GH4090合金成分、性能与执行标准百科解析

GH4090合金成分、性能与执行标准百科解析

GH4090（旧牌号为GH90）是一种广泛应用于航空航天领域的高性能镍基沉淀硬化型变形高温合金。它以其优异的强度、抗疲劳性能和良好的抗氧化性在高温环境下表现出色，是制造涡轮盘、叶片、环形件等关键热端部件的核心材料之一。

一、 合金成分解析

GH4090合金的成分设计是其卓越性能的基石，其主要元素构成如下：

镍：作为基体元素，镍含量占比超过一半。镍提供了稳定的面心立方晶体结构，保证了合金在高温下出色的组织稳定性和耐腐蚀性。

铬：含量约为18-21%。铬的主要作用是在合金表面形成一层致密且附着力强的氧化铬保护膜，从而赋予合金优异的抗高温氧化和耐燃气腐蚀能力。

钴：含量约为15-21%。钴的加入能减少钛、铝等强化元素在基体中的溶解度，从而提高其沉淀强化效果。同时，钴还能提升合金的固溶强化水平和抗热疲劳性能。

钼：含量约为3-5%。钼是重要的固溶强化元素，它能显著强化镍基体，提高合金的高温强度和抗蠕变能力。

钛、铝：这是合金最主要的沉淀强化元素。它们与镍形成共格有序的金属间化合物——γ‘相。这些细小的γ‘相弥散分布在基体中，有效地阻碍位错运动，是GH4090合金获得高强度、高屈服强度的根本原因。

碳、硼、锆：这些是微合金化元素。它们主要偏聚在晶界，形成碳化物并强化晶界，从而提高合金的持久寿命和抗蠕变性能，改善塑性。

这种科学的成分搭配，使得GH4090通过固溶强化和沉淀强化的复合作用，在高温下保持了极高的力学性能。

二、 关键性能指标详解

1. 力学性能
GH4090的力学性能与其热处理状态（主要是固溶处理和时效处理）密切相关。在标准热处理状态下，其典型性能如下：

抗拉强度：在室温下，其抗拉强度通常不低于 1300 MPa。这一极高的数值意味着材料在断裂前所能承受的最大拉力非常强，足以应对航空发动机中巨大的离心力和气动力。

屈服强度：其室温下的屈服强度一般不低于 1030 MPa。屈服强度是材料开始发生明显塑性变形的临界点，高屈服强度确保了零件在极端载荷下仍能保持形状和尺寸的稳定性，不发生永久变形。

硬度：GH4090合金的硬度通常在 HRC 34-40 的范围内。较高的硬度反映了材料抵抗局部压入或划伤的能力，这与它的耐磨性和高强度特性是相符的。

2. 物理性能

密度：GH4090合金的密度约为 8.22 g/cm³。相对于钢铁等材料，这是一个中等偏高的密度值，但对于需要承受极高应力的高温部件而言，在强度与重量的权衡中，其性能优势远大于重量上的轻微增加。

3. 高温性能
GH4090的卓越之处在于其高温性能。在650°C至900°C的温度范围内，它依然能保持很高的强度保留率和优异的抗蠕变性能。其持久强度（例如在815°C/200MPa条件下的持久寿命）是其作为涡轮盘材料的关键考核指标，表现非常出色。

三、 执行标准与规范

GH4090作为一种关键的战略材料，其生产、检验和交付都必须遵循严格的国家和行业标准。在中国，其主要执行标准包括：

GB/T 14992：《高温合金和金属间化合物高温材料的分类和牌号》。此标准规定了GH4090的牌号归属、化学成分范围等基础信息。

GB/T 14993：《转动部件用高温合金热轧棒材》。该标准适用于制造涡轮盘等转动部件的GH4090棒材，对其冶炼工艺、高低倍组织、力学性能、超声波探伤等提出了具体要求。

GB/T 14995：《高温合金热轧钢板》。该标准适用于以板材形式供应的GH4090材料。

GB/T 14996：《高温合金冷轧薄板》。该标准适用于薄板规格的GH4090材料。

航材标准：此外，各航空发动机制造商和材料研究所通常还会有更为严格的内控技术标准或协议，以确保材料满足特定型号发动机的极端使用要求。

总结

GH4090合金凭借其以镍-铬-钴为基，并通过铝-钛进行沉淀强化，辅以钼的固溶强化和微量元素的晶界强化的科学成分体系，实现了在高温环境下超高强度、高屈服点、良好硬度与优异抗氧化性的完美结合。其约8.22 g/cm³的密度在同类高温合金中属于合理水平。所有这些性能都严格受控于GB/T系列国家标准，确保了其在航空发动机等高端装备中应用的可靠性与安全性。因此，GH4090是现代航空航天工业不可或缺的关键高温结构材料。

