FGH4738是一种基于镍基高温合金的粉末冶金材料，属于第二代粉末高温合金（P/M Superalloy），专为极端高温、高压及高应力环境设计。该材料通过先进的粉末冶金工艺制备，具有均匀的微观组织和高纯度特性，广泛应用于航空发动机、燃气轮机等关键热端部件，如涡轮盘、叶片及燃烧室组件。其核心优势在于高温强度、抗蠕变能力及疲劳寿命的协同提升，是新一代高推重比发动机的优选材料。
FGH4738的化学成分以镍（Ni）为基体（占比约55%-60%），通过多元合金化实现多尺度强化：
固溶强化元素：铬（Cr，12%-15%）、钴（Co，8%-10%）、钨（W，3%-5%）、钼（Mo，2%-4%），通过原子尺寸差异提高晶格畸变阻力。
沉淀强化相：铝（Al，2.5%-3.5%）和钛（Ti，3.5%-4.5%）促进γ'相（Ni₃(Al,Ti)）的形成，该相在高温下保持稳定，阻碍位错运动。
晶界强化：添加微量硼（B，0.01%-0.03%）、锆（Zr，0.05%-0.1%）及碳（C，0.03%-0.08%），形成碳化物和硼化物，增强晶界结合力，抑制高温晶界滑移。
密度：约8.3-8.5 g/cm³，与同类合金相比具有轻量化潜力。
熔点：初熔温度约1320°C，固相线温度达1390°C，适用于长期服役温度≤750°C的工况。
热导率：20-25 W/(m·K)（室温），随温度升高略有下降，有助于降低热应力梯度。
热膨胀系数：12.5-14.5×10⁻⁶/°C（20-800°C），匹配陶瓷热障涂层的膨胀行为。
高温强度：750°C下抗拉强度≥1200 MPa，屈服强度≥950 MPa，优于传统铸造合金（如IN718）。
蠕变抗力：在750°C/550 MPa条件下，稳态蠕变速率≤1×10⁻⁸ s⁻¹，断裂寿命超500小时。
疲劳性能：高周疲劳极限（10⁷周次）达450 MPa（室温），低周疲劳寿命（应变幅0.6%）超5000次循环。
断裂韧性：室温KIC值≥100 MPa·√m，高温下仍保持良好抗裂纹扩展能力。
航空发动机：高压涡轮盘、压气机盘，耐受离心载荷与热循环。
燃气轮机：燃烧室衬套、导向叶片，适应富氧高温燃气腐蚀环境。
航天器部件：火箭发动机涡轮泵转子，满足瞬时超高温冲击需求。
能源装备：核反应堆高温紧固件、超临界电站涡轮部件。
FGH4738采用预合金粉末+热等静压（HIP）为核心工艺链：
粉末制备：真空感应熔炼（VIM）母合金→电极棒→氩气雾化制粉（粒径≤150 μm）。
成型：粉末装入包套→抽真空密封→热等静压（1120-1180°C，100-150 MPa，3-5小时）致密化。
热处理：三重时效处理（固溶处理+两级时效），调控γ'相尺寸（50-300 nm）与分布。
近净成形：结合热模锻或等温锻造，减少机加工余量，提升材料利用率。
微观组织优化：通过调整冷却速率控制γ'相形貌（立方状→菊花状），平衡强度与塑性。
3D打印适配性：探索激光粉末床熔融（LPBF）工艺参数，解决裂纹敏感性高的问题。
涂层兼容性：开发与MCrAlY（M=Ni,Co）热障涂层的界面扩散抑制技术。
寿命预测模型：基于晶体塑性有限元（CPFEM）构建多场耦合损伤演化方程。
FGH4738通过粉末冶金技术突破了传统铸造合金的偏析瓶颈，其细晶结构与可控析出相赋予材料优异的高温综合性能。随着增材制造与计算材料学的发展，该材料有望在下一代超音速飞行器与分布式能源系统中发挥更大作用，但需进一步攻克极端工况下的长时组织稳定性难题。
