GH4413镍基高温合金热轧棒材 直径Φ20-200mm 燃气轮机涡轮叶片

一、GH4413合金的基本概况与化学成分体系

GH4413（GH413）合金是专为800℃以上高温环境设计的时效硬化型镍基高温合金，对应国际上的Inconel X-750。该合金通过添加铝（Al）和钛（Ti）形成γ'相（Ni₃(Al,Ti)）沉淀强化，配合铬（Cr）提供的高温抗氧化性，实现了在700～1000℃温度区间的高强度与良好耐蚀性平衡。其化学成分体系以镍为基体（Ni≥70%），典型含量为Cr 14.0%～17.0%、Fe 5.0%～9.0%、Ti 2.25%～2.75%、Al 0.40%～1.00%、Nb 0.70%～1.20%，碳含量控制在0.08%以下。与Inconel 718（GH4169）相比，GH4413不含铌（或含量极低），其强化相为单纯的γ'相，而718的强化来源为γ''相（Ni₃Nb），GH4413在更高温度（＞700℃）下的长期组织稳定性更优，但常温至600℃的屈服强度略低于718。与Nimonic 80A相比，二者成分接近但GH4413的Ti/Al比更高，赋予其更优的高温蠕变断裂强度。该合金在固溶态为单一奥氏体组织，经时效处理后析出细小弥散的γ'相，晶界处伴有微量M₂₃C₆碳化物，是700～950℃区间燃气轮机叶片、高温紧固件及航空发动机热端部件的核心选材。

二、核心物理与力学性能参数物理常数

密度： ρ≈8.25～8.35 g/cm³（常取8.28 g/cm³）

熔点（液相线）： 约1390～1430℃

居里点： 完全无磁性（FCC奥氏体基，γ'相亦为有序FCC结构）

比热容（cp）： ≈430 J/(kg·K)（20℃）

热导率（λ）： 20℃时≈11.0 W/(m·K)；500℃时≈18 W/(m·K)；800℃时≈23 W/(m·K)

线膨胀系数（αL）： (12.0～14.5)×10⁻⁶/℃（20～800℃，均值≈13.2×10⁻⁶/℃）

电阻率（ρ₂₀）： ≈1.20～1.30 μΩ·m

弹性模量（E）： 室温≈214 GPa；700℃时约175 GPa；900℃时约145 GPa

室温力学性能（固溶+时效态典型值）

抗拉强度（Rm）： ≥1100～1300 MPa（典型1200～1250 MPa）

屈服强度（Rp0.2）： ≥750～950 MPa（典型850～900 MPa）

断后伸长率（A）： ≥15%～25%（典型20%）

断面收缩率（ψ）： ≥20%～35%（典型25%）

硬度： ≤35 HRC（时效态典型28～32 HRC，约270～310 HB）

高温力学性能

600℃拉伸： Rm≈950～1050 MPa，Rp0.2≈700～800 MPa，A≥15%

700℃拉伸： Rm≈750～850 MPa，Rp0.2≈550～650 MPa，A≥12%

800℃拉伸： Rm≈500～600 MPa，Rp0.2≈350～450 MPa，A≥10%

900℃拉伸： Rm≈300～380 MPa，Rp0.2≈200～280 MPa，A≥8%

蠕变与持久： 700℃/1000 h持久断裂应力≈200～250 MPa；800℃/1000 h持久≈80～120 MPa；815℃/10000 h持久≈40～60 MPa。该合金在700～850℃区间蠕变强度优于Inconel 600/625，是燃气轮机叶片及高温螺栓的典型选材。

三、主要应用领域与使用注意事项

燃气轮机与航空发动机热端部件： 涡轮叶片、导向叶片、涡轮盘螺栓及密封环（工作温度700～900℃）——利用γ'相高温强化及Cr≈15%抗氧化性。

高温紧固件： 电站锅炉高温螺栓（≤650℃）、石油化工裂解炉管吊架及管板螺栓——高温屈服强度高且抗松弛性能优良。

热处理炉构件： 高温炉底板、辐射管支撑、马弗罐加强筋（800～1000℃氧化性气氛）——抗氧化性优于Incoloy 800H。

核工业： 高温气冷堆（HTGR）内构件螺栓及定位销——辐照稳定性好且高温强度保持率优良。

使用注意事项： 推荐长期使用温度≤700℃（短时可达900℃）；热加工温度区间1100～900℃，终锻≥950℃；固溶处理1150～1200℃水淬后时效（700～760℃×8～16 h空冷）获γ'强化；焊接需用ERNiCrMo-4或Inconel 625型焊材，焊后需重新时效恢复强度；避免长期在850～950℃以上停留以防γ'相粗化及η相（Ni₃Ti）析出致脆化。

GH4413（Inconel X-750）是典型的γ'沉淀强化镍基高温合金（Ni≥70%、Cr 14%～17%、Ti 2.25%～2.75%、Al 0.4%～1.0%、Nb 0.7%～1.2%），密度约8.28 g/cm³、完全无磁性，室温抗拉强度≥1100 MPa（屈服≥750 MPa、延伸率≥15%），700℃持久强度≈200～250 MPa/1000 h，经1150～1200℃固溶水淬＋700～760℃时效处理后广泛用于700～900℃燃气轮机叶片、高温紧固件及热处理炉构件。与GH4169（Inconel 718）相比高温稳定性更优但中温屈服略低；与Incoloy 800H相比高温强度显著更高。正确控制时效温度（避免γ'过时效粗化）、采用匹配镍基焊材并焊后重新时效，是发挥其高温长期服役强度的关键。

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