GH6159

GH6159合金是在國(guó)外多相鈷基高溫合金（MP合金）的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的一種新型高強(qiáng)度多相鈷基高溫合金。它的主要特點(diǎn)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(lái)阻止位錯(cuò)的長(zhǎng)程運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生強(qiáng)化，再經(jīng)過(guò)時(shí)效處理析出彌散的Ni3X相補(bǔ)充強(qiáng)化。該合多金具有超高強(qiáng)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(qiáng)度的特性。該合金不僅可廣泛用于航空發(fā)動(dòng)機(jī)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(jī)用超高強(qiáng)度緊固件。供應(yīng)的主要品種是冷拉棒材。

相近牌號(hào)

MP159

GH6159材料的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

Q/6S 992-1992《高溫緊固件用GH6159合金冷拉棒材》（北京航空材料研究所）

C3S 284-1993《高溫緊固件GH6159合金合金冷拉棒材》

協(xié)上五高28-1993《高溫緊固件GH6159合金合金冷拉棒材》

GH6159化學(xué)成分

C≤0.04

Cr18～20

Ni余量

Co34～38

Mo6～8

Fe8～10

Ti2.5～3.25

Al0.1～0.3

Nb0.25～0.75

B≤0.03

Mn≤0.20

Si≤0.20

P≤0.02

S≤0.01

GH6159熱處理制度

固溶處理1040～1055℃,4～8h,水冷+在室溫進(jìn)行48%±1%的冷拔變形+時(shí)效處理650～675℃，4～4.5h，空冷。

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)。

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。

應(yīng)用概況與特殊要求

該合金主要用于航空發(fā)動(dòng)機(jī)的緊固件，在600℃下性能穩(wěn)定，可長(zhǎng)期使用，是2018年綜合性能最好的航空發(fā)動(dòng)機(jī)緊固件材料。

合金主要是經(jīng)過(guò)冷變形誘發(fā)產(chǎn)生大量網(wǎng)關(guān)分布的ε相進(jìn)行強(qiáng)化。因此，對(duì)冷拔變形的工藝參數(shù)要嚴(yán)格控制。變形量過(guò)小，強(qiáng)度不足，變形量太大，強(qiáng)度升高，但塑性降低。實(shí)踐證明，當(dāng)冷變形量控制在下限時(shí)合金具有較好的綜合性能。

GH6159物理及化學(xué)性能

GH6159物理性能

（1）熔化溫度范圍

1318℃

（2）熱導(dǎo)率

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(shí)效狀態(tài) 11.0 13.8 15.3 17.1 18.6 20.5 21.0 --

（3）線膨脹系數(shù)

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

（4）密度ρ=8.33g/cm3

（5）電性能

合金電阻率

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(shí)效狀態(tài) 1.096 1.102 1.135 1.162 1.181 1.210 1.231

（6）磁性能

合金在25℃時(shí)的導(dǎo)磁率為1.00265

GH6159化學(xué)性能

該合金具備不錯(cuò)的抗韌性斷裂和應(yīng)力腐蝕裂開(kāi)的能力。在典型性的氯化鐵試驗(yàn)中未發(fā)覺(jué)韌性斷裂和縫隙腐蝕。在擦鹽實(shí)驗(yàn)中未產(chǎn)生毀壞。更替預(yù)浸證實(shí)該合金具備優(yōu)良的抗氫脆和應(yīng)力腐蝕裂開(kāi)的能力。

GH6159組織架構(gòu)

改變溫度

γ+ε兩相區(qū)溫度范疇為540~700℃，540℃下列的γ相為亞平穩(wěn)。

GH6159合金組織架構(gòu)

合金在上臨界溫度（約為700℃）之上為平穩(wěn)的體心γ相，在下臨界溫度儀下（約為540℃）為平穩(wěn)的密排六方ε相；兩溫度中間為γ+ε的兩相區(qū)。當(dāng)合金從上臨界溫度制冷到室內(nèi)溫度時(shí)可維持亞平穩(wěn)態(tài)的γ相。當(dāng)在室內(nèi)溫度下開(kāi)展冷形變時(shí)可引起γ相到ε相的奧氏體型變化。因而，合金經(jīng)時(shí)效處理后所有為亞平穩(wěn)的γ相，在冷形變?nèi)^(guò)程中一部分γ相產(chǎn)生奧氏體改變變化為平穩(wěn)的ε相。所轉(zhuǎn)化成的ε相為波塊狀，在體心的γ相晶體內(nèi)呈交叉式網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)遍布。

GH6159成型性能

合金生產(chǎn)加工

合金鑄鋼件受到限制1125~1180℃隔熱保溫18~36h開(kāi)展勻稱(chēng)化解決以降低機(jī)構(gòu)縮松和延性σ相產(chǎn)生。合金煅造開(kāi)坯溫度不高過(guò)600℃，加溫溫度為120℃±10℃，時(shí)間不小于4h，開(kāi)鍛溫度不低于1050℃，終鍛溫度不低于950℃。合金熱扎開(kāi)坯裝爐溫度不高過(guò)700℃，加溫溫度為1130℃±10℃，隔熱保溫30~60min。道次較大 形變量不超過(guò)20%。終軋溫度不低于950℃。熱扎后合金在1050~1075℃淬火1h以獲得勻稱(chēng)晶體，有利于事后冷形變生產(chǎn)加工。

GH6159零件熱處理工藝

螺栓的熱處理工藝為650~675℃，4h時(shí)效處理，空冷。

GH6159表面處理工藝

合金間距不敏感加熱熱鐓成螺帽后，表面再經(jīng)冷搓絲加工螺紋。