GH4698 材料参数
GH4698（GH698 / ЭИ698 / XH73MTTЮ）镍基沉淀硬化型高温合金 — 材料参数
一、基本信息
| 项目 | 内容 |
| 材料类型 | 镍基沉淀硬化型变形高温合金 |
| 合金体系 | Ni-Cr-Mo-Al-Ti-Nb 系 |
| 国标牌号 | GH4698（旧称 GH698） |
| 俄罗斯牌号 | ЭИ698 / XH73MTTЮ（Зи4698） |
| 强化机制 | γ′-Ni₃(Al,Ti) 沉淀强化 + Mo/Nb 固溶强化 |
| 磁性 | 无磁性（奥氏体组织） |
| 长期使用温度 | 650℃ ～ 800℃ |
| 核心优势 | 650～800℃区间高持久强度 + 良好组织稳定性 + 优异抗氧化性 |
| 发展渊源 | 在 GH4033 合金基础上补充合金化（增加 Nb、Ti、Al 等强化元素）发展而成 |
二、化学成分（质量百分比 %）
| 元素 | Ni | Cr | Mo | Ti | Al | Nb | Fe | C | B | Ce | Si | Mn | P | S |
| 含量范围 | 余量 | 13.0～16.0 | 2.8～3.2 | 2.35～2.75 | 1.30～1.70 | 1.80～2.20 | ≤2.0 | ≤0.08 | ≤0.005 | ≤0.01 | ≤0.50 | ≤0.40 | ≤0.015 | ≤0.007 |
* 成分设计思路：以 Ni 为基体，Cr 提供抗氧化/耐腐蚀能力，Al+Ti 形成 γ′ 强化相，Nb 进入 γ′ 相提高高温稳定性，Mo 固溶强化基体，B/Ce 微量晶界强化与净化。
三、物理性能
| 指标 | 参数 | 备注 |
| 密度 | 8.23～8.32 g/cm³ | — |
| 熔化温度范围 | 1280～1365℃ | 固相线～液相线 |
| 弹性模量（室温） | 185～205 GPa | 动态弹性模量约223 GPa |
| 热导率（20～700℃） | 11.5～20.0 W/(m·K) | 导热系数相对较低 |
| 平均线膨胀系数（20～700℃） | 14.0～16.5×10⁻⁶/℃ | — |
| 比热容（20～700℃） | 420～540 J/(kg·K) | — |
| 电阻率（室温） | 约1.35×10⁻⁶ Ω·m | — |
| 磁性 | 无磁性 | 奥氏体组织 |
四、力学性能（标准热处理态）
| 指标 | 室温 | 650℃ |
| 抗拉强度 | ≥1100～1150 MPa | ≥900～1050 MPa |
| 屈服强度 | ≥700～750 MPa | ≥650 MPa |
| 延伸率 | ≥15% | — |
| 断面收缩率 | ≥18% | — |
| 硬度（HBW） | 330～380 | — |
| 冲击韧性 | 约40～60 J/cm² | — |
五、高温持久与疲劳性能
| 指标 | 参数 |
| 650℃/637MPa 持久寿命 | >100 h |
| 650℃/637MPa 持久延伸率 | >8% |
| 550℃ 高周疲劳极限（10⁷周次，R=0.1） | >350 MPa |
| 低周疲劳 | 良好，适用于急冷急热工作环境 |
| 750℃ 抗氧化性 | 表面形成致密 Cr₂O₃ 氧化膜，完全抗氧化 |
| 组织稳定性 | 700℃长期服役组织演变缓慢，性能衰减可控 |
六、热处理工艺
| 工艺步骤 | 温度/时间 | 冷却方式 | 说明 |
| 固溶处理（第一级） | 1100～1120℃±10℃，保温8h | 空冷 | 溶解强化相，获得均匀奥氏体基体 |
| 中间时效（第二级） | 1000℃±10℃，保温4h | 空冷 | 控制晶界碳化物析出形态 |
| 终时效（第三级） | 775℃±10℃，保温16h | 空冷 | 析出 γ′ 强化相，获得最佳强度 |
| 替代时效方案 | 700℃±10℃，保温16h | 空冷 | 可根据性能需求选择 |
* 固溶后需快速冷却以保留过饱和固溶体；大型复杂锻件建议适度降低冷速+时效补充分解，平衡性能与变形。
七、工艺性能
| 指标 | 参数 |
| 热变形加热温度 | 1160～1180℃ |
| 最佳塑性温度范围 | 1000～1160℃ |
| 一次最大变形量 | 50% |
| 大尺寸模锻 | 要求采用包套模锻 |
| 焊接性 | 支持氩弧焊、等离子焊、电子束焊；焊前预热约200℃，焊后及时去应力退火 |
| 切削加工 | 加工硬化严重，建议硬质合金/陶瓷刀具，切削速度25～35m/min，进给量0.15～0.25mm/r，充分冷却 |
| 冶炼工艺 | 真空感应熔炼（VIM）+ 真空电弧重熔（VAR）或电渣重熔（ESR）双联工艺 |
| 产品形态 | 棒材、锻件、板材、带材、丝材、圆饼、圆环及不规则形状锻件 |
八、典型应用领域
| 领域 | 典型零件 | 核心选材理由 |
| 航空发动机 | 涡轮盘、压气机盘、鼓筒轴、导流片、承力环 | 650～800℃高持久强度，抗疲劳性能优异 |
| 燃气轮机 | 涡轮盘、叶片、燃烧室部件 | 抗氧化+抗蠕变+耐燃气腐蚀 |
| 航天 | 高温承力结构件 | 宽温域综合性能稳定 |
| 核能设备 | 控制棒驱动机构弹性元件、热交换器管道 | 耐辐射+高温蒸汽腐蚀 |
| 化工设备 | 高温反应器、裂解炉构件 | 耐酸碱腐蚀 |
| 精密器件 | 高温弹簧、传感器导线、精密电阻元件 | 细丝形态（φ0.01～5.5mm）尺寸精度高 |
九、金相组织结构
| 状态 | 组织组成 |
| 固溶处理后 | γ 基体 + 出生 MC 型碳化物 + M₅B₄ 型硼化物 |
| 标准热处理后 | γ 基体 + 两种尺寸球形 γ′ 相 + MC、M₂₃C₆ 碳化物 + M₅B₄ 型硼化物 |
* 晶粒度平均尺寸与锻件变形程度、终锻温度密切相关，需严格控制锻造工艺参数。
十、执行标准
| 标准编号 | 标准名称 |
| GB/T 14992-2005/2023 | 高温合金和金属间化合物高温材料的分类和牌号 |
| HB 5285-1984 | 航空用 GH698 合金盘形锻件 |
| GJB 3782-1999 | 航空用高温合金锻制圆饼规范 |
十一、选型与采购注意事项
| 注意事项 | 详细说明 |
| 温度边界 | 长期工作温度上限800℃，最佳性能区间650～750℃ |
| 假冒风险 | 市场上有用 GH4033 或 GH4169 冒充的情况；可通过火花鉴别（暗红色、分叉少）和硬度初筛（HB 290～340）快速排查 |
| 焊接热裂纹 | 对焊接热输入敏感，需严格控制预热温度和焊后冷速，及时去应力退火 |
| 热处理变形 | 大型复杂锻件快速冷却易产生内应力，建议采用组合工艺平衡性能与变形 |
| 交货周期 | 生产周期一般45～60天，急单需警惕贸易商以现货名义掺入非标材料 |
| 第三方检测 | 建议到货后按批次留样送 CMA/CNAS 资质机构复检，重点验证 Ni、Nb、Ti 三个核心元素含量 |
