GH90（沉淀硬化型变形高温合金）百科

GH90（通常也称为Nimonic 90或UNS N07090）是一种以镍铬钴为基体的沉淀硬化型变形高温合金。

以下是关于其成分、性能、工艺及物理特性的详细参数介绍：

一、 合金成分

GH90属于典型的“尼孟尼克”系合金，通过添加钴、钛、铝等元素进行强化。其化学成分主要遵循以下范围（具体牌号标准可能有微调）：

基体： 镍 (Ni)：余量（约50-57%）

铬 (Cr)： 18.0% ~ 21.0% —— 提供抗氧化和耐腐蚀性。

钴 (Co)： 15.0% ~ 21.0% —— 起固溶强化作用，并降低基体层错能。

钛 (Ti)： 2.0% ~ 3.0% —— 主要强化相形成元素。

铝 (Al)： 1.0% ~ 2.0% —— 主要强化相形成元素。

碳 (C)： ≤ 0.13% —— 形成碳化物以强化晶界。

铁 (Fe)： ≤ 3.0%

锰 (Mn)： ≤ 1.0%

硅 (Si)： ≤ 1.0%

硫 (S)： ≤ 0.015%

铜 (Cu)： ≤ 0.2%

二、 机械性能

GH90在高达约920°C的温度下具有良好的抗拉强度和蠕变强度，并具有优异的抗疲劳性能。

抗拉强度： 在室温下通常可达 1200 MPa 以上（取决于热处理和加工状态）。

屈服强度： 约 800 ~ 900 MPa。

延伸率： 室温下通常大于 20%，展现良好的塑性。

高温持久性能： 在815°C、250MPa应力条件下，持久寿命通常要求不低于50小时。

硬度： 根据热处理状态不同，通常在 250 ~ 360 Hv 或更高。

三、 工艺性能

GH90具有较好的热加工和冷加工性能，但因其强度高，加工硬化速率快，需要较大的成形力。

热成形： 热加工温度通常在 1000°C 至 1150°C 之间。需要均匀加热，并在规定的温度范围内完成锻造或轧制。

冷成形： 可以进行冷拉拔和冷轧，但中间需要进行退火处理以消除硬化。

热处理：

固溶处理： 通常在 1080°C ± 10°C 进行，保温后快速冷却（如水淬或油淬）。

时效处理： 采用分级时效，典型工艺为 700°C ~ 720°C 保温16小时，随后空冷。此步骤旨在析出 γ' 相 [Ni3(Al, Ti)]，获得最高强度。

焊接性： 可采用氩弧焊、电阻焊等方法。推荐使用固溶状态进行焊接，焊后需进行去应力或完全时效处理以恢复性能。

四、 物理性能

密度： 约 8.18 g/cm³

熔点范围： 1310°C ~ 1370°C

电阻率： 在室温下约为 1.15 Ω·mm²/m（微欧姆级）。

热导率： 随温度升高而增加。

20°C：约 11.5 W/(m·K)

900°C：约 25.0 W/(m·K)

线膨胀系数： 随温度升高呈线性增加。

20~100°C：约 12.7 x 10⁻⁶ /K

20~800°C：约 16.9 x 10⁻⁶ /K

弹性模量： 室温下约为 220 GPa。

磁性： 无磁性。

五、 应用领域

由于上述综合性能，GH90广泛应用于航空发动机、航天火箭以及工业燃气轮机的高温转动部件，例如：

涡轮叶片

涡轮盘

紧固件（螺栓、螺母）

弹簧

高温承力铸件