GH145沉淀强化镍基高温合金材料分析

GH4145概述

GH4145合金主要是以γ′[Ni3(Al、Ti、Nb)]相进行时效强化的镍基高温合金，在980℃以下具有良好的耐腐蚀和抗氧化性能，800℃以下具有较高的强度，540℃以下具有较好的耐松弛性能，同时还具有良好的成形性能和焊接性能。该合金主要用于制造航空发动机在800℃以下工作并要求强度较高的耐腐蚀的环形件、结构件和螺栓等零件、在540℃以下工作的具有中等或较低应力并要求耐松弛的平面弹簧和螺旋弹簧。还可用于制造气轮机涡轮叶片等零件。

GH4145工艺性能与要求

1、合金的锻造温度在1220～950℃之间均易成形。该合金在剧烈成形工序后就进行固溶处理。 
2、该合金的晶粒度平均尺寸与锻件的变形程度、终锻温度密切相关。 
3、合金具有较好的焊接性能，可进行各种焊接。焊接后进行时效处理可获得近似完全热处理状态的强

度。 
4、零件热处理就在无硫的中性或还原性气氛中进行，以免发生硫化。

GH4145金相组织结构

合金经标准热处理后，其组织由γ基体、Ti(C、N)、Nb(C、N)、M23C6碳化物和γ′[Ni3(Al、Ti、Nb)]

相组成，γ′含量大约为14.5%，是合金的主要强化相。

合金

%

镍

铬

铁

铌

钴

碳

锰

硅

硫

铜

铝

钛

GH4145

最小

余量

17

9.00

0.7

-

-

-

-

-

-

0.4

2.25

最大

14

5.00

1.2

1.00

0.8

1.00

0.50

0.01

0.5

1.0

2.75

GH4145热处理制度

板、带、管材供应状态的固溶热处理制度980℃±15℃，空冷。材料及零件的中间热处理制度，可分别选择下列工艺进行热处理。

退火：955～1010℃，水冷。

焊接件焊接前退火：980℃，1h。

焊接件消除应力退火：900℃,保湿2h。

消除应力退火：885℃±15℃，24h,空冷。

密度

熔点

热导率

比热容

弹性模量

剪切模量

电阻率

泊松比

线膨胀系数

8.25

1395

1425

14.7

-

213.7

-

1.22

0.29

13.1

GH4145的激光点焊工艺及性能：

1：焊点区域，由熔合区边缘的柱状晶和焊点中心区的等轴晶组成，焊点处接近母材一侧的金属液体过冷度减小以至于不能独立形成形核，所以整个熔合面上的晶粒为形核表面的连生生长，且由于熔池和基体之间的温度差呈梯度变化，所以有柱状晶区的形成，而等轴区形成的原因为随熔池逐渐冷却，熔池内的液态物质向焊点中心移动，成分的过冷度逐渐变大，柱状晶的生长被限制，且开始向等轴晶转变。2：激光器的输出功率对焊点的成型有着比较重要的影响，GH4145 合金激光搭接点焊焊接接头拉剪切应力随着功率的增大而增大，硬度在匙孔中心部位有所下降，两边偏高，随着距离匙孔中心位置而递减。

GH4145熔炼与铸造工艺

合金采用电弧炉加真空自耗重熔、真空感应加电渣、电渣加真空自耗重熔或真空感应加真空自耗重熔。