GH159高溫合金

GH159 合金是在國外多相鈷基高溫合金（MP合金）的基礎上發展起來的一種新型高強度多相鈷基高溫合金。它的主要特點是：利用冷變形首先在面心立方基體中誘發產生交叉網狀分布的片關ε相來阻止位錯的長程運動而產生強化，再經過時效處理析出彌散的Ni3X相補充強化。該合多金具有超高強度、良好的塑韌性和高的應力腐蝕抗力等綜合性能，并且在650℃的高溫下仍能保持其高強度的特性。該合金不僅可廣泛用于航空發動機的高溫緊固螺栓等零件，也可用于應力腐蝕環境下（如海洋大氣環境）服役的飛機用超高強度緊固件。供應的主要品種是冷拉棒材。

GH159鈷基高溫合金

1.1、材料牌號

GH159

1.2、相近牌號

MP159 (美國）

1.3、材料的技術標準

Q/6S 992-1992《高溫緊固件用GH159合金冷拉棒材》

C3S 284-1993《高溫緊固件GH159合金合金冷拉棒材》

協上五高28-1993《高溫緊固件GH159合金合金冷拉棒材》

1.4、化學成分

表1-1

1.5、熱處理制度

固溶處理1040～1055℃,4～8h,水冷+在室溫進行48%±1%的冷拔變形+時效處理650～675℃，4～4.5h，空冷。

1.6、品種規格與供應狀態

可以生產d5～25mm的冷拉棒材，狀態為冷拔態。

1.7、熔煉與鑄造工藝

合金采用真空感應加真空電弧重熔的雙聯生產工藝。

1.8、應用概況與特殊要求

該合金主要用于航空發動機的緊固件，在600℃下性能穩定，可長期使用，是目前綜合性能最好的航空發動機緊固件材料。

合金主要是經過冷變形誘發產生大量網關分布的ε相進行強化。因此，對冷拔變形的工藝參數要嚴格控制。變形量過小，強度不足，變形量太大，強度升高，但塑性降低。實踐證明，當冷變形量控制在下限時合金具有較好的綜合性能。

物理及化學性能

2.1.1、熔化溫度范圍

1318℃

2.1.2、熱導率

表2-1

2.1.3、線膨脹系數

表2-2

2.2、密度

ρ=8.33g/cm3

2.3、電性能

合金電阻率 見表2-3

2.4、磁性能

合金在25℃時的磁導率為1.00265

2.5、化學性能

該合金具有較好的抗縫隙腐蝕和應力腐蝕開裂的能力。在典型的氯化鐵實驗中未發現縫隙腐蝕和點蝕。在擦鹽試驗中未發生損壞。交替浸漬證明該合金具有良好的抗氫脆和應力腐蝕開裂的能力。

組織結構

4.1、 相變溫度

γ+ε兩相區溫度范圍為540~700℃，540℃以下的γ相為亞穩定。

4.2、 合金組織結構

合金在上臨界溫度（約為700℃）以上為穩定的面心立方γ相，在下臨界溫度儀下（約為540℃）為穩定的密排六方ε相；兩溫度之間為γ+ε的兩相區。當合金從上臨界溫度冷卻到室溫時可保持亞穩定態的γ相。當在室溫下進行冷變形時可誘發γ相到ε相的馬氏體型轉變。因此，合金經固溶處理后全部為亞穩定的γ相，在冷變形過程中部分γ相發生馬氏體相變轉變為穩定的ε相。所生成的ε相為波片狀，在面心立方的γ相晶粒內呈交叉網狀分布。

成形性能

5.1、 合金加工

合金鋼錠受限制1125~1180℃保溫18~36h進行均勻化處理以減少組織偏析和脆性σ相形成。合金鍛造開坯溫度不高于600℃，加熱溫度為120℃±10℃，時間不小于4h，開鍛溫度不低于1050℃，終鍛溫度不低于950℃。合金熱軋開坯裝爐溫度不高于700℃，加熱溫度為1130℃±10℃，保溫30~60min。道次最大變形量不超過20%。終軋溫度不低于950℃。熱軋后合金在1050~1075℃退火1h以得到均勻晶粒，便于后續冷變形加工。

5.2、 零件熱處理工藝

螺栓的熱處理工藝為650~675℃，4h時效處理，空冷。

5.3、 表面處理工藝

合金京劇不敏感加熱熱鐓成螺帽后，表面再經冷搓絲加工螺紋。