N07090 镍铬钴基高温合金棒 冷轧板 圆钢

一、合金定位与成分设计

GH4090是GB/T 14992中的Ni-Cr-Co基γ′沉淀硬化型变形高温合金，旧牌号GH90，国际对应Nimonic 90、UNS N07090、W.Nr.2.4632（NiCr20Co18TiAl）、BS HR 1/HR 2、AMS 5829，是英国Wiggin公司开发的"80A升级版"——把Co从2%拉到18%、Al/Ti微调，使γ′溶解温度与870℃持久再抬一档，成为760~920℃级涡轮叶片与高温弹簧的经典选材。

成分逻辑：Ni余量（55~60%）锁奥氏体；Cr 18~21%形成Cr₂O₃膜抗氧化抗氧化至1040℃、抗含硫燃气；Co 15~21%是GH4090的灵魂——固溶强化、把γ′(Ni₃(Al,Ti))溶解温度推到985~1010℃、缩小γ/γ′错配、提升冷热抗蠕变与组织稳定性；Al 1.0~2.0%+Ti 2.0~3.0%（Al+Ti≈3.8~4.8%）析出γ′体积分数18%~22%，为时效主源；C≤0.13%形成M₂₃C₆/MC沿晶钉扎，B≤0.02%、Zr≤0.15%净晶界，Fe≤1.5%控杂，Mn/Si/P/S严控。

物理常数：密度8.18~8.20 g/cm³，熔点1310~1420℃，弹性模量215 GPa（室）→175 GPa（700℃），无磁性，线膨胀系数13.7×10⁻⁶/K（25~800℃），热导率11.3 W/(m·K)（100℃）→24.3 W/(m·K)（800℃），长期承载≤870℃、短时920℃、连续抗氧化≤1040℃。

熔炼VIM+VAR双联（航标强制），1080℃±10℃固溶（棒材8h/冷拉棒1~8h按直径）+700~750℃×16h空冷为通用强效制度，亦可1080℃+750℃×4h简配（冷拉棒），全奥氏体无σ相倾向。

二、组织、力学性能与工艺特性

唯一强效机制是γ′沉淀+高Co固溶。标准热处理（棒材1080℃×8h AC+700℃×16h AC）室温下限（GB/T 14994冷拉棒/AMS 5829）：抗拉Rm≥1175 MPa（典型1175~1310 MPa），屈服Rp.2≥785 MPa（典型785~850 MPa），延伸率A₅≥13%（典型15%~20%），断面收缩率Z≥20%，硬度280~330 HBW（≈30~38 HRC）；冷拉态（未时效）Rm 820~900 MPa、Rp.2 590~650 MPa、A 8%~12%；弹簧用冷拉丝Φ时效后Φ≤1mm Rm≥1540 MPa、Φ5~8mm Rm≥1310 MPa/Rp.2≥1000 MPa。

压缩强度奥氏体高γ′时效镍基不单列标准值，压缩屈服近似拉伸屈服（≥785 MPa，典型800 MPa级），压缩强度极限约1200~1300 MPa级。

中高温是其主场：650℃ Rm≈1000~1100 MPa、Rp.2≈650~750 MPa；700℃ Rm≈900~950 MPa、Rp.2≈600~650 MPa；815℃ Rm≈500~600 MPa、Rp.2≈350~400 MPa；870℃ Rm≈400~450 MPa；750℃/340~360 MPa持久≥50~100h，815℃/100~120 MPa持久≥100~300h，870℃/140 MPa持久≥30h，900℃/200 MPa持久≥100h——这是"870℃级叶片弹簧合金"的硬核依据。

耐蚀性偏高温燃气向：1040℃静态空气氧化速率0.05~0.10 g/(m²·h)，高Cr+Al使燃机含硫气氛耐蚀优于GH4080A；非还原酸材料。焊接性在γ′镍基中尚可但HAZ有应变时效开裂（SAC）倾向，固溶态施焊+焊后完整重热处理可恢复强度，薄壁钣金件通常让位Nimonic 263；热加工1150~1180℃开锻、终锻≥1000℃；机加工时效态硬（30~38 HRC），需YW2/陶瓷刀具、低速大进给；冷拉丝是高温弹簧主力成形态。

