GH2018是一种Fe-Ni-Cr基沉淀硬化型变形高温合金，设计使用温度上限为800℃，以钨（W）、钼（Mo）、镍（Ni）等元素组成，含镍量约为43%。该合金通过添加铬（Cr）、钨和钼等元素实现固溶强化，同时加入铝（Al）和钛（Ti）元素形成时效强化相，兼具优异的高温强度、抗氧化性能、热加工塑性及焊接性能，广泛应用于航空、航天、能源、化工等领域。
二、化学成分
GH2018高温合金的主要化学成分（质量分数，%）如下：
铁（Fe）：余量
镍（Ni）：40.00~44.00
铬（Cr）：18.00~21.00
钨（W）：1.80~2.20
钼（Mo）：3.70~4.30
铝（Al）：0.35~0.75
钛（Ti）：1.80~2.20
碳（C）：≤0.06
硼（B）：≤0.015
锆（Zr）：≤0.050
铈（Ce）：≤0.020
锰（Mn）：≤0.50
硅（Si）：≤0.60
磷（P）：≤0.020
硫（S）：≤0.015
三、性能特点
高温强度：
在800℃以下具有较高的高温强度水平，抗拉强度可达900~1100 MPa，屈服强度约为700~900 MPa。
抗氧化性能：
铬元素形成致密Cr₂O₃氧化膜，有效抵御高温氧化，适用于800℃以下长期使用。
耐腐蚀性：
耐强酸、强碱及高温气体腐蚀，适用于化工、石油等恶劣环境。
加工性能：
热加工塑性：可通过锻造、轧制成型，热加工温度范围1140~1160℃，终锻温度≥900℃。
冷加工性能：冷轧薄板变形量可达30%~50%，再结晶温度适中。
焊接性能：支持多种焊接方法，焊缝质量高，时效处理后可进一步优化性能。
物理性能：
密度：8.16 g/cm³，无磁性。
四、应用领域
航空航天：
涡轮发动机燃烧室、加工燃烧室等高温部件，工作温度≤800℃。
能源动力：
燃气轮机叶片、炉膛组件、催化剂支持体及核反应堆结构材料。
化工与石油：
反应锅、压力容器、塔式分离器、油井管材及高压锅炉用无缝钢管。
其他领域：
热交换器、加热炉内衬、蒸汽管道等耐蚀耐高温设备。
五、制造工艺与热处理
热处理制度：
固溶处理：1100~1150℃，快速冷却（水、油或空气），以溶解固溶体。
时效处理：800℃保温16小时后空冷，析出强化相，提升强度与硬度。
加工工艺：
锻造：钢锭开坯温度1140~1160℃，终锻温度≥900℃。
轧制：板坯轧制温度1140~1160℃，终轧温度≥950℃。
冷轧：变形量30%~50%，控制再结晶温度以优化组织。
六、技术挑战与发展方向
现存挑战：
长期时效过程中可能析出σ相，需在设计及使用中加以考虑。
创新方向：
成分优化：调整时效温度和时间，进一步优化耐腐蚀性。
工艺控制：严格控制热处理加热/冷却速度及保温时间，确保性能稳定性。
增材制造：探索激光粉末床融合（LPBF）等先进工艺，实现复杂构件一体化成型。
总结：GH2018高温合金凭借其均衡的高温性能、抗氧化性、耐腐蚀性及加工适应性，成为航空、能源、化工等领域的关键材料。随着制造工艺的持续优化及新型应用场景的开发，其市场前景将更加广阔。
