FGH4145是一种采用粉末冶金工艺制备的镍基高温合金，专为极端高温、高应力环境设计，广泛应用于航空航天、燃气轮机等领域的核心部件（如涡轮盘、叶片）。其名称“FGH”代表“粉末高温合金”，数字“4145”标识其成分与工艺体系的特定分类。该材料通过γ'相强化、细晶组织调控及微量元素的协同作用，实现了高温强度、抗疲劳性与抗氧化能力的综合优化。
2.1 高温力学性能
FGH4145在650~750℃范围内展现出卓越的持久强度与抗蠕变性能：
750℃/500MPa条件下，持久寿命可达200小时以上，延伸率保持8%~12%，优于传统铸造高温合金。
室温抗拉强度约1450~1550MPa，屈服强度达1200~1300MPa，高温下（750℃）强度保留率超过70%。
2.2 微观组织稳定性
基体为γ-Ni固溶体，通过添加Al、Ti、Nb形成高体积分数（约50%~60%）的γ'相（Ni₃(Al,Ti)），实现沉淀强化。
晶粒尺寸控制在10~20μm，配合碳化物（如MC、M₂₃C₆）的晶界钉扎效应，抑制高温下的晶粒粗化与裂纹扩展。
2.3 抗氧化与耐腐蚀性
表面氧化膜以Cr₂O₃和Al₂O₃为主，在900℃/100h条件下氧化增重小于1.5mg/cm²，显著降低高温氧化剥落风险。
对硫化物热腐蚀（如Na₂SO₄盐雾）具有较高耐受性，适用于海洋或含硫燃料环境。
2.4 疲劳性能
高周疲劳极限（10⁷次循环）在室温下达550~600MPa，750℃时仍保有400~450MPa，归因于均匀细晶组织降低应力集中。
低周疲劳寿命（应变幅0.6%）在高温下较同类锻件提升30%~40%，适用于频繁启停工况。
FGH4145以镍（Ni）为基（占比约55%~60%），关键合金元素包括：
Cr（15%~18%）：提升抗氧化性与固溶强化。
Co（10%~12%）：稳定γ'相并提高固溶线温度。
Al+Ti+Nb（6%~8%）：形成γ'相核心强化组元。
W+Mo（4%~5%）：增强固溶体抗蠕变能力。
微量B、Zr、C：净化晶界、提升蠕变抗力和抑制裂纹萌生。
航空发动机高压涡轮盘：承受离心力与热梯度载荷，服役温度650~750℃。
燃气轮机转子部件：在高温燃气环境下长期稳定运行。
航天器动力系统紧固件：需兼具高比强度与抗热震性能。
热等静压（HIP）成形：在1150~1180℃/100~150MPa条件下致密化，消除粉末颗粒边界。
固溶处理：采用1100~1130℃/2h后油冷，优化γ'相分布。
时效处理：760~800℃/8h分段保温，析出纳米级二次γ'相（尺寸50~80nm）。
机加工建议：采用硬质合金刀具，低速大进给避免加工硬化，冷却液需严格控温以防热应力裂纹。
增材制造适配性：探索激光粉末床熔融（LPBF）工艺参数，解决快速凝固导致的成分偏析问题。
长寿命涂层技术：开发MCrAlY+热障涂层（TBC）体系，进一步延长部件在900℃以上环境的使用周期。
回收再利用：研究粉末废料氢碎-再烧结工艺，降低高成本合金的全生命周期成本。
FGH4145圆棒作为先进粉末高温合金的代表，通过成分-工艺-组织-性能的精准调控，成为高端装备关键热端部件的首选材料。未来，随着制备技术的革新与跨学科协同研发，其性能边界与应用场景有望进一步拓展。
