镍基合金GH696冷轧板（厚度≥4.0mm）百科解析

镍基合金GH696冷轧板（厚度≥4.0mm）百科解析

1. 定义与概述

GH696 是中国国家标准（GB/T 14992）中的牌号，是一种沉淀强化型镍铬铁基高温合金。它在国际上最著名的对应牌号是 Inconel 718 (美国牌号) 或 N07718 (UNS编号)。

冷轧板 指该合金板材是经过冷轧工艺生产的，具有尺寸精度高、表面光洁度好、组织均匀致密的特点。

厚度≥4.0mm 表明此解析针对的是中等厚度规格的板材，这类厚度通常用于需要较高强度和一定承载能力的结构件，如航空航天发动机部件、燃气轮机部件、高强度紧固件、化工设备关键部位等。

2. 核心化学成分特点

GH696合金的化学成分设计旨在通过时效处理析出强化相，获得卓越的综合性能。其主要元素构成及作用如下：

镍 (Ni)： 基体元素（含量约50-55%），提供优异的耐腐蚀性、高温稳定性和良好的塑性基础。

铬 (Cr)： (约17-21%)： 主要贡献抗氧化和耐腐蚀能力（特别是抗硫化），并起到固溶强化作用。

铁 (Fe)： (余量，约18-20%)： 降低成本，同时保持合金的奥氏体基体结构。

铌 (Nb) + 钼 (Mo)： (Nb约4.75-5.5%, Mo约2.8-3.3%)： 关键强化元素组合。铌是形成主要强化相 γ''相 (Ni3Nb) 的核心元素，该相是合金超高强度的主要来源；钼主要起固溶强化作用，并提高抗蠕变和耐腐蚀性能。

钛 (Ti) + 铝 (Al)： (Ti约0.65-1.15%, Al约0.2-0.8%)： 共同形成次要强化相 γ'相 (Ni3(Al,Ti))，辅助强化，并有助于稳定γ''相。两者的比例控制对优化性能很重要。

碳 (C)： (微量，约≤0.08%)： 形成碳化物，细化晶粒，但含量需严格控制，过高会损害韧性和焊接性。

严格控制元素： 如 硫(S)、磷(P)、硅(Si)、锰(Mn) 等含量都极低，以减少有害相（如Laves相、δ相）析出、保证纯净度和工艺性能（特别是焊接性）。

上海商虎有色金属有限公司：成立于 2003 年，地处上海。是一家以生产销售、现货仓储特种合金为主要业务的公司，专业生产特种合金和镍基合金，品种涵盖哈氏合金、蒙乃尔、因科乃尔、因科洛伊、镍等高温合金、耐蚀合金。该公司有着杰出的研发、生产、销售和技术支持团队，累积了丰富的炼钢、轧钢、锻造、扎管经验。供货形态包括钢带、板、管、棒及各类锻件、法兰等。

3. 关键性能特点（针对冷轧态及最终热处理态）

GH696冷轧板在交付状态（通常为固溶态）和最终用户进行时效热处理后，展现出以下突出性能组合：

高强度与高硬度：

这是GH696最显著的优势。经过标准时效热处理（通常在720°C左右保温8小时，炉冷至620°C保温8小时，空冷）后，其室温抗拉强度 (Rm) 可轻松达到 1300 MPa 以上，屈服强度 (Rp0.2) ≥1100 MPa，硬度 (HRC) ≥35。这种强度水平远超普通不锈钢和大多数高温合金。

优异的抗疲劳性能：

高强度结合良好的韧性，使其在循环载荷下表现优异，非常适用于承受振动或交变应力的关键部件（如发动机叶片、盘件、紧固件）。

良好的高温强度与抗蠕变性：

在 650°C (~1200°F) 以下的中等高温范围内，GH696能保持很高的强度和优异的抗蠕变（长期受力下的缓慢变形）能力。其高温持久强度和蠕变断裂强度是该温度区间应用的标杆之一。

出色的耐腐蚀性：对多种腐蚀介质具有良好抵抗力，包括：

大气腐蚀

海洋环境腐蚀

多种酸、碱、盐溶液的腐蚀

应力腐蚀开裂 (SCC) - 在常见氯化物环境中表现优于奥氏体不锈钢。

良好的抗氧化性能（最高约至980°C，但长期使用温度通常建议在700°C以下）。

良好的低温韧性：

即使在低温下（如液氮温度），仍能保持良好的韧性和塑性，无脆性转变问题。

良好的成形性（在固溶态）：

交付状态（通常是固溶退火态）的冷轧板具有相对较好的塑性和成形能力，可以进行冷弯、冲压等加工（但比奥氏体不锈钢困难，回弹大）。

可焊接性：在沉淀强化镍基合金中，GH696被认为具有相对较好的焊接性。可采用多种焊接方法（如TIG, MIG, 电子束焊等）。但需注意：

焊前通常为固溶态。

焊后必须进行时效处理以达到最佳强度。

存在焊接裂纹敏感性（如应变时效裂纹），需严格控制焊接工艺和参数。

加工硬化倾向明显：

冷轧过程和后续冷加工（如车削、铣削、钻孔）会导致显著硬化，增加加工难度和刀具磨损。

4. 采购员需特别关注的关键点 (针对冷轧板≥4.0mm)

