江西GH159钴基高温合金锻件厂

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概述

GH159 合金是在国外多相钴基高温合金（MP合金）的基础上发展起来的一种新型高强度多相钴基高温合金。它的主要特点是：利用冷变形首先在面心立方基体中诱发产生交叉网状分布的片关ε相来阻止位错的长程运动而产生强化，再经过时效处理析出弥散的Ni3X相补充强化。该合多金具有超高强度、良好的塑韧性和高的应力腐蚀抗力等综合性能，并且在650℃的高温下仍能保持其高强度的特性。该合金不仅可广泛用于航空发动机的高温紧固螺栓等零件，也可用于应力腐蚀环境下（如海洋大气环境）服役的飞 机用超高强度紧固件。供应的主要品种是冷拉棒材。

1.1、GH159材料牌号

GH159

1.2 GH159相近牌号

MP159 (美国）

1.3、GH159材料的技术标准

Q/6S 992-1992《高温紧固件用GH159合金冷拉棒材》（北京航空材料研究所）

C3S 284-1993《高温紧固件GH159合金合金冷拉棒材》

协上五高28-1993《高温紧固件GH159合金合金冷拉棒材》

1.4、GH159化学成分

表1-1

C	Cr	Ni	C0	M0	Fe	Ti
≤0.04	18～20	余量	34～38	6～8	8～10	2.5～3.25

Al	Nb	B	Mn	Si	P	S
0.1～0.3	0.25～0.75	≤0.03	≤0.20	≤0.20	≤0.02	≤0.01

1.5、GH159热处理制度

固溶处理1040～1055℃,4～8h,水冷+在室温进行48%±1%的冷拔变形+时效处理650～675℃，4～4.5h，空冷。

1.6、GH159品种规格与供应状态

可以生产d5～25mm的冷拉棒材，状态为冷拔态。

1.7、GH159熔炼与铸造工艺

   合金采用真空感应加真空电弧重熔的双联生产工艺。

1.8、GH159应用概况与特殊要求

该合金主要用于航空发动机的紧固件，在600℃下性能稳定，可长期使用，是目前综合性能好的航空发动机紧固件材料。

合金主要是经过冷变形诱发产生大量网关分布的ε相进行强化。因此，对冷拔变形的工艺参数要严格控制。变形量过小，强度不足，变形量太大，强度升高，但塑性降低。实践证明，当冷变形量控制在下限时合金具有较好的综合性能。

GH159物理及化学性能

2.1、GH159热性能

2.1.1、GH159熔化温度范围

  1318℃

2.1.2、热导率

表2-1

θ/℃	θ/℃	100	200	300	400	500	600	700	800
λ/（W/（m·C））	冷拔状态	11.3	14.1	15.6	17.4	19.1	21.0	23.0	24.6
λ/（W/（m·C））	冷拔+时效状态	11.0	13.8	15.3	17.1	18.6	20.5	21.0	--

2.1.3、线膨胀系数

表2-2

θ/℃	25～100	25～200	25～300	25～400	25～500	25～600	25～700	25～800
α/10-6C-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

2.3、GH159电性能

  合金电阻率 见表2-3

θ/℃	25	100	200	300	400	500	600
ρ/(10-6Ω.m)	冷拔状态	1.033	1.059	1.086	1.118	1.151	1.201	1.236
冷拔+时效状态	1.096	1.102	1.135	1.162	1.181	1.210	1.231

2.4、GH159磁性能

  合金在25℃时的磁导率为1.00265

2.5、化学性能

2.5.1、耐腐蚀性能

该合金具有较好的抗缝隙腐蚀和应力腐蚀开裂的能力。在典型的lu化铁实验中未发现缝隙腐蚀和点蚀。在擦盐试验中未发生损坏。交替浸渍证明该合金具有良好的抗氢脆和应力腐蚀开裂的能力。

组织结构

4.1、GH159相变温度

  γ+ε两相区温度范围为540~700℃，540℃以下的γ相为亚稳定。

4.2、 时间-温度-组织转变曲线

4.3、 合金组织结构

合金在上临界温度（约为700℃）以上为稳定的面心立方γ相，在下临界温度仪下（约为540℃）为稳定的密排六方ε相；两温度之间为γ+ε的两相区。当合金从上临界温度冷却到室温时可保持亚稳定态的γ相。当在室温下进行冷变形时可诱发γ相到ε相的马氏体型转变。因此，合金经固溶处理后全部为亚稳定的γ相，在冷变形过程中部分γ相发生马氏体相变转变为稳定的ε相。所生成的ε相为波片状，在面心立方的γ相晶粒内呈交叉网状分布。

GH159成形性能

5.1、 合金加工

合金钢锭受限制1125~1180℃保温18~36h进行均匀化处理以减少组织偏析和脆性σ相形成。合金锻造开坯温度不高于600℃，加热温度为120℃±10℃，时间不小于4h，开锻温度不低于1050℃，终锻温度不低于950℃。合金热轧开坯装炉温度不高于700℃，加热温度为1130℃±10℃，保温30~60min。道次最大变形量不超过20%。终轧温度不低于950℃。热轧后合金在1050~1075℃退火1h以得到均匀晶粒，便于后续冷变形加工。

5.2、GH159零件热处理工艺

螺栓的热处理工艺为650~675℃，4h时效处理，空冷。

5.3、 表面处理工艺

合金不敏感加热热镦成螺帽后，表面再经冷搓丝加工螺纹。

 

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