GH159鈷基變形高溫合金

材料牌號：GH159

美國牌號：MP159

一、GH159概述

GH159合金是在國外多相鈷基高溫合金（MP合金）的基礎上發(fā)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(fā)產(chǎn)生交叉網(wǎng)狀分布的片狀ε相來阻止位錯的長程運動而產(chǎn)生強化，再經(jīng)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(fā)動機的高溫緊固螺栓等零件，也可用于應力腐蝕環(huán)境下（如海洋大氣環(huán)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。

1.1 GH159材料牌號 GH159。

1.2 GH159相近牌號 MP159(美國)。

1.3 GH159材料的技術標準

1.4 GH159化學成分 見表1-1。

表1-1

%

C Cr Ni Co Mo Fe Ti Al Nb B Mn Si P S

不大于

≤0.04 18～20 余 34～38 6～8 8～10 2.5～3.25 0.1～0.3 0.25～0.75 0.03 0.20 0.20 0.02 0.01

1.5 GH159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 GH159品種規(guī)格與供應狀態(tài) 可以供應d5～25mm的冷拉棒材，供應狀態(tài)為冷拔態(tài)。

1.7 GH159熔煉與鑄造工藝 采用真空感應加真空電弧重熔的雙聯(lián)生產(chǎn)工藝。

1.8 GH159應用概況與特殊要求 該合金主要用于航空發(fā)動機的緊固件，在600℃下性能穩(wěn)定，可長期使用。是目前綜合性能的航空發(fā)動機緊固件材料。

合金主要是經(jīng)過冷變形誘發(fā)產(chǎn)生大量網(wǎng)狀分布的ε相進行強化。因此，對冷拔變形的工藝參數(shù)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。

二、GH159物理及化學性能

2.1 GH159熱性能

2.1.1 GH159熔化溫度范圍 熔點1318℃[1]。

2.1.2 GH159熱導率 見表2-1。

表2-1[1]

θ/℃ 100 200 300 400 500 600 700 800

λ/(W/m•℃) 冷拔狀態(tài) 11.3 14.1 15.6 17.4 19.1 21.0 23.0 24.6

冷拔＋時效狀態(tài) 11.0 13.8 15.3 17.1 18.6 20.5 21.0 -

2.1.3 GH159線膨脹系數(shù) 見表2-2(冷拔＋時效狀態(tài))。

表2-2[3]

θ/℃ 25～100 25～200 25～300 25～400 25～500 25～600 25～700 25～800

α/10-6℃-1 14.3 14.2 14.2 14.6 14.9 15.1 16.0 18.2

2.2 GH159密度 ρ=8.33g/cm3[2]。

2.3 GH159電性能 合金的電阻率見表2-3。

表2-3[1]

θ/℃ 25～100 25～200 25～300 25～400 25～500 25～600 25～700 25～800

α/10-6℃-1 14.3 14.2 14.2 14.6 14.9 15.1 16.0 18.2

2.4 GH159磁性能 合金在25℃時的磁導率為1.00265[2]。

2.5 GH159化學性能

2.5.1 GH159耐腐蝕性能 該合金具有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(fā)現(xiàn)縫隙腐蝕和點蝕。在擦鹽試驗中未發(fā)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。