光渗透（表面裂纹检测）→ 力学性能测试。

1. 上海商虎铬镍铁合金®

Inconel® 是一种镍合金的商品名，其主要合金元素为铬、钼和铁。它以其抗氧化性、在高温环境中的优异性能和机械强度而闻名。铬镍铁合金®由于其快速的加工硬化行为而难以冷成型。典型的合金是 Inconel 625、718 和 600。

2. 上海商虎蒙乃尔合金®

蒙乃尔合金®是一组铜基镍合金的商品名。蒙乃尔合金具有高强度和优异的耐盐水性，以及在低温环境中表现良好的能力，即延展性没有大幅降低，硬度和强度有所增加。蒙乃尔合金®在冷成型过程中往往会变硬，因此难以加工。典型的合金是 Monel® 400、R-405 和 K-500。

3. 上海商虎哈氏合金®

哈氏合金®是镍铬合金或镍钼合金的高耐腐蚀合金的商品名。此外，哈氏合金®还具有良好的热稳定性，用于航空航天和化学加工行业。典型的合金包括 C-22 和 C-276。

4. 上海商虎镍铜合金

镍铜合金具有优异的耐盐水腐蚀和抗结垢性。因此，它们被广泛用于船舶工业。有时会添加铁、锡和锰以进一步提高耐腐蚀性。铜含量在 55% 到 91.5% 之间，镍是第二大合金元素。其他合金元素占总重量的一小部分。蒙乃尔合金®被认为是一种镍铜合金。

5. 上海商虎镍铁合金

镍铁合金具有良好的延展性、低热膨胀性和耐腐蚀性。这些合金还具有软磁性能。这些合金用于需要低热膨胀的应用，如敏感的科学设备或有益于软磁特性的应用，如变压器。镍铁合金的常见商品名称是 Invar®。

6. 上海商虎镍铬合金

镍铬合金具有出色的耐腐蚀性和抗氧化性，同时在高温下也能保持其强度。它们还具有很高的电阻率。这使得镍铬合金特别适合用作加热器元件，例如烤箱或烤面包机中的加热器元件。镍铬合金的熔点可能超过 1300 °C。 这些合金通常具有 70% 的高镍含量。

7. 上海商虎镍钛合金

镍钛合金具有优异的耐腐蚀性和良好的机械强度。然而，最有趣的特性是它们是一种形状记忆合金 （SMA）。它们可以在一定的高温以上形成特定的形状，称为转变温度。冷却后，零件会发生一定程度的变形，但如果加热回其转变温度，它将恢复其原始形状。这种变化发生的确切温度可以通过改变合金的成分来调整。这些合金在医疗应用中特别有用。例如，支架可以以其压缩形式插入，但一旦进入体内，就会膨胀成最终形状。镍钛合金也被称为镍钛合金®。

8. 上海商虎镍钼合金

镍钼合金在高温下具有优异的耐腐蚀性和抗氧化性。它们在高温下也能保持其机械性能。一种常见的镍钼合金也称为哈氏合金®。这种镍合金通常用于热交换器、泵和反应器压力容器。

四、核心性能特点

1.高温力学性能

750℃高温强度：抗拉强度（Rm）≥900 MPa，屈服强度（Rp0.2）≥750 MPa（优于多数同温合金）；

持久性能：750℃/530MPa条件下，断裂时间＞100小时；

蠕变抗力：在650-750℃高应力工况下变形率极低。

2.物理与化学性能

抗氧化性：在900℃静态空气中氧化速率＜0.05 g/(m²·h)；

密度：约8.22 g/cm³（高密度需考虑轻量化设计）；

热膨胀系数：13.5×10⁻⁶/℃（20-800℃），与部分高温部件匹配度高。

3.工艺性能

焊接性：较差（需采用电子束焊或氩弧焊+专用焊丝，焊后必须热处理）；

机加工性：难度高（建议低速重切削+硬质合金刀具，冷却液充分）。

五、典型应用领域

航空航天：高压压气机盘、涡轮盘、发动机轴、高温紧固件；

能源装备：燃气轮机涡轮轮盘、动力传动轴；

工业领域：核反应堆高温螺栓、超临界蒸汽轮机转子。

六、采购技术关注点

认证要求：材料需符合AMS 5708（美标）或GB/T 14992（国标）标准；

质保文件：必须提供熔炼批次号、化学成分报告、力学性能测试数据、无损检测报告；

供应商资质：优先选择具备航空航天材料NADCAP认证的冶炼厂；

加工余量：圆钢直径需预留5-10mm余量以去除脱碳层及表面缺陷。

七、注意事项

避免中间温度热暴露：在650-870℃区间长期停留会导致σ相析出，引发脆性；

严格热处理管控：任何机加工或焊接后必须按规范重新热处理，否则性能严重衰减。

本解析为采购人员提供GH710圆钢的技术基准框架，实际采购中需结合具体工况要求（如承温范围、应力水平、寿命周期）与供应商深度沟通工艺细节及合规文件，确保材料可靠性与合规性。