GH141高温合金百科解析

GH141高温合金百科解析

GH141（又称GH4141），是一种以镍-铬为基体、通过加入大量钴、钼、铝、钛等元素进行综合强化的沉淀硬化型变形高温合金。这种合金在高达815°C的高温下仍能保持优异的强度、抗蠕变和抗氧化性能，是航空航天、能源和化工等领域中关键热端部件的首选材料之一。

一、 化学成分设计精髓

GH141合金的性能源于其精心设计的化学成分。其主要元素构成如下：

该合金以镍（Ni） 作为基体，保证了材料固有的高温稳定性和耐腐蚀基础。铬（Cr） 元素的加入，主要贡献了出色的抗氧化和抗热腐蚀能力，形成了致密的氧化铬保护膜。

其高强度则来自于多途径的强化机制。钴（Co） 的加入不仅能提升基体的固溶强化效果，还能降低钛（Ti）在基体中的溶解度，从而间接促进强化相的析出。钼（Mo） 是强效的固溶强化元素，显著提高了合金的强度和抗蠕变能力。

最关键的是沉淀强化相γ‘的形成。铝（Al） 和钛（Ti） 是形成γ‘相（Ni3(Al, Ti)）的主要元素，这种共格有序相是合金在高温下保持高强度的核心。GH141中铝和钛的总含量较高，确保了大量的γ‘相析出，带来了卓越的时效硬化效果。此外，微量的铁（Fe）、锰（Mn）、硅（Si）、碳（C） 等元素作为不可避免的杂质或被严格控制，或像硼（B） 一样用于强化晶界，优化综合性能。

二、 关键力学与物理性能指标

密度
GH141作为一种高性能高温合金，因其含有大量高原子量的重元素（如钴、钼、钨等），其密度相对较高，约为8.27 g/cm³。这一特性在设计需要兼顾重量和强度的航空航天部件时是一个重要的考量因素。

室温力学性能（以标准热处理状态为例）
GH141在经过固溶处理和时效处理后，能达到其峰值性能。

抗拉强度：其室温抗拉强度极高，通常不低于1240 MPa，高性能级别甚至可达1400 MPa以上。这体现了材料在断裂前所能承受的最大拉力。

屈服强度：其室温屈服强度同样出色，通常不低于1030 MPa。这一指标更为关键，它代表了材料开始发生明显塑性变形的应力点，是结构设计中的核心许用应力依据。

硬度：与高强度相匹配，GH141在时效状态下的室温硬度也很高，通常采用洛氏硬度C标尺（HRC）测量，其典型值在HRC 38以上，有些规范要求达到HRC 40-45。高硬度也意味着其具有良好的耐磨性。

高温力学性能（约650-870°C）
GH141的真正价值体现在其高温性能上。在高达815°C的温度下，它依然能保持相当高的强度保留率。例如，在815°C下，其抗拉强度依然能保持在约690 MPa的水平，屈服强度约为620 MPa。这种优异的高温强度稳定性是其能够应用于发动机涡轮盘、叶片等高温部件的根本原因。

三、 执行标准与牌号对照

GH141合金的生产、检验和交付遵循严格的国家和国际标准，确保材料性能的一致性和可靠性。

中国标准（GB/YB）：这是最常用的标准。其牌号直接命名为GH141或GH4141。相关的技术标准如《YB/T 5245》等，详细规定了其化学成分、力学性能、检验规则等。

美国标准（ASTM/AMS）：在美国，与之等效的牌号是UNS N07041，更为人熟知的商用牌号是Haynes 141或Waspaloy的某种改型。其航空材料技术规范通常遵循AMS 5540（板材）和AMS 5732（棒材）等，这些标准对性能有极为严格的要求。

俄罗斯标准（GOST）：在俄罗斯标准体系中，与之相近的牌号是ЭИ868。

在实际采购和使用中，通常会明确指出所依据的标准号（如AMS 5732）和牌号，因为不同标准下的热处理制度和性能指标可能存在细微差别。

总结

综上所述，GH141合金通过其高合金化的成分设计，实现了强度和耐高温能力的完美平衡。其高达1240 MPa以上的抗拉强度和1030 MPa以上的屈服强度，结合约8.27 g/cm³的密度以及HRC 38以上的高硬度，使其成为极端环境下的关键材料。而这些性能指标均受到GB、AMS等国内外权威标准的严格管控，确保了其在航空航天发动机、燃气轮机等高端装备中的应用安全性与可靠性。

