GH159高温合金 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**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**高强度紧固件。供应的主要品种是冷拉棒材。 GH159钴基高温合金 1.1、材料牌号 GH159 1.2、相近牌号 MP159 (美国) 1.3、材料的技术标准 Q/6S 992-1992《高温紧固件用GH159合金冷拉棒材》 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、化学成分 表1-1 C Cr Ni Co Mo 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、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、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、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、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,是目前综合性能较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**合金具有较好的综合性能。 物理及化学性能 2.1.1、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、密度 ρ=8.33g/cm3 2.3、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、磁性能 合金在25℃时的磁导率为1.00265 2.5、化学性能 该合金具有较好的抗缝隙腐蚀和应力腐蚀开裂的能力。在典型的氯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、 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、 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。 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**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**700℃,加热温度为1130℃±10℃,保温30~60min。道次较大变形量不**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、 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 合金京剧不敏感加热热镦成螺帽后,表面再经冷搓丝加工螺纹。