GH4145 材料参数
GH4145（GH145 / Inconel X-750 / UNS N07750）沉淀硬化型镍基高温合金 — 材料参数
一、基本信息
| 项目 | 内容 |
| 材料类型 | 沉淀硬化型镍基变形高温合金 |
| 合金体系 | Ni-Cr-Fe-Ti-Al-Nb系 |
| 国标新牌号 | GH4145 |
| 国标旧牌号 | GH145 |
| 美标牌号 | Inconel X-750 / UNS N07750 |
| 德标牌号 | NiCr15Fe7TiAl / DIN 2.4669 |
| 法标牌号 | NC15FeTNbA |
| 日标牌号 | NCF750 |
| 强化机制 | γ′相沉淀强化 [Ni₃(Al,Ti,Nb)]，γ′含量约14.5% |
| 磁性 | 无磁性（FCC γ奥氏体组织） |
二、化学成分（质量百分比 %）
| 元素 | Ni+Co | Cr | Fe | Ti | Al | Nb+Ta | C | Mn | Si | S | P | Cu |
| 含量范围 | ≥70.0 | 14.0～17.0 | 5.0～9.0 | 2.25～2.75 | 0.40～1.00 | 0.70～1.20 | ≤0.08 | ≤1.00 | ≤0.50 | ≤0.010 | ≤0.015 | ≤0.50 |
* Co≤1.00%；Mn、Si在棒材/锻件/丝材中≤1.00%/≤0.50%，在板材/带材/管材中≤0.35%/≤0.35%
三、物理性能
| 指标 | 参数 |
| 密度 | 8.25～8.28 g/cm³ |
| 熔点 | 1395～1425℃ |
| 磁性 | 无磁性 |
| 弹性模量（室温） | 约213 GPa |
| 热导率（50℃） | 14.7 W/(m·℃) |
| 热导率（300℃） | 20.1 W/(m·℃) |
| 热导率（500℃） | 25.1 W/(m·℃) |
| 热导率（900℃） | 37.3 W/(m·℃) |
| 线膨胀系数（20～500℃） | 14.4×10⁻⁶/℃ |
| 线膨胀系数（20～800℃） | 16.2×10⁻⁶/℃ |
| 电阻率（室温） | 约1.18～1.22 μΩ·m |
四、力学性能（标准热处理态）
| 品种 | 热处理制度 | 抗拉强度（MPa） | 屈服强度（MPa） | 延伸率（%） | 硬度 |
| 棒材 | 980℃固溶+730℃×8h时效 | ≥1200 | ≥800 | ≥15 | 30～38 HRC |
| 板材/带材 | 980℃固溶+730℃×8h时效 | ≥1100 | ≥750 | ≥15 | 28～35 HRC |
| 丝材（退火态） | 固溶态 | ≥930 | ≥550 | ≥40 | — |
* 典型值：室温抗拉强度1000～1300 MPa，屈服强度750～900 MPa，断面收缩率≥18%～20%
五、高温力学性能
| 指标 | 650℃ | 700℃ | 800℃ |
| 抗拉强度（MPa） | 约850 | 约600～700 | 约400～500 |
| 屈服强度（MPa） | 约620 | 约450～550 | 约300～400 |
| 持久强度（MPa/1000h） | ≥350 | 约150～200 | — |
| 持久寿命 | 650℃/550MPa ≥100h | 700℃/1000h断裂强度＞150MPa | — |
| 耐应力松弛温度 | 540℃以下具有较好的耐松弛性能 |
六、抗氧化与耐腐蚀性能
| 指标 | 参数 | 备注 |
| 抗氧化温度（长期） | ≤980℃ | Cr₂O₃保护膜，致密不易剥落 |
| 抗氧化温度（短时） | ≤1100℃ | 典型极限值 |
| 800℃循环氧化 | 100h无剥落性氧化皮 | 750℃循环氧化100h无剥落 |
| 耐H₂S/酸性介质 | 优异 | SCC门槛值高于普通不锈钢，适用于酸性油气田 |
| 耐海水腐蚀 | 良好 | 抗点蚀性能优于300系不锈钢 |
| 耐还原性酸 | 一般 | 不耐浓盐酸、高温氟化物 |
七、使用温度范围
| 指标 | 参数 |
| 长期使用温度 | ≤700℃ |