明确牌号与标准：

务必确认供应商提供的是 GH696 (GB) 或 Inconel 718 / N07718 (ASTM/AMS/UNS)。要求供应商在质保书上清晰注明。

确认执行的产品标准（如GB/T 14994, GB/T 14995, ASTM B637, AMS 5596, AMS 5597等）。不同标准对成分、性能、检验要求可能有细微差异。

确认是冷轧板，并明确厚度范围（如4.0-8.0mm, 8.0-12.5mm等）及公差要求。

热处理状态：

最常见交付状态：固溶退火态 (Solution Annealed)。这是为了便于用户进行后续成形加工和最终的时效热处理。

必须确认最终性能要求： 用户最终需要的性能（特别是强度）是通过采购方自行进行的时效热处理实现的。采购的板材本身在固溶态强度相对较低（如Rm≈900MPa, Rp0.2≈600MPa）。采购员需明确供应商交付的是否是固溶态，并了解用户后续的热处理计划。

特殊要求： 极少数情况下可能要求供应商直接提供时效态板材（此时强度极高，但几乎无法再进行冷成形）。这需要特别说明和协商。

化学成分符合性：

要求供应商提供炉号对应的、由权威实验室出具的化学成分分析报告（通常按熔炼炉次提供）。重点关注关键元素（Ni, Cr, Nb, Mo, Ti, Al, C）是否在标准范围内，特别是Nb含量对强化至关重要。严格控制元素（S, P等）是否达标。

力学性能保证（针对交付状态）：

对于固溶态交付的板材，标准通常要求提供室温拉伸性能（抗拉强度、屈服强度、延伸率）数据。采购员需确认这些数据符合所执行标准的要求（固溶态的强度值显著低于时效态）。

对于≥4.0mm的板材，可能还需要高温拉伸或硬度测试报告。

冶金质量与无损检测：

纯净度要求高： 要求低倍组织（如宏观浸蚀）无肉眼可见的缺陷（缩孔残余、夹杂、裂纹等）。

晶粒度： 通常要求细晶组织（如ASTM 5级或更细），这对力学性能和疲劳性能有利。要求供应商提供晶粒度报告。

无损检测 (NDT)： 对于关键应用（尤其是航空航天），板材通常要求进行 100%超声波探伤 (UT) 以确保内部无超标缺陷（如夹杂、分层）。采购员需明确UT验收标准（如AMS 2631, ASTM E2375等）和等级要求（如Class A, Class B）。

尺寸与外观质量：

厚度公差： 冷轧板的厚度精度较高，需确认是否符合标准或图纸要求（如GB/T 14994中的高级精度）。

宽度、长度、平直度： 确认符合订单要求。

表面质量： 冷轧板应有光滑、均匀的表面。检查质保书或实物是否有对表面缺陷（划伤、压痕、辊印、氧化色、酸洗痕迹等）的描述和验收标准。通常要求无影响使用的缺陷。

供应商资质与文件：

选择具有良好声誉和可靠质量体系的供应商，特别是对于航空、核电等严苛领域，供应商需具备相关认证（如NADCAP）。

必须索取完整的材料质保书 (CMTR - Certified Material Test Report)： 包含熔炼方法（通常要求双真空熔炼：VIM+VAR）、炉号、规格、标准、化学成分、力学性能（固溶态）、热处理状态、NDT结果（如有）、晶粒度等关键信息。这是材料追溯和质量证明的核心文件。

特殊要求：

δ相控制： GH696在特定温度范围（如700-980°C）长期暴露会析出δ相（Ni3Nb），过量δ相会损害韧性和疲劳强度。若用户有特殊要求（如限制δ相含量），需在采购时明确。

Laves相控制： 凝固过程中可能形成富Nb的Laves相，对韧性有害。良好的熔炼和加工工艺可将其控制在较低水平。

总结

镍基合金GH696（Inconel 718）冷轧板（≥4.0mm）以其超高强度（时效态）、优异的抗疲劳性能、良好的高温强度/抗蠕变性、出色的耐腐蚀性和相对较好的可焊性，成为航空航天、能源、化工等领域关键结构件的首选材料之一。采购员在采购时，必须清晰界定牌号标准、规格（尤其厚度）、热处理交付状态（通常是固溶态），并严格审核供应商提供的化学成分报告、力学性能报告（固溶态）、无损检测报告（特别是UT）、晶粒度报告以及完整的质保书(CMTR)。重点关注关键元素含量（Nb、Mo、Ti、Al）、冶金质量（纯净度、晶粒度）和内部缺陷控制（UT）。明确最终使用性能需要通过用户后续的时效热处理来实现。选择可靠的、具备相应资质的供应商是保证材料质量和应用安全的关键。