GH159钴基高温合金
GH159特性及应用领域概述：
该合金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关分布的片状ε相来阻止位错的长程运
动而产生的强化，再经过时效处理析出弥散的Ni3X相补充强化。该合金具有超高强度和良好的塑韧性和高
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。
GH159相近牌号：
MP159(美国)
一，GH159 化学成份：（GB/T14992-2005）
|
C |
Cr |
Ni |
Co |
Mo |
Fe |
Ti |
Al |
Nb |
B |
Mn |
Si |
P |
S |
|
【冶韩合金】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
|
GH159物理及化学性能
2.1 GH159热性能
2.1.1 GH159熔化温度范围 熔点1318℃[1]。
2.1.2 GH159热导率 见表2-1。
表2-1[1]
|
θ/℃ |
100 |
200 |
300 |
400 |
500 |
600 |
700 |
800 |
|
|
λ/(W/m·℃) |
冷拔状态 |
11.3 |
14.1 |
15.6 |
17.4 |
19.1 |
21.0 |
23.0 |
24.6 |
|
冷拔＋时效状态 |
11.0 |
13.8 |
15.3 |
17.1 |
18.6 |
20.5 |
21.0 |
- |
|
2.1.3 GH159线膨胀系数 见表2-2(冷拔＋时效状态)。
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电性能 合金的电阻率见表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℃时的磁导率为1.00265[2]。
2.5 GH159化学性能
2.5.1 GH159耐腐蚀性能 该合金具有极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。
三、GH159力学性能
GH159技术标准规定的性能 见表3-1。
表3-1
|
品种 |
状态 |
取样方向 |
拉伸性能 |
HRC |
持久性能 |
|||||||
|
θ/℃ |
σb/MPa |
σP0.2/MPa |
δ5/% |
φ/% |
θ/℃ |
σ/MPa |
t/h |
δ5/% |
||||
|
不小于 |
||||||||||||
|
冷拉棒材 |
冷拔＋时效 |
纵向 |
室温 |
1795 |
1725 |
6 |
22 |
44 |
650 |
965 |
≥23 |
≥5 |
|
595 |
1415 |
1310 |
5 |
15 |
- |
|||||||
注：1 供应状态的棒材硬度要求HRC≥23。
2 供应状态的棒材经时效处理后，其拉伸、持久性能和硬度应符合表中规定的要求。当棒材的拉伸性
能符合要求时，硬度实验结果不作为判废依据。
3 持久性能可在光滑-缺口组合试验上测定。试样不应在23h内断裂。试样光滑部分拉断后，其伸长率
应符合表中规定的要求。
4 可在棒材相邻部位取样并分别加工的光滑和缺口持久试样上进行实验。试样不应在23h内断裂；光
滑试样断裂后，应测定伸长率；缺口试样可不拉断。
5 持久实验可在高于965MPa的应力下进行，但实验过程中不能改变应力。实验结果应符合表中规定
的要求。
6 经需方同意，在965MPa的应力下进行持久实验至23h后，可每隔8～10h递增应力35MPa，直至试
样拉断。实验结果应符合表中规定的要求。
四、GH159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相为亚稳态。
4.2 GH159时间-温度-组织转变曲线
4.3 GH159合金组织结构 合金在上临界温度（约700℃）以上为稳定的面心立方γ相，在下临界温度以下（约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相为薄片状，在面心立方的γ相晶粒内呈交叉网状分布。在随后的时效过程中又在亚稳定的γ相中析出Ni3X相[4～7]。
