GH2761(又称GH761)是一种Fe-Ni-Cr基沉淀硬化型变形高温合金,设计使用温度不超过750℃。该合金通过精密调控铝(Al)、钛(Ti)含量及Al/Ti比例(通常为1.4–1.85% Al与3.2–3.65% Ti),结合镍(42–45%)、铬(12–14%)的协同作用,实现高强度与组织稳定性的统一。其国际对标牌号包括美国UNS S66286、日本JIS NCF751,中国国标归类于GB/T 14992,是航空发动机、能源装备等高端领域的核心材料。
二、化学成分与冶金机制GH2761的化学成分设计兼顾强化与耐蚀需求:
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- 低碳控制(C≤0.07%):减少碳化物析出,抑制晶间腐蚀,提升焊接性;
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- 高镍铬基体(Ni 42–45%,Cr 12–14%):提供奥氏体基体稳定性及耐氧化性;
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- 铝钛强化(Al 1.4–1.85%,Ti 3.2–3.65%):形成γ'相(Ni₃Al/Ti)沉淀强化,高温下保持强度;
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- 钼钨辅助(Mo 1.4–1.9%,W 2.8–3.3%):增强固溶强化与耐还原性介质腐蚀;
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- 微量元素(B≤0.015%,Ce≤0.03%):净化晶界,延缓高温晶界脆化。
冶金特性:
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- 沉淀强化机制:时效过程中γ'相均匀弥散析出,室温抗拉强度可达1125MPa,650℃仍保持930MPa;
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- 组织稳定性:750℃×2000h时效后仅析出少量Laves相,无有害σ相生成,保障长期服役可靠性。
- 1.
- 力学性能
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- 高强度与韧性平衡:室温屈服强度≥810MPa,延伸率≥9%,冲击功≥300kJ/m²,优于传统奥氏体不锈钢;
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- 高温性能:650℃下屈服强度仍达800MPa,抗蠕变性能突出,适用于涡轮盘等转动部件。
- 2.
- 耐腐蚀与抗氧化性
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- 耐燃气腐蚀:900℃以下抗燃气硫化物腐蚀,适用于航空发动机燃烧室;
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- 抗应力腐蚀:在含Cl⁻、H₂S介质中表现优异,用于海上平台及石化管道。
- 3.
- 热物理性能
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- 密度8.10g/cm³,线胀系数15.7×10⁻⁶/K(20–800℃),热导率13.3–28.7W/(m·K),匹配高温部件热循环需求。
- 1.
- 标准热处理制度
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- 非转动件:1090℃×2h水淬+850℃×4h空冷+750℃×24h空冷,晶粒尺寸均匀(ASTM 5–7级);
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- 转动件:1120℃×2h水淬+850℃×4h空冷+750℃×24h空冷,细化晶粒提升疲劳寿命。
- 2.
- 热加工工艺
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- 锻造开坯温度1090–1120℃,终锻温度≥950℃,避免低温区加工裂纹;
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- 轧制与模锻需控制变形率(30–50%),保障组织致密性。
- 3.
- 焊接与切削
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- 支持氩弧焊、电子束焊,焊前需固溶处理,焊后时效恢复性能;
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- 切削建议硬质合金刀具,低速大进给避免加工硬化。
- 1.
- 航空航天
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- 航空发动机:涡轮盘、压气机盘、整流叶片,国产WS-15发动机应用后寿命提升至1.5万小时;
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- 航天器:火箭发动机燃烧室、导弹耐高温壳体。
- 2.
- 能源装备
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- 核电:第四代反应堆冷却管路,抗应力腐蚀开裂;
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- 氢能:电解槽耐氢脆组件,成本较镍基合金降低50%。
- 3.
- 石油化工
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- 高压管道、反应器内衬,耐受H₂S/CO₂酸性环境;
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- 多晶硅生产设备,替代进口材料实现国产化。
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