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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 %
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C
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Cr
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Ni
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Co
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Mo
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Fe
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Ti
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Al
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Nb
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B
|
Mn
|
Si
|
P
|
S
|
|
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不大于
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||||||||||||||
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≤0.04
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18～20
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余
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34～38
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6～8
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8～10
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2.5～3.25
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0.1～0.3
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0.25～0.75
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0.03
|
0.20
|
0.20
|
0.02
|
0.01
|
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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。是目前综合性能最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]
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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]
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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]
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θ/℃
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25～100
|
25～200
|
25～300
|
25～400
|
25～500
|
25～600
|
25～700
|
25～800
|
|
α/10-6℃-1
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14.3
|
14.2
|
14.2
|
14.6
|
14.9
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15.1
|
16.0
|
18.2
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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。