三、工程应用、标准体系与发展空间

GH4090选型逻辑极专一："815~870℃、高离心或高交变载荷、要变形可锻可轧做叶片/弹簧/紧固件"。航发热端。主场：航空发动机涡轮工作叶片、导向叶片（NGV）、涡轮盘螺栓、高温锁紧环、燃烧室卡圈、止动销；工业与航改燃机870℃级静叶与喷嘴环；衍生高温弹簧元件（飞机反推锁弹簧、阀簧、热电偶铠装弹簧）是Nimonic 90的全球招牌；衍生到热处理夹具、炉辊、核电核级高温弹性件。不用于<650℃承力件（让位GH4169降本），不用于>950℃静叶（让位GH4049/单晶）。

标准链：GB/T 14992（分类）、GB/T 14994（冷拉棒）、GB/T 14993（热轧棒）、WSHB/Z 140、WS9-7086/7087（板带）、AMS 5829、ASTM B637、BS HR 1/2。相对GH4080A它Co翻倍、870℃持久高约40%；相对GH4739承温低80℃但可焊可拉弹簧；相对Nimonic 263它强度高但焊接敏化。当前增量来自现役航发维修备件、燃机叶片翻修与高温阀门国产化（尤其是飞机反推与核电阀簧）国产化，新大推力主机叶片向单晶转移但弹簧/紧固件仍长期用GH4090。

GH4090（GH90，Nimonic 90，N07090，2.4632）是Ni-Cr19-Co18-Al1.5-Ti2.6γ′沉淀硬化镍铬钴基变形高温合金，以高Co（15~21%）+γ′（Al+Ti≈4%）在815~870℃拿变形镍基高持久（870℃/140MPa≥30h），1080℃固溶+700℃×16h空冷为唯一强效制度，室温Rm≥1175 MPa、Rp.2≥785 MPa、A≥13%、密度8.20 g/cm³、无磁、870℃ Rm≈400~450 MPa。其工程价值全押在"870℃级涡轮叶片+高温弹簧可锻可拉"这一窄而高壁垒场景——航发工作叶片、导向叶片、反推锁弹簧、高温紧固件是主场，控Co 15~21%/Al+Ti≈4%、1080℃固溶空冷防γ′回溶、焊后必重时效防SAC是性能合规的三道闸。

UNS N06600、Inconel600、Alloy600、UNS N06601、Inconel601、Alloy601、UNS N06625、Inconel625、Alloy625、Inconel690、Inconel718、InconelX-750

二、英科：

UNS NO8800、Incoloy800、Alloy800UNS NO8810、Incoloy800H、Alloy800H/800HT、UNS NO8825、Incoloy825、Alloy825

三、Carpenter20合金：

Alloy20cb-3、UNS NO8020

四、蒙乃尔：

Monel400NO4400Alloy400MonelK500NO5500

五、哈氏合金：

Hastelloy C-276、C-22、C-4、Hastelloy B、B-2、B-3、Hastelloy X、G、G2、G3、Hastelloy G30

六、固溶强化性铁镍基合金：

NS111、NS112、NS113、NS131、NS141、NS142、NS143

七、固溶强化型镍基合金：

NS311、NS312、NS313、NS314、NS315、NS321、NS322、NS331、NS332、NS333、NS334、

NS335、NS336、NS341

八、时效强化型镍基合金：

NS411

九、固溶强化型铁基合金：

GH1015、GH1035、GH1040、GH1131、GH1140

十、时效硬化性铁基合金：

GH2018、GH2036、GH2038、GH2130、GH2132/SUH660、GH2135、GH2136、GH2302

十一、固溶强化型镍基合金：

GH3030、GH3039、GH3044、GH3028

十二、时效硬化型镍基合金：

GH4033、GH4037、GH4043、GH4049、GH4133、GH4133B、GH4169

十三、奥氏体不锈钢:

904L（UNS N08904）、Nitronic60(S21800）、nitronic50(XM-19)/S20910、304L、316Ti、316N、316LN、316Mod、317L、317LN、309S、310S、304N

十四、复合式不锈钢：

SAF2205（F51）、SAF2507（F53）、S32760、254SMo（F44、DIN1.4529）、329J1（0Cr26Ni5Mo2）、SAF2506、0Cr17Mn13Mo2N(A4钢)

十五、沉淀硬化不锈钢

17－4PH(SUS630、S17400、0Cr17NiCu4Nb)、17-7PH（SUS631、0Cr17Ni7Al)、15-7Mo（SUS632、0Cr15Ni7Mo2Al）、15-5PH VAR(S15500、0Cr15Ni5Cu3Nb)

十六、其它：

可伐合金4J29 Kovar，Invar合金4J36 Invar合金、4J34，4J46，4J32，4J42