GH4163高温合金热轧棒/钢板技术标准

GH4163高温合金

GH4163高温合金 (GB/T 15062) 百科解析
GH4163（曾用牌号GH163）是一种基于镍-铬-钨体系，通过固溶强化实现优异高温性能的变形高温合金。其执行标准为中国国家标准GB/T 15062《变形高温合金》。该合金以其出色的高温强度、优异的抗氧化和抗腐蚀性能、良好的冷热加工及焊接工艺性能著称，在极端高温和严苛环境中扮演着关键角色。

一、 核心基本属性

材料类型： 镍基固溶强化型变形高温合金。

执行标准： GB/T 15062（核心标准规定了其化学成分、力学性能、工艺要求、检验规则等）。

相近牌号：

国际： Haynes 230 (美国)， NiCr22W14Mo (欧洲)， UNS N06230。

国内曾用： GH163 (旧牌号)。

主要特性： 高温强度、抗高温氧化、抗热腐蚀、良好热疲劳性能、优秀的组织稳定性、良好的成形性与焊接性。

二、 核心化学成分 (关键元素作用)

GH4163的成分设计旨在平衡高温强度、抗氧化性和工艺性能：

镍 (Ni)： 基体元素，提供优异的高温强度、塑性和组织稳定性基础。

铬 (Cr)： 约22%，形成致密的Cr₂O₃保护膜，是抗氧化和抗热腐蚀能力的核心保障。

钨 (W)： 约14%，主要的固溶强化元素，显著提升合金在高温下的强度和抗蠕变能力。

钼 (Mo)： 约2%，辅助固溶强化，增强抗蠕变能力，并提高抗还原性介质腐蚀能力。

碳 (C)： 含量较低，通常控制在0.05-0.15%左右，有助于形成少量碳化物强化，但过量会影响塑性和焊接性。

镧 (La)： 微量添加（通常<0.02%），是关键的“活性元素”，能显著改善氧化膜的附着性，大幅提升合金的抗循环氧化（剥落）能力，延长高温部件使用寿命。

铁 (Fe)、锰 (Mn)、硅 (Si)、磷 (P)、硫 (S)： 作为残余元素或杂质，含量被严格控制，以保证合金纯净度和性能稳定性。

三、 核心性能特点

卓越的高温强度与抗蠕变性： 在高达900°C甚至更高温度下，仍能保持较高的强度和优异的抗蠕变性能，这是其作为高温结构材料的基础。

顶尖的抗氧化性能： 在1100°C以下的空气环境中，具有极佳的抗氧化能力，氧化速率低。

优异的抗热腐蚀性能： 在含硫、钠、钒等杂质的高温燃气环境中（如劣质燃料燃烧后），抵抗高温热腐蚀（如硫化、氧化）的能力突出。

良好的抗热疲劳性能： 能够承受反复加热和冷却产生的热应力循环，不易产生裂纹。

优异的高温组织稳定性： 在长期高温服役过程中，不易析出有害相，性能衰减缓慢，使用寿命长。

良好的冷热加工性： 可进行锻造、轧制、挤压等热加工，以及一定程度的冷成形（如弯曲）。

良好的焊接性能： 可采用多种熔焊方法（如氩弧焊、等离子焊、电子束焊）进行可靠连接，焊后通常需要固溶处理以恢复性能。焊接接头性能良好。

四、 典型热处理工艺

固溶处理： 这是GH4163最主要的热处理方式。典型工艺为1200°C - 1230°C 保温适当时间后快速冷却（通常为水淬或快速空冷）。目的：

溶解加工或焊接过程中可能析出的碳化物和其他相。

获得均匀的过饱和固溶体单相奥氏体组织。

优化合金的强度、塑性、韧性及耐腐蚀性综合性能。

五、 主要应用领域
凭借其综合性能，GH4163广泛应用于需要承受极端高温、氧化腐蚀和复杂应力的关键部件：
航空航天：
航空发动机燃烧室部件（火焰筒、过渡段、喷嘴环）。
涡轮外环、密封环、导向叶片等高温静止部件。
火箭发动机推力室、喷管延伸段。
能源电力：
燃气轮机燃烧室（火焰筒、过渡段）、隔热环、导流衬套。
工业燃气轮机高温热端部件。
热处理行业的高温炉辊、辐射管、马弗罐、料筐等。
石油化工：
乙烯裂解炉管（尤其对抗渗碳要求高的区域）。
高温转化炉管、管架。
高温阀门、紧固件。
其他工业：
高温实验装置、热处理夹具。
核能工业某些高温部件。
六、 总结
GH4163 (GB/T 15062) 是国产高性能镍基固溶强化高温合金的杰出代表。它以高含量的铬（抗氧化/腐蚀）和钨（固溶强化）为核心，辅以微量镧（改善氧化膜粘附性），实现了在900-1100°C高温区间内强度、抗氧化/热腐蚀性、组织稳定性和工艺性的卓越平衡。在航空发动机、燃气轮机、石化裂解等尖端工业领域的高温核心部件上，GH4163是不可或缺的关键材料，为设备在极端环境下的安全、高效、长寿命运行提供了坚实的保障。其持续的研究与应用拓展，对推动我国高端装备制造发展具有重要意义。

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