GH2696 的 800℃ 长期时效：棒状 Laves 相把使用温度压在 650℃

GH2696 是铁镍基沉淀强化合金，铬 10%~12.5%、镍 21%~25%、钼 1.0%~1.6%、钛 2.6%~3.2%、铝不超过 0.8%、碳不超过 0.10%，密度 7.93 g/cm³，弹性模量从 20℃ 的 186 GPa 降到 800℃ 的 109 GPa。热轧棒室温抗拉不低于 980 MPa，冷拉棒不低于 1250 MPa。

两种棒的 300 MPa 差距从哪来

热轧棒 980 MPa 与冷拉棒 1250 MPa 的差距，主要来自冷作硬化与晶粒细化，不是成分不同。冷拉棒的变形量大，晶粒沿轴向被拉长，位错密度高，强度上去而塑性下降；断面收缩 35% 比热轧棒的 12% 高，是冷拉工艺带来的组织均匀性。用冷拉棒做弹性件、用热轧棒做承力件，是这两档数据背后的用途分工。

Laves 相是 800℃ 的拦路虎

公开资料明确记录：800℃ 长期时效时晶界与晶内会析出大量棒状 Laves 相，强度和韧性明显下降。Laves 相是拓扑密堆相，硬而脆，在晶界连续分布时成为裂纹通道；它的析出还消耗钼与硅，让基体的固溶强化减弱。所以这支合金的使用温度被压在 650℃ 以下长期、750℃ 短时，不是强度不够，而是组织撑不住。

两段时效的温度衔接

棒材的制度是 1100℃ 保温 1~2 小时水冷，再 780℃ 保温 16 小时后炉冷至 650℃ 保温 16 小时空冷。780℃ 这一段析出主强化相，随后炉冷到 650℃ 再保温，是为了在不粗化的前提下补充析出并稳定组织。冷拉棒用的是 1100℃ 固溶加 750℃ 保温 16 小时后炉冷至 650℃ 保温 16 小时，起点温度低 30℃，对应冷拉组织的再结晶敏感性。

弹性模量的温度账

20℃ 的 186 GPa 到 500℃ 的 133 GPa、600℃ 的 128 GPa、700℃ 的 122 GPa、800℃ 的 109 GPa，降幅四成。弹簧与紧固件按室温模量算刚度，到 650℃ 工作点实际刚度只有室温的七成，预紧力与变形量都要重算。温度每升高 100℃，模量降 5~10 GPa，设计时用插值而不是取端点值。

紧固件的预紧力衰减

螺栓在高温下预紧力衰减有两个来源：材料的应力松弛与模量下降。两者叠加，650℃ 长期工作的螺栓，初始预紧力往往要按冷态值放大 20%~30%，并在结构上考虑碟簧或弹性补偿。用这支合金做 650℃ 以下的紧固件是它的经典用途，超过 700℃，蠕变松弛速率上升，Laves 相析出又让塑性变差，预紧力的可控性明显下降。

焊接与成形

这支合金的焊接工艺性能较好，可用氩弧焊、缝焊与点焊，焊后按制度做固溶加时效恢复性能。热加工塑性良好，可生产锻件、环件、棒材、板材、带材与丝材；冷成形时要考虑加工硬化快，分道次并安排中间退火。产品形态与热处理条款按 GB/T 25828、GB/T 25830 与 GJB 2611A 一类的棒材标准核对，带材与丝材另有 HB 5465、HB 5467 归口。

晶界在高温下是薄弱环节

铁镍基合金的晶界在 600℃ 以上比晶内更容易成为裂纹源：晶界强度随温度下降得快，晶内靠 γ′ 强化还在撑，两者的强度差就出来了。控制手段是让晶界有适量的碳化物或硼化物钉扎，同时把硫、磷、硅这些晶界偏聚元素压住。这支合金的碳上限 0.10%、硫上限 0.01%，正是为此设定的，硫高一点，持久寿命就断在晶界。

弹性件与紧固件的两种用法

同一种材料做弹簧与做螺栓，考核的指标不同：弹簧看应力松弛后的剩余弹力，螺栓看预紧力的保持率与螺纹的疲劳强度。弹簧件多用冷拉棒或冷拉丝，直径小、表面质量要求高，表面划伤会成为疲劳源；螺栓多用热轧棒或冷拉棒，螺纹的加工顺序影响 650℃ 的疲劳寿命，滚压螺纹比车削螺纹的疲劳强度高一档。订货时把用途写清，供货方才能给出对应的状态。