详细分析

1. 基本信息（源自公开工商信息）

成立时间：2003年07月08日（截至2024年，已运营超过21年，不属于新公司，有一定的行业积淀）。

经营范围：主要涵盖有色金属、金属材料、矿产品、化工产品等的销售，以及从事货物及技术的进出口业务。

2. 优势与积极方面

经验与存续时间：成立超过10年，表明公司在市场竞争中生存了下来，拥有一定的客户资源、供应链关系和行业经验。

地理位置：位于上海这一全国金融、贸易和物流中心，信息灵通，交通便利，便于开展国内及进出口业务。

资质齐全：拥有“货物进出口”资质，意味着可以开展国际贸易业务，这对于有色金属这类大宗商品贸易非常重要。

他们主营的镍基合金通常包括以下几大类和具体牌号：

一、 高温合金系列

这类合金在高温下具有优异的强度、抗蠕变和抗氧化能力。

Inconel 系列：

Inconel 600： 耐高温、耐腐蚀，常用于热处理设备、化学处理行业。

Inconel 601： 极高的抗氧化性，常用于热处理炉构件、工业炉。

Inconel 625： 明星产品，具有优异的疲劳强度和抗氯离子应力腐蚀开裂能力，广泛应用于海洋、航空航天和化工领域。

Inconel 718： 最广泛使用的高温合金之一，在高温下具有极高的强度，是航空发动机和燃气轮机关键部件的首选材料。

Inconel X-750： 通过时效硬化获得高强度，用于燃气轮机零件、火箭发动机部件。

Hastelloy 系列：

Hastelloy C-276： 王牌耐腐蚀合金，对多种苛刻的化学介质有极佳的耐腐蚀性，是化工行业的标杆材料。

Hastelloy C-22： 比C-276更优异的抗点蚀和缝隙腐蚀能力，用于更苛刻的环境。

Hastelloy B-2/B-3： 专门抵抗还原性介质（如盐酸、硫酸）的腐蚀。

二、 耐腐蚀合金系列

这类合金在常温或中温下对各类酸、碱、盐等腐蚀介质有极强的抵抗力。

Monel 系列：

Monel 400： 对氢氟酸、海水、碱液等有极佳的耐蚀性，常用于海洋和化工环境。

Monel K-500： 在Monel 400的基础上增加了强度，具有磁性，用于泵轴、油阀等。

其他镍铜、镍铬合金：

Alloy 20： 优异的抗硫酸腐蚀能力，常用于硫酸环境下的化工设备。

Nickel 200/201： 纯镍，具有优异的耐腐蚀性和导电性，常用于处理苛性碱的环境。

三、 精密合金系列

这类合金具有特殊的物理性能，如低膨胀、恒弹性等。

Invar 36： 因瓦合金，具有极低的热膨胀系数，用于精密仪器、航空航天领域需要尺寸稳定的零件。

Ni-Span-C 902： 恒弹性合金，其弹性模量在一定温度范围内基本恒定，用于高级传感器和精密弹簧。

产品形态

上海商虎通常提供上述合金的多种形态的原材料，包括：

板材、带材

棒材、线材

管材、管件（无缝管、焊管、弯头、三通等）

法兰、锻件

焊材（焊条、焊丝）

重要提示：

具体库存和牌号可能变动： 以上列出的是镍基合金的常见牌号，但公司的具体库存和主营产品可能会根据市场需求和采购情况发生变化。

最佳确认方式： 要获取最准确、最及时的产品信息，强烈建议您直接联系上海商虎有色金属有限公司的销售或客服人员。他们可以提供最新的产品目录、技术参数、价格和现货情况。

官网查询： 您可以访问他们的官方网站（如果有的話）来查看详细的产品介绍。

希望以上信息能对您有所帮助！如果您有特定的应用场景或介质环境，也可以提出，这样可以更有针对性地推荐合适的合金牌号。