详细分析

1. 基本信息（源自公开工商信息）

成立时间：2003年07月08日（截至2024年，已运营超过21年，不属于新公司，有一定的行业积淀）。

经营范围：主要涵盖有色金属、金属材料、矿产品、化工产品等的销售，以及从事货物及技术的进出口业务。

2. 优势与积极方面

经验与存续时间：成立超过10年，表明公司在市场竞争中生存了下来，拥有一定的客户资源、供应链关系和行业经验。

地理位置：位于上海这一全国金融、贸易和物流中心，信息灵通，交通便利，便于开展国内及进出口业务。

资质齐全：拥有“货物进出口”资质，意味着可以开展国际贸易业务，这对于有色金属这类大宗商品贸易非常重要。

他们主营的镍基合金通常包括以下几大类和具体牌号：

一、 高温合金系列

这类合金在高温下具有优异的强度、抗蠕变和抗氧化能力。

Inconel 系列：

Inconel 600： 耐高温、耐腐蚀，常用于热处理设备、化学处理行业。

Inconel 601： 极高的抗氧化性，常用于热处理炉构件、工业炉。

Inconel 625： 明星产品，具有优异的疲劳强度和抗氯离子应力腐蚀开裂能力，广泛应用于海洋、航空航天和化工领域。

Inconel 718： 最广泛使用的高温合金之一，在高温下具有极高的强度，是航空发动机和燃气轮机关键部件的首选材料。

Inconel X-750： 通过时效硬化获得高强度，用于燃气轮机零件、火箭发动机部件。

Hastelloy 系列：

Hastelloy C-276： 王牌耐腐蚀合金，对多种苛刻的化学介质有极佳的耐腐蚀性，是化工行业的标杆材料。

Hastelloy C-22： 比C-276更优异的抗点蚀和缝隙腐蚀能力，用于更苛刻的环境。

Hastelloy B-2/B-3： 专门抵抗还原性介质（如盐酸、硫酸）的腐蚀。

二、 耐腐蚀合金系列

这类合金在常温或中温下对各类酸、碱、盐等腐蚀介质有极强的抵抗力。

Monel 系列：

Monel 400： 对氢氟酸、海水、碱液等有极佳的耐蚀性，常用于海洋和化工环境。

Monel K-500： 在Monel 400的基础上增加了强度，具有磁性，用于泵轴、油阀等。

其他镍铜、镍铬合金：

Alloy 20： 优异的抗硫酸腐蚀能力，常用于硫酸环境下的化工设备。

Nickel 200/201： 纯镍，具有优异的耐腐蚀性和导电性，常用于处理苛性碱的环境。

三、 精密合金系列

这类合金具有特殊的物理性能，如低膨胀、恒弹性等。

Invar 36： 因瓦合金，具有极低的热膨胀系数，用于精密仪器、航空航天领域需要尺寸稳定的零件。

Ni-Span-C 902： 恒弹性合金，其弹性模量在一定温度范围内基本恒定，用于高级传感器和精密弹簧。

产品形态

上海商虎通常提供上述合金的多种形态的原材料，包括：

板材、带材

棒材、线材

管材、管件（无缝管、焊管、弯头、三通等）

法兰、锻件

焊材（焊条、焊丝）

重要提示：

具体库存和牌号可能变动： 以上列出的是镍基合金的常见牌号，但公司的具体库存和主营产品可能会根据市场需求和采购情况发生变化。

最佳确认方式： 要获取最准确、最及时的产品信息，强烈建议您直接联系上海商虎有色金属有限公司的销售或客服人员。他们可以提供最新的产品目录、技术参数、价格和现货情况。

官网查询： 您可以访问他们的官方网站（如果有的話）来查看详细的产品介绍。

希望以上信息能对您有所帮助！如果您有特定的应用场景或介质环境，也可以提出，这样可以更有针对性地推荐合适的合金牌号。