| 高强度工作温度 | ≤800℃ |
| 耐应力松弛温度 | ≤540℃ |
| 抗氧化有效区间 | ≤980℃（长期）/ ≤1100℃（短时） |
八、热处理工艺参数
| 工艺类型 | 温度/时间 | 冷却方式 | 适用场景 |
| 常规固溶处理 | 1150～1200℃ | 空冷或快冷 | 溶解粗大碳化物与初期析出相 |
| 板材/带材/管材固溶 | 980℃±15℃ | 空冷 | 供应状态固溶 |
| 棒材/锻件固溶 | 1038℃保温后 | 空冷 | 常用固溶温度 |
| 石油井下固溶 | 1095℃±15℃ | 水淬或油淬 | 溶解γ′相，获得均匀奥氏体 |
| 双级时效（600℃以上零件） | 845℃×24h + 705℃×24h | 空冷 | 获得最大抗拉与抗蠕变性能 |
| 单级时效（600℃以下零件） | 730℃×8h | 炉冷至620℃后空冷 | 紧固件、弹簧等常规时效 |
| 抗H₂S时效（NACE推荐） | 982℃×1h + 732℃×8h | 炉冷至621℃后空冷 | 酸性环境，硬度≤35 HRC |
| 焊后去应力 | 900℃×2h | — | 焊后消除应力并重新时效 |
* 时效温度偏差不宜超过±8℃，否则会引起强化相粗化或析出不足，导致高温性能下降
九、工艺性能
| 指标 | 参数 |
| 热加工温度 | 1220～950℃，终锻温度≥950℃ |
| 自由锻温度 | 850～1050℃ |
| 冷加工特性 | 固溶态塑性良好，可冷轧/冷拉/冷弯，丝材退火态延伸率可达40%以上 |
| 焊接性 | 良好，推荐TIG焊/等离子焊，焊后需时效恢复强度 |
| 切削加工 | 难度高于普通不锈钢，建议硬质合金刀具、低转速、充分冷却 |
| 冶炼工艺 | VIM（真空感应熔炼）+ VAR/ESR（真空自耗重熔/电渣重熔）双联精炼 |
| 晶粒度要求 | 4～6级（棒材），石油井下件要求≥5级 |
| 金相组织 | γ基体 + Ti(C,N) + Nb(C,N) + M₂₃C₆碳化物 + γ′相（约14.5%） |
十、典型应用领域
| 领域 | 典型零件 | 工作温度 |
| 航空发动机 | 压气机/涡轮机匣紧固螺栓、波形弹簧、卡圈、涡轮密封环 | ≤800℃ |
| 燃气轮机 | 涡轮叶片、环形件、结构件 | ≤700℃ |
| 石油井下工具 | 酸性油气田井下连接件、阀门弹簧、密封件 | ≤700℃ |
| 核能装备 | 反应堆控制棒驱动机构精密盘丝 | ≤650℃ |
| 化工设备 | 耐酸蚀过滤网、高温密封连接件、高压阀门弹簧 | ≤700℃ |
| 航天装备 | 火箭喷嘴调节机构弹性元件 | ≤700℃ |
十一、与相近牌号对比
| 对比项 | GH4145（镍基） | GH4169（镍基） | Hastelloy X（镍基） | GH5605（钴基） |
| 基体 | Ni-Cr-Fe-Ti-Al | Ni-Cr-Fe-Nb-Mo | Ni-Cr-Fe-Mo | Co-Cr-Ni-W |
| 强化方式 | γ′沉淀硬化 | γ″+γ′沉淀硬化 | 固溶强化 | 固溶强化 |
| 最高使用温度 | 700℃（长期） | 650℃（长期） | 1100℃（短时） | 980℃（长期） |
| 室温抗拉强度 | ≥1200 MPa | ≥1250 MPa | 约760 MPa | ≥860 MPa |
| 耐应力松弛 | 优（≤540℃） | 良好 | 一般 | 良好 |
| 抗氧化温度 | 980℃ | 870℃ | 1100℃ | 1090℃ |
| 焊接性 | 良好 | 良好 | 良好 | 优 |
| 成本 | 中等 | 较高 | 较高 | 较高 |
十二、执行标准
| 标准编号 | 标准名称 |
| GB/T 38443-2019 | GH4145合金棒材和锻件 通用技术条件 |
| GB/T 14996-2025 | 变形高温合金 冷轧板材和带材 |
| GB/T 14992 | 高温合金和金属间化合物高温材料的分类和牌号 |
| GJB 2612 | 航空用高温合金棒材规范 |
| ASTM B637 | 镍基合金棒材、锻件标准 |
|
