GH159钴基变形高温合金

材料牌号：GH159

美国牌号：MP159

一、GH159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状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

1.4 GH159化学成分 见表1-1。

表1-1

%

C Cr Ni Co Mo Fe Ti Al Nb B Mn Si P S

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

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 可以供应d5～25mm的冷拉棒材，供应状态为冷拔态。

1.7 GH159熔炼与铸造工艺 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状分布的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。

二、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。