上海励釜特种合金材料有限公司,GH2026

1  合金介绍
1.1 概述
GH2026是Fe-Ni-Co-Cr基沉淀硬化型变形高温合金，长期使用温度范围540℃～570℃，最高使用温度可达677℃。合金加入铬、钼元素进行固溶强化，加入高钛、低铝元素形成γ′时效强化相，同时钴元素使钛、铝在固溶体中的溶解度降低，促使γ′相析出量增加，从而提高γ′相的热稳定性，降低γ′相的堆垛层错能。合金的综合性能优越，具有优异的抗应力松弛性能和抗蠕变性能，没有缺口敏感性。适于制作螺栓、气封弹簧片、密封环、销钉等零件，主要产品有热轧和锻制棒材、热轧板材和冷轧薄板等。
1.2 应用概况及特性
合金已用于制作地面汽轮机用紧固件，在540℃～570℃蒸汽条件下可工作10万余小时，使用情况良好。相近合金在国外用于制作航空涡轮发动机紧固件和叶片。
合金在中温下具有良好的塑形，在长期使用中会降低零件因持久和蠕变造成的断裂。合金在使用温度范围内经长期时效或长期应力时效后，均未发现TCP有害相。
1.3 材料牌号
GH2026（GH26，R-26）。
1.4 相近牌号
Refractaloy26（美）。
1.5 材料技术标准
抚高新87-1   GNS26（R-26）合金技术条件
HJ418   R-26高温合金紧固件毛坯技术条件
1.6 熔炼工艺
采用非真空感应炉电渣重炉、或真空感应炉电渣重炉熔炼工艺。
1.7 化学成分

元素	C	Cr	Ni	Co	Mo	Ti	Al
质量分数/%	≦0.08	16.00～20.00	35.00～39.00	18.00～22.00	2.50～3.50	2.50～3.00	≦0.25
元素	Fe	B	Si	Mn	P	S
质量分数/%	余	0.001-0.010	≦1.50	≦1.00	≦0.030	≦0.030

1.8 热处理制度
固溶温度：1080℃；780℃保温20小时

2 物理、弹性和化学性能
2.1 熔化温度范围
2.2 相变点
2.3 热导率
2.4 电阻率（表2-1）
表2-1

θ/℃	20	400	500	600	700
ρ/（106Ω? m）	1.057	1.179	1.209	1.232	1.246

2.5 热扩散率
2.6 比热容
2.7 线膨胀系数（表2-2）
表2-2

θ/℃	20～100	20～400	20～500	20～600	20～700
α/（10-6℃-1）	10.919	13.200	13.875	14.419	15.145

2.8 密度
ρ=8.20g/cm3[1]
2.9 磁性能
2.10 弹性性能（表2-3）
表2-3

θ/℃	20	400	500	600	700
E/GPa	221.44	193.00	184.86	175.83	169.26

2.11 化学性能

3 力学性能
3.1 供货技术标准
3.1.1 技术标准规定的性能（表3-1）
表3-1

标准号	品种	热处理	室温性能					持久性能
			σb/MPa	σP0.2/MPa	δ5/%	ψ/%	硬度	θ/℃	σ/MPa	τ/h
	锻、轧材	标准热处理	≧1000	≧550	≧15	≧20	HRC 26～35.5	566	600	≧100
								649	380	≧100
HJ418	紧固件毛坯	标准热处理	≧1000	≧550	≧15	≧20	HB 331～262	-	-	-

3.1.2  生产检验数据、基值和设计许用值
3.2 短时力学性能
3.2.1  硬度
各品种经标准热处理，20℃。HRC为26～35
3.2.2  冲击性能
合金不同温度的冲击韧性见表3-2
表3-2

热处理	标准热处理
θ/℃	20	550	650	750	850
α/（J/cm2）	114.25	128.12	143.75	131.25	162.50

3.2.3  压缩性能
3.2.4  扭转性能
3.2.5  剪切性能
3.2.6  拉伸性能
3.2.6.1  棒材不同温度的拉伸性能见表3-3
表3-3

取样	θ/℃	σb/MPa	σP0.2/MPa	δ5/%	ψ/%
棒材标准热处理	20	1140	643	31.0	48.6
	300	1028	583	24.4	51.0
	450	998	572	26.0	49.4
	550	988	565	24.0	45.0
	650	890	550	40.6	61.4
	750	645	543	56.8	69.6
	850	355	325	89.4	8.3

3.2.6.2 棒材经550℃长期时效，不同时效时间的室温拉伸性能见表3-4
表3-4

取样	时效规范		室温拉伸
取样	θ/℃	t/h	σb/MPa	σP0.2/MPa	δ5/%	ψ/%
棒材标准热处理	-	-	1205	715	28.7	50.7
	-	-	1185	700	28.0	43.3
	550	100	1160	655	29.6	49.8
		100	1200	710	28.2	48.7
		500	1195	700	28.0	50.8
取样	时效规范		室温拉伸
取样	θ/℃	t/h	σb/MPa	σP0.2/MPa	δ5/%	ψ/%
棒材标准热处理	550	500	1215	720	29.3	50.2
		1000	1270	750	28.2	43.4
		1000	1225	750	27.3	49.7
		3000	128.3	806	24.5	43.3
		3000	128.6	798	26.4	49.1

