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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，使用温度范围540℃～570℃，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*，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、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时效或应力时效后，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
| 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
| 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
| 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
| 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
| 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 | 566 | 600 | ≧100 | |
649 | 380 | ≧100 | ||||||||
HJ418 | 紧固件毛坯 | 标准热处理 | ≧1000 | ≧550 | ≧15 | ≧20 | HB | - | - | - |
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
| 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
| θ/℃ | σb/MPa | σP0.2/MPa | δ5/% | ψ/% |
棒材 | 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℃时效，不同时效时间的室温拉伸性能见表3-4
表3-4
| 时效规范 | 室温拉伸 | ||||
θ/℃ | t/h | σb/MPa | σP0.2/MPa | δ5/% | ψ/% | |
棒材 | - | - | 1205 | 715 | 28.7 | 50.7 |
1185 | 700 | 28.0 | 43.3 | |||
550 | 100 | 1160 | 655 | 29.6 | 49.8 | |
1200 | 710 | 28.2 | 48.7 | |||
500 | 1195 | 700 | 28.0 | 50.8 | ||
取样 | 时效规范 | 室温拉伸 | ||||
θ/℃ | t/h | σb/MPa | σP0.2/MPa | δ5/% | ψ/% | |
棒材 | 550 | 500 | 1215 | 720 | 29.3 | 50.2 |
1000 | 1270 | 750 | 28.2 | 43.4 | ||
1225 | 750 | 27.3 | 49.7 | |||
3000 | 128.3 | 806 | 24.5 | 43.3 | ||
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
| θ/℃ | σ/MPa | τ/h | δ5/% | ψ/% | τH?/h |
棒材 | 540 | 735 | 841 | 27.2 | 42.7 | ≧4000 |
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 | ||
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
| 570℃、745MPa应力时效t/h | τ/h | δ5/% | ψ/% | τH?/h |
棒材 | - | 127.92 | 18.58 | 31.46 | ≧588 |
116.75 | 21.13 | 61.03 | ≧680 | ||
100 | 160.00 | 26.67 | 29.18 | - | |
216.50 | 14.06 | 19.46 | - | ||
500 | 152.50 | 26.00 | 47.70 | ≧657 | |
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 | |
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
| θ/℃ | σ/MPa | ε/（%/h） | t/h | εt/mm | εp/% |
棒材 | 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
| θ/℃ | σ/MPa | ε/（%/h） | t/h | εt/mm | εp/% |
棒材 | 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限见表3-9
表3-9
| 光滑疲劳 | 缺口疲劳 | ||
σ-1/MPa | Nf/周 | σ-1H?/MPa | Nf/周 | |
锻轧材 | 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
| 538℃、初始σ0=308.91MPa | 538℃、初始σ0=356.96MPa | 566℃、初始σ0=356.96MPa | |||
t/h | 残余应力/MPa | t/h | 残余应力/MPa | t/h | 残余应力/MPa | |
棒材 | 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 | ||||||
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。
GH2026数据由上海隆继金属集团全程提供，你可搜索更多了解上海隆继金属集团。
