GH4105 的 1030℃ 与 850℃ 两级时效：叶片与冷拉棒的两套制度

GH4105 是镍钴铬基高铝沉淀强化合金，镍为余量、钴 18.00%~22.00%、铬 14.00%~15.70%、铝 4.50%~4.90%、钼 4.50%~5.50%、钛 1.18%~1.50%、碳 0.12%~0.17%、硼 0.003%~0.010%、锆 0.07%~0.15%，密度 7.97 g/cm³、熔化范围 1340~1380℃，承温能力 750~950℃。

铝 4.5% 是这支合金的标签

常规镍基合金的铝在 0.5%~2.0%,GH4105 的铝 4.50%~4.90% 高出一个量级，配合钛 1.18%~1.50%，形成高体积分数的 γ′。铝高带来两个后果：γ′ 的固溶温度高，热处理必须加热到 1150℃ 才能溶回去；合金的变形抗力大，热加工与冷加工都难。含铝量高还意味着抗氧化好，这是它能用在 950℃ 的另一个原因。

叶片的两段：1150℃ 加 1030℃

叶片用热轧棒材、扁钢与锻件的制度是 1150℃ 保温 4 小时，再 1030℃ 保温 16 小时，最后 700℃ 保温 16 小时。前一段是固溶，把 γ′ 与碳化物溶回基体；中间 1030℃ 这一段是高温时效，让 γ′ 以较细的尺度析出；700℃ 是低温时效，补充析出并稳定组织。三段的温度间隔大，目的是分级控制析出相的尺寸分布，一次时效做不到这种层次。

冷拉棒为什么只走 850℃

冷拉棒材的制度是 1125℃ 空冷加 850℃ 保温 16 小时，其中固溶保温时间按直径分档：直径 3 mm 以下 1 小时，3~6 mm 2 小时，6~40 mm 4 小时。冷拉棒多用于紧固件与小型零件，晶粒度要求比叶片松，用 850℃ 单级时效就能满足强度。用叶片的制度处理冷拉棒，晶粒会长大，塑性下降，小直径件尤其明显。

变形抗力与热加工的代价

铝 4.5% 的合金变形抗力大，锻造与轧制容易开裂，冷拉棒材的冷拉温度要给到 600℃ 左右，靠温度降低抗力。热加工的温度窗口也窄：低了裂，高了晶粒粗化且 γ′ 回溶后冷却时析出不可控。这类合金的锻造工艺评定要按实际坯料尺寸做，小试样的温度窗口放到大坯料上往往不成立。

焊接性差是结构设计的约束

这支合金的焊接性差，热影响区容易产生微裂纹，钨极惰性气体保护焊与金属焊条惰性气体保护焊都不适用，宜采用闪光对焊，或在真空、惰性气体介质中温度不超过 1150℃ 的条件下钎焊。这意味着用它做结构件时，连接方式要在设计阶段就定下来，不能等到制造阶段再找焊接工艺。整体锻件或分段机械连接，往往是更现实的选择。

与 Nimonic 105 的对照

公开资料没有给出确证的进口对应号，但从成分体系（镍钴铬基、铝 4.5% 级、承温 750~950℃）看，与 Nimonic 105 的定位接近。跨体系对照时要注意两点：一是成分区间不完全重合，铝与钛的比例可能差零点几个百分点；二是热处理制度不同，直接拿对方的性能数据评估自己的材料会出错。对照只作选型参考，验收仍按自己的标准。

标准与形态

牌号与成分体系按 GB/T 14992 归口，旧牌号为 GH105，产品形态包括热轧棒材与扁材、冷拉棒材、型材与环件。到货复验的重点：成分核铝、钛、钴、钼四项，铝 4.50%~4.90% 的窗口很窄；力学按形态与制度取样，叶片料与冷拉棒的性能不可互借；金相看 γ′ 的分布与晶界碳化物形态；超声查夹杂，高铝合金的氧化物夹杂倾向比常规牌号大。高温合金棒材的通用检验条款可对照 GJB 2611A 一类的规范，超声与低倍的级别按合同约定执行。