3.3 持久和蠕变性能
3.3.1 持久性能
3.3.1.1 棒材不同温度的光滑和缺口持久性能见表3-5

表3-5

取样	θ/℃	σ/MPa	τ/h	δ5/%	ψ/%	τH?/h
棒材标准热处理	540	735	841	27.2	42.7	≧4000
	540	686	≧4000	-	-	≧4000
	570	745	127.92	18.58	31.46	≧588
			116.75	21.13	61.03	≧680
			87.47	40.00	53.70	-
		686	123	-	-	1222.85
		686	135	-	-	1222.67
	650	392	1230.92	-	-	1936
?缺口半径r=0.5mm

3.3.1.2 棒材经570℃、745MPa应力时效，不同时效时间的光滑和缺口持久性能见表3-6
表3-6

取样	570℃、745MPa应力时效t/h	τ/h	δ5/%	ψ/%	τH?/h
棒材标准热处理	-	127.92	18.58	31.46	≧588
	-	116.75	21.13	61.03	≧680
	100	160.00	26.67	29.18	-
	100	216.50	14.06	19.46	-
	500	152.50	26.00	47.70	≧657
	500	215.67	19.00	29.74	≧680
	1000	146.07	20.33	51.94	≧210
		204.58	32.46	29.34	≧300
		299.83	24.78	37.30	-
	3000	293.58	32.58	29.20	≧657
	3000	278.58	21.85	27.05	≧658
?缺口半径r=0.5mm

3.3.2 蠕变性能
3.3.2.1 棒材537℃和570℃、不同应力的蠕变性能见表3-7
表3-7

取样	θ/℃	σ/MPa	ε/（%/h）	t/h	εt/mm	εp/%
棒材标准热处理	537	343	0.1?10-5	3983	0.009	-
		372	0.5?10-5	3618	0.034	-
		412	0.1?10-5	3689	0.001	-
		451	0.37?10-5	4169	0.006	-
		490	0.4?10-5	3833	0.062	-
	570	570	0.1?10-5	100	0.1955	0.007

3.3.2.2 棒材537℃不同应力的蠕变曲线见图3-1

图3-1

3.3.2.3 棒材经550℃?3000h时效，570℃的蠕变性能见表3-8
表3-8

取样	θ/℃	σ/MPa	ε/（%/h）	t/h	εt/mm	εp/%
棒材标准热处理 550℃?3000h/AC	570	353	0.1?10-5	100	0.1955	0

3.4 疲劳性能
3.4.1 高周疲劳
锻轧材室温旋转弯曲光滑和缺口疲劳极限见表3-9
表3-9

取样	光滑疲劳		缺口疲劳
取样	σ-1/MPa	Nf/周	σ-1H?/MPa	Nf/周
锻轧材标准热处理	450	4.0?105	382	7.7?105
	431	5.8?105	343	9.2?106
	431	5.4?105	343	6.0?106
	392	1.4?106	323	2.0?106
	372	1.5?106	314	1.5?106
	372	1.4?106	314	1.0?106
	363	7.4?106	304	1.09?107
	353	1.0?107	-	-
?缺口试样r=0.5mm，Kt=2.28
注：5000r/min；R=－1；d=4.0mm试样

3.4.2 低周疲劳
3.4.3 特种疲劳
3.5 裂纹扩展速率
3.6 断裂韧度
3.7 松弛性能
棒材不同温度的拉伸应力松弛性能见表3-10
表3-10

取样	538℃、初始σ0=308.91MPa		538℃、初始σ0=356.96MPa		566℃、初始σ0=356.96MPa
取样	t/h	残余应力/MPa	t/h	残余应力/MPa	t/h	残余应力/MPa
棒材标准热处理	0	308.91	0	356.96	0	356.96
	2	304.61	0.5	349.61	5	349.61
	8	299.60	28	347.12	9	344.33
	12	297.15	90	344.62	17	347.06
	48	294.70	110	347.12	33	345.88
	192	289.70	302	344.62	43	344.61
	250	282.25	402	347.12	91	344.16
	350	280.97	502	347.12	103	244.16
	400	277.24	602	347.12	127	344.61
	450	269.69	702	347.12	241	339.11
	500	268.42	802	347.12	287	332.15
	550	267.24	902	347.12	303	329.60
	600	264.69	1000	347.12	351	313.42
	850	262.24	-	-	400	304.59
	950	262.24	-	-	450	299.69
	1000	260.96	-	-	550	292.14
	-	-	-	-	650	294.69
	-	-	-	-	800	292.14
	-	-	-	-	900	292.14
	-	-	-	-	1000	288.41
注：1.应力松弛期间应变量（ε残）为0.021mm 2.应变标准为3μm

4 工艺性能与要求
4.1 成形工艺与性能
合金铸锭加热温度1140℃，保温3h，开锻温度1050℃，停锻温度≧950℃；方坯改锻加热温度1130℃，保温2h，开锻温度1050℃，终锻温度≧900℃。
4.2 工艺性能
4.3 焊接性能
4.4 零件热处理工艺
4.4.1 螺栓采用标准热处理工艺
4.4.2 汽封弹簧片热处理工艺：1025℃?13℃?1h/OQ＋730℃?8℃?44h/AC
4.5 表面处理工艺
4.6 切削加工与磨削性能
焊接加工时应低转速、少进刀、慢走刀。

5组织结构
5.1 相变温度
5.2 时间-温度-组织转变曲线
5.3典型组织
合金经标准热处理后的组织由γ基体、γ′相、TiC、TiN、M3B2型硼化物、M6C型碳化物组成。合金中的一次相主要是TiC和TiN，它们以夹杂物的形式沿加工方向分布，呈块或条状，个别呈带状。γ′相是合金的主要强化相，颗粒细小，呈弥散分布，ω（γ′）约占合金的10%。
合金经650℃?3000h时效后，γ′相有长大，晶界上发现有少量η相。

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GH2026