GH761（新牌号GH2761）Fe-Ni-Cr基沉淀硬化型变形高温合金详解

一、化学成分与强化机理

GH761（国内新牌号GH2761，属Incoloy 901改进型Fe-Ni-Cr基沉淀硬化变形高温合金）长期使用温度不高于750℃，短时可承受800℃。其典型化学成分（质量分数）为：Ni 42.0%～45.0%、Cr 12.0%～14.0%、Fe为余量（约33%～38%）、W 2.80%～3.30%、Mo 1.40%～1.90%、Al 1.40%～1.85%、Ti 3.20%～3.65%、C 0.02%～0.07%、B≤0.015%、Ce≤0.030%、Si≤0.40%、Mn≤0.50%、P≤0.020%、S≤0.008%、Cu≤0.20%。合金以奥氏体Fe-Ni-Cr为基体，Cr提供表面Cr?O?氧化膜赋予900℃以下抗燃气腐蚀及抗应力腐蚀能力。其核心强化机制为沉淀硬化——通过较高含量的Al、Ti在时效过程中析出大量细小弥散的γ′相【Ni?(Al,Ti)】，有效控制Al/Ti比以优化γ′相数量与分布，实现主要沉淀强化；W、Mo原子半径大，产生***的固溶强化并提高再结晶温度与抗蠕变能力；微量B偏聚于晶界抑制晶界滑动与空洞形核，Ce净化晶界并改善氧化物润湿性。经长期时效试验（650～700℃×2000h）无有害新相析出，750℃×2000h仅析出少量Laves相，组织稳定性优良。

二、主要物理与力学性能

GH761密度约8.10 g/cm?，无磁性，熔点约1360～1390℃。典型物理参数为：20～800℃平均线膨胀系数15.7×10??/℃，热导率300～900℃范围内13.3～28.7 W/(m·K)，比热容100～800℃范围0.419～0.67 kJ/(kg·K)，弹性模量随温度升高由200℃时78.3 GPa降至800℃时57.8 GPa。经标准固溶+双级时效热处理后，室温抗拉强度Rm≥1125 MPa，屈服强度Rp0.2≥810～850 MPa，断后延伸率A≥9%～15%，断面收缩率Z≥12%～20%；650℃高温下抗拉强度仍≥930 MPa，屈服强度≥800 MPa，延伸率≥7%～8%；750℃时屈服强度仍可保持≥550 MPa，显示出优异的高温强度保持率与抗蠕变性能，低周疲劳及抗冷热疲劳性能良好。热加工温度范围为1080～1160℃，终锻温度不低于950℃，固溶态可进行冷成形，焊接性较好（推荐TIG或电子束焊，焊后需重新时效恢复强度），切削加工性能类似于其他沉淀硬化高温合金，宜采用低转速大进刀量。

三、热处理工艺与应用领域

GH761根据使用部位不同采用两种标准热处理制度：①非转动件（热轧棒材、环轧件、一般锻件）——1090℃±10℃保温2 h水冷＋850℃±10℃保温4 h空冷＋750℃±10℃保温24 h空冷；②转动件（涡轮盘等大锻件）——1120℃±10℃保温2 h水冷＋850℃±10℃保温4 h空冷＋750℃±10℃保温24 h空冷。提高固溶温度旨在使晶粒适度长大并充分溶解γ′相，满足转动件对断裂韧性和疲劳性能的更高要求。该合金主要应用于航空及舰船燃气发动机中750℃以下受高应力的重要承力转动及静止件：涡轮盘、压气机盘、鼓筒轴、涡轮机匣、整流叶片、高温精密螺栓与紧固件；工业燃气轮机中温承力环、螺栓；化工及核电领域750℃以下高温承力构件。因较GH4169（Inconel 718）使用温度上限更高（GH4169上限约650℃，GH2761可达750℃）且在同温区成本低于高Ni钴基合金，是600～750℃区间高性价比的大型盘件与紧固件材料。

总结

GH761（GH2761）是以γ′相沉淀硬化为主、W-Mo固溶强化为辅的Fe-Ni-Cr基变形高温合金，通过控制高Al/Ti比获得弥散γ′相，在750℃以下长期服役时兼具高屈服强度（室温≥810 MPa，750℃仍≥550 MPa）、优良抗蠕变与低周疲劳性能及良好组织稳定性。经固溶＋850℃一次时效＋750℃二次时效处理后，广泛用于航空发动机涡轮盘、压气机盘、鼓筒及高温紧固件等关键承力部件，是填补650～750℃使用温区、替代部分镍基合金以降低成本的成熟高温结构材料。