FGH4105是一种镍基粉末高温合金，属于我国自主研发的先进材料体系，专为高温、高应力环境设计。其名称中的“FGH”代表“粉末高温合金”（Fenmo Gaowen Hejin），数字“4105”则对应其具体成分及工艺代号。该材料通过粉末冶金（PM）工艺制备，具有均匀的微观组织、优异的力学性能和抗高温氧化能力，广泛应用于航空航天、能源动力等领域的高端装备核心部件。
FGH4105的化学成分设计以镍（Ni）为基体，通过多元合金化实现高温强化，主要组成包括：
主元素：镍（Ni）占比约50%-60%，提供高温稳定性；
强化元素：铝（Al）、钛（Ti）、铌（Nb）、钽（Ta），形成γ'相（Ni₃(Al,Ti)）和γ''相（Ni₃Nb），实现沉淀强化；
抗氧化元素：铬（Cr）含量约15%-20%，钴（Co）约10%-15%，提升抗高温氧化和耐腐蚀性；
微量添加：硼（B）、锆（Zr）、碳（C）等，优化晶界强度与热加工性能。
密度：约8.2-8.4 g/cm³，与多数镍基高温合金接近；
熔点：约1300-1350℃，适应高温服役环境；
热膨胀系数：在20-1000℃范围内为（14-16）×10⁻⁶/℃，匹配高温部件的热循环需求；
热导率：室温下约10-12 W/(m·K)，高温下随温度升高略有下降。
室温抗拉强度：≥1200 MPa；
高温强度：在750℃下抗拉强度仍保持≥900 MPa；
持久性能：750℃/500 MPa条件下，断裂寿命≥100小时；
蠕变抗力：高温低应力下（如650℃/300 MPa），稳态蠕变速率低于1×10⁻⁸/s；
疲劳性能：高周疲劳极限（10⁷次循环）在600℃下可达400 MPa以上。
FGH4105通过氩气雾化制粉+热等静压（HIP）成型工艺制备，微观组织特点包括：
均匀γ基体：细小等轴晶结构（晶粒尺寸≤50 μm），减少各向异性；
强化相分布：γ'相体积分数约40%-50%，尺寸50-200 nm，均匀弥散分布；
晶界优化：通过碳化物（如MC型）和硼化物析出，强化晶界并抑制高温晶界滑动。
粉末制备：采用等离子旋转电极（PREP）或氩气雾化法（AA）制备球形粉末，严格控制氧含量（≤100 ppm）；
热等静压成型：在1100-1200℃、100-150 MPa压力下致密化，实现近净成形；
热处理制度：典型工艺为固溶处理（1150-1180℃/1-2 h） + 时效（800-850℃/8-16 h），平衡强度与韧性；
机加工性：高温合金硬度高、导热差，需采用硬质合金刀具低速切削，辅以冷却液减少加工硬化。
航空发动机：高压涡轮盘、涡轮轴、叶片榫头等关键转动部件；
燃气轮机：燃烧室衬套、过渡段等高温承力结构；
航天领域：火箭发动机涡轮泵转子、高温紧固件；
核能设备：反应堆高温紧固件及耐辐照部件。
优势：相比传统铸造高温合金，FGH4105组织均匀、无宏观偏析，兼具高强度与高损伤容限；
挑战：粉末制备成本高，热加工窗口窄，且需严格控制杂质元素（如O、N）以规避性能劣化。
当前研究聚焦于：
工艺优化：开发快速凝固粉末技术，进一步提升材料纯净度；
复合强化：引入纳米氧化物弥散强化（ODS）或陶瓷颗粒增强；
增材制造：探索激光选区熔化（SLM）成形FGH4105的可行性，拓展复杂构件制造能力。
FGH4105圆棒作为高端装备制造业的战略材料，其性能优势在高温、高负荷工况下不可替代。随着制备工艺的持续突破，该材料有望在更广泛的超高温领域实现工程化应用，推动我国高端装备的自主化进程。
