GH159高溫合金

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GH159鈷基變形高溫合金

材料牌號：GH159（GH6159）
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（GH6159）。
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。

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。是目前綜合性能最好的航空發(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℃。
2.1.2?GH159熱導率??見表2-1。

2.4?GH159磁性能?合金在25℃時的磁導率為1.00265。
2.5?GH159化學性能?
2.5.1?GH159耐腐蝕性能?該合金具有極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(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。
三、GH159力學性能
GH159技術標準規(guī)定的性能?見表3-1。

四、GH159組織結構
4.1?GH159相變溫度?γ＋ε兩相區(qū)溫度范圍為540～700℃，540℃以下的γ相為亞穩(wěn)態(tài)。

4.2?GH159時間-溫度-組織轉變曲線
4.3?GH159合金組織結構?合金在上臨界溫度（約700℃）以上為穩(wěn)定的面心立方γ相，在下臨界溫度以下（約540℃）為穩(wěn)定的密排六方ε相；兩溫度之間為γ＋ε的兩相區(qū)。當合金從上臨界溫度冷卻到室溫時可保持亞穩(wěn)定態(tài)的γ相。當在室溫下進行冷變形時可誘發(fā)γ相到ε相的馬氏體型轉變。因此，合金經(jīng)固溶處理后全部為亞穩(wěn)定的γ相，在冷變形過程中部分γ相發(fā)生馬氏體相變轉變?yōu)榉€(wěn)定的ε相。所生成的ε相為薄片狀，在面心立方的γ相晶粒內呈交叉網(wǎng)狀分布。在隨后的時效過程中又在亞穩(wěn)定的γ相中析出Ni3X相。?
五、GH159工藝性能與要求
5.1?GH159成形性能
5.1.1?GH159合金鋼錠首先在1125～1180℃保溫18～36h進行均勻化處理以減小組織偏析和脆性σ相形成。合金鍛造開坯裝爐溫度不高于600℃，加熱溫度為1120℃±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。道次最大變形量不能超過20%。終軋溫度不低于950℃。熱軋后合金在1050～1070℃退火1h以得到均勻晶粒，便于后續(xù)冷變形加工。
5.1.2?GH159軋制棒材經(jīng)固溶處理后，經(jīng)堿、酸洗去氧化皮，再經(jīng)表面涂層處理后，進行冷拔變形。冷拔變形量為48%±1%。?