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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(chǔ)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)狀分布的片關(guān)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(yīng)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(yīng)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(yīng)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(shù)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(xié)上五高28-1993《高溫緊固件GH159合金合金冷拉棒材》
1.4、化學(xué)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、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(guī)格與供應(yīng)狀態(tài)
可以生產(chǎn)d5～25mm的冷拉棒材，狀態(tài)為冷拔態(tài)。
1.7、熔煉與鑄造工藝
合金采用真空感應(yīng)加真空電弧重熔的雙聯(lián)生產(chǎn)工藝。
1.8、應(yīng)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)關(guān)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。
物理及化學(xué)性能
2.1.1、熔化溫度范圍
1318℃
2.1.2、熱導(dǎo)率
表2-1
θ/℃ θ/℃ 100 200 300 400 500 600 700 800
λ/（W/（m·C）） 冷拔狀態(tài) 11.3 14.1 15.6 17.4 19.1 21.0 23.0 24.6
λ/（W/（m·C）） 冷拔+時效狀態(tài) 11.0 13.8 15.3 17.1 18.6 20.5 21.0 --
2.1.3、線膨脹系數(shù)
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、電性能
合金電阻率 見表2-3
θ/℃ 25 100 200 300 400 500 600
ρ/(10-6Ω.m) 冷拔狀態(tài) 1.033 1.059 1.086 1.118 1.151 1.201 1.236
冷拔+時效狀態(tài) 1.096 1.102 1.135 1.162 1.181 1.210 1.231
2.4、磁性能
合金在25℃時的磁導(dǎo)率為1.00265
2.5、化學(xué)性能
該合金具有較好的抗縫隙腐蝕和應(yīng)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(yīng)力腐蝕開裂的能力。
組織結(jié)構(gòu)
4.1、 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)定。
4.2、 合金組織結(jié)構(gòu)
合金在上臨界溫度（約為700℃）以上為穩(wěn)定的面心立方γ相，在下臨界溫度儀下（約為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(zhuǎn)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(zhuǎn)變?yōu)榉€(wěn)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(nèi)呈交叉網(wǎng)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(xù)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(jīng)冷搓絲加工螺紋。
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公安備案號21010302000002
