GH1040（铁基高温合金）百科

化学成分（名义成分）

GH1040是一种铁基高温合金，主要通过固溶强化和少量时效强化提高高温强度。其成分特点如下：

镍 (Ni)：约 35% - 38% 是主要奥氏体形成元素，保证组织稳定和抗氧化性。

铬 (Cr)：约 12% - 16% 提供抗氧化和抗腐蚀能力。

铁 (Fe)：余量，基体元素，降低成本。

钼 (Mo)：约 1.5% - 2.5% 和 钨 (W)：少量，两者均为固溶强化元素，提高高温强度。

钛 (Ti)：约 1.5% - 2.5% 与 铝 (Al)：少量，用于形成γ’相，起沉淀强化作用。

碳 (C)：≤0.12% 控制晶界碳化物形态，提高持久性能。

其他：含微量硼 (B) 和铈 (Ce) 以净化晶界，改善热塑性。

力学性能

GH1040在室温至700℃范围内具有较好的综合性能，典型数据（固溶+时效态）如下：

室温拉伸：抗拉强度 σb ≥ 700 MPa，屈服强度 σ0.2 ≥ 350 MPa，延伸率 δ ≥ 30%，断面收缩率 ψ ≥ 35%，表现出良好的塑性。

高温拉伸（600-700℃）：抗拉强度仍可维持在 500-600 MPa 左右，塑性保持较高。

持久性能：在 600-700℃、特定应力条件下具有中等的持久寿命，适用于中等承力高温部件。

硬度：通常为 200-250 HB，经时效处理后略有提高。

冲击韧性：具有较好的韧性，室温冲击功一般可达 50 J 以上。

工艺性能

热加工

锻造温度范围较宽，始锻温度约 1100-1150℃，终锻温度不低于 900℃。

合金在高温下塑性良好，适宜生产棒材、锻件和环件。

冷加工

固溶态下冷加工性能较好，可进行冷拉、冷轧等成形。

加工硬化倾向中等，中间需进行软化处理。

热处理

典型工艺为：固溶处理（1050-1080℃，水冷或油冷） + 时效处理（700-750℃，空冷）。

固溶处理主要目的是获得均匀的奥氏体组织并溶解过剩相；时效处理使γ’相弥散析出，提高强度。

焊接

可采用氩弧焊、点焊等方法焊接。

焊前一般需进行固溶处理，焊后宜进行时效处理以恢复性能。

焊接时需注意防止热裂纹，选用同质或适配焊丝。

物理性能

密度：约为 8.2 g/cm³（室温）。

熔点范围：约为 1330-1380℃，无确切液相线，呈熔融区间。

比热容：室温约 460 J/(kg·K)，随温度升高略有增加。

热导率：室温下约 12-15 W/(m·K)，在高温下逐渐上升，导热性较镍基合金略好。

线膨胀系数：室温至 700℃范围内，平均线膨胀系数约为 (16-18)×10⁻⁶/K，较高，设计配合件时需考虑间隙。

电阻率：室温电阻率约 0.85-0.95 μΩ·m。

弹性模量：室温弹性模量约 190-200 GPa，随温度升高下降。

应用与特性简评

GH1040因其铁镍铬基成分，成本低于镍基高温合金，同时兼具良好的热加工塑性和中温强度。主要用于制造工作温度在 600-700℃ 的航空发动机及工业燃气轮机零部件，如涡轮盘、压气机叶片、环形件、紧固件等。相较于以γ’相为主的时效强化型镍基合金，其高温强度略低，但塑性、焊接性和热加工性能更优，适合需要复杂成形及焊接的部件。