GH4099高温合金百科解析百度百科

GH4099高温合金百科解析#上海商虎有色金属有限公司#

GH4099（又称GH99）是一种应用广泛的镍基沉淀硬化型变形高温合金。它以其在高温环境下卓越的抗氧化性能、良好的持久强度和出色的组织稳定性而闻名，是航空航天、能源和化工等领域关键热端部件的核心材料之一。

一、 核心化学成分解析

GH4099的化学成分设计精妙，通过各种元素的协同作用，赋予了其优异的综合性能。其成分体系主要可分为以下几个部分：

镍基体：作为合金的基体元素，镍本身就具有稳定的面心立方结构，为合金提供了良好的塑韧性基础，并且是优异抗氧化和抗腐蚀能力的根本保证。

强化元素群：这是合金获得高强度性能的关键。

铬：铬是合金中至关重要的元素。它在高温下能在合金表面迅速形成一层致密且附着力强的Cr₂O₃氧化膜，这层膜是合金拥有极致抗氧化能力的首要屏障。同时，铬也通过固溶强化方式提升基体强度。

钨和钼：这两种难熔金属元素主要固溶于镍基体中，产生显著的固溶强化效应。它们能有效拖滞位错运动，从而提高合金在高温下的抗蠕变能力和持久强度。

铝、钛、铌：它们是形成γ‘相强化相的核心元素。γ‘相是一种有序的面心立方结构金属间化合物，其化学式通常为Ni₃。这些细小的γ‘相弥散地分布在基体中，能有效地阻碍位错运动，是合金在高温下保持高强度的最主要来源。铝和钛的含量比例经过精心调配，以优化γ‘相的强化效果和稳定性。

微合金化元素：

钴：钴的加入可以降低钛在基体中的溶解度，从而提高γ‘相的实际数量。同时，它能改善合金的塑韧性和长期组织稳定性。

碳、硼、铈、镧：这些是晶界强化元素。微量的碳和硼偏聚在晶界，能强化晶界，抑制晶界滑移，提高合金的持久寿命和抗蠕变能力。而铈、镧等稀土元素则能进一步优化氧化膜的附着性和致密性，显著提升抗氧化和抗热腐蚀性能。

二、 卓越的抗氧化性能解析

GH4099的抗氧化性能是其最突出的特点之一，这主要归功于其“主动”和“被动”的双重防护机制。

致密氧化膜的形成：如前所述，合金中较高含量的铬，在高温有氧环境下，会优先与氧反应，在材料表面生成一层连续、致密且与基体结合牢固的Cr₂O₃氧化膜。这层膜如同一个坚固的屏障，能有效阻隔外部氧气向内扩散和内部金属元素向外扩散，从而极大地减缓了进一步的氧化过程。

氧化膜的自修复能力：即使这层保护膜因机械应力或热震等原因发生局部破损，合金内部富余的铬会迅速补充到破损处，再次形成新的保护膜，实现“自修复”。这种能力确保了其在长期循环使用中的可靠性。

稀土元素的增效作用：添加的微量稀土元素能够细化氧化膜晶粒，使其结构更加致密，并增强氧化膜与基体之间的附着力，防止氧化膜在热循环中剥落，从而将抗氧化性能提升到一个更高的水平。

因此，GH4099能够在高达1100℃ 的高温空气中保持优异的抗氧化能力，使其非常适合制造在极端温度下长期工作的部件。

三、 耐磨性能与高温强度的关系

严格来说，GH4099并非像硬质合金或涂层那样专为“耐磨”而设计。它在高温下的耐磨性，更多地是其优异高温强度、硬度和组织稳定性的间接体现。

高温硬度：由于γ‘相的沉淀强化以及钨、钼的固溶强化，GH4099在高温下依然能保持较高的硬度。高硬度是抵抗磨料磨损和粘着磨损的基本前提。当与其他部件发生接触和相对运动时，更硬的材料更不容易被切削或产生塑性变形。

组织稳定性：在长期高温应力作用下，许多材料的微观组织会发生变化，导致软化或脆化。而GH4099中的γ‘相在设计的工作温度范围内非常稳定，不易粗化或溶解。这意味着它在整个服役寿命内都能保持稳定的高强度和高硬度，从而维持持久的耐磨能力。

应用场景下的耐磨表现：在航空发动机的涡轮导向叶片、燃烧室等部件中，GH4099需要承受高速燃气流的冲刷、以及可能存在的轻微机械摩擦。其卓越的高温强度和稳定性确保了它在这种恶劣环境下具有足够的“抗磨损”能力，不会因材料的快速损耗而失效。

四、 主要应用领域

基于以上特性，GH4099被广泛应用于：

航空航天：制造航空发动机的涡轮导向叶片、燃烧室火焰筒、加力燃烧室等关键热端部件。

能源工业：用于燃气轮机的静叶、环件和其他在高温下工作的结构件。

化工及其他：在需要高温抗氧化的高温炉构件、热处理夹具等领域也有应用。

综上所述，GH4099合金通过其以镍-铬为基，复合添加钨、钼、铝、钛、铌等强化元素，并辅以微量晶界强化和稀土元素的精密成分设计，成功实现了高强度、卓越抗氧化性和良好高温耐磨（抗冲刷）性的完美结合。它是一种经过时间考验的、性能可靠的高端高温结构材料，在现代工业的“心脏”部位扮演着不可或替代的角色。

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、英科乃尔：

UNS N06600、Alloy20、Alloy600、UNS N06601、Inconel601、Alloy601、UNS N06Alloy20、InconelAlloy20、AlloyAlloy20、Inconel690、Inconel718、InconelX-750

二、英科：

UNS NO8800、Incoloy800、Alloy800\UNS NO8811、Incoloy800H、Alloy800H/800HT、UNS NO8825、Incoloy825、Alloy825

三、Carpenter20合金：

Alloy20cb-3、UNS NO8020

四、蒙乃尔：

Monel400\NO4400\Alloy400\MonelK500\NO5500

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、Alloy20、3J53十、时效硬化性铁基合金：

GH2018、GH2036、Alloy20、Alloy20、GH2132/SUH660、Alloy20、GH2136、GH2302

十一、固溶强化型镍基合金：

Alloy20、Alloy20、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

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。