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GH159鈷基高溫合金
GH159特性及應用領域概述：
該合金在國外多相鈷基高溫合金（MP合金）的基礎上發(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)產生交叉網關分布的片狀ε相來阻止位錯的長程運
動而產生的強化，再經過時效處理析出彌散的Ni3X相補充強化。該合金具有超高強度和良好的塑韌性和高
的應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。
GH159相近牌號：
MP159(美國)
一，GH159 化學成份：（GB/T14992-2005）
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C |
Cr |
Ni |
Co |
Mo |
Fe |
Ti |
Al |
Nb |
B |
Mn |
Si |
P |
S |
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【冶韓合金】不大于 |
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≤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
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GH159物理及化學性能
2.1 GH159熱性能
2.1.1 GH159熔化溫度范圍 熔點1318℃[1]。
2.1.2 GH159熱導率 見表2-1。
表2-1[1]
|
θ/℃ |
100 |
200 |
300 |
400 |
500 |
600 |
700 |
800 |
|
|
λ/(W/m·℃) |
冷拔狀態(tài) |
11.3 |
14.1 |
15.6 |
17.4 |
19.1 |
21.0 |
23.0 |
24.6 |
|
冷拔＋時效狀態(tài) |
11.0 |
13.8 |
15.3 |
17.1 |
18.6 |
20.5 |
21.0 |
- |
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2.1.3 GH159線膨脹系數 見表2-2(冷拔＋時效狀態(tài))。
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電性能 合金的電阻率見表2-3。
表2-3[1]
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θ/℃ |
25～100 |
25～200 |
25～300 |
25～400 |
25～500 |
25～600 |
25～700 |
25～800 |
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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℃時的磁導率為1.00265[2]。
2.5 GH159化學性能
2.5.1 GH159耐腐蝕性能 該合金具有極好的抗縫隙腐蝕和應力腐蝕開裂的能力。在典型的氯化鐵實驗中未發(fā)現縫隙腐蝕和點蝕。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力腐蝕開裂的能力。
三、GH159力學性能
GH159技術標準規(guī)定的性能 見表3-1。
表3-1
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品種 |
狀態(tài) |
取樣方向 |
拉伸性能 |
HRC |
持久性能 |
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θ/℃ |
σb/MPa |
σP0.2/MPa |
δ5/% |
φ/% |
θ/℃ |
σ/MPa |
t/h |
δ5/% |
||||
|
不小于 |
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冷拉棒材 |
冷拔＋時效 |
縱向 |
室溫 |
1795 |
1725 |
6 |
22 |
44 |
650 |
965 |
≥23 |
≥5 |
|
595 |
1415 |
1310 |
5 |
15 |
- |
|||||||
注：1 供應狀態(tài)的棒材硬度要求HRC≥23。
2 供應狀態(tài)的棒材經時效處理后，其拉伸、持久性能和硬度應符合表中規(guī)定的要求。當棒材的拉伸性
能符合要求時，硬度實驗結果不作為判廢依據。
3 持久性能可在光滑-缺口組合試驗上測定。試樣不應在23h內斷裂。試樣光滑部分拉斷后，其伸長率
應符合表中規(guī)定的要求。
4 可在棒材相鄰部位取樣并分別加工的光滑和缺口持久試樣上進行實驗。試樣不應在23h內斷裂；光
滑試樣斷裂后，應測定伸長率；缺口試樣可不拉斷。
5 持久實驗可在高于965MPa的應力下進行，但實驗過程中不能改變應力。實驗結果應符合表中規(guī)定
的要求。
6 經需方同意，在965MPa的應力下進行持久實驗至23h后，可每隔8～10h遞增應力35MPa，直至試
樣拉斷。實驗結果應符合表中規(guī)定的要求。
四、GH159組織結構
4.1 GH159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)態(tài)。
4.2 GH159時間-溫度-組織轉變曲線
4.3 GH159合金組織結構 合金在上臨界溫度（約700℃）以上為穩(wěn)定的面心立方γ相，在下臨界溫度以下（約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相的馬氏體型轉變。因此，合金經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)生馬氏體相變轉變?yōu)榉€(wěn)定的ε相。所生成的ε相為薄片狀，在面心立方的γ相晶粒內呈交叉網狀分布。在隨后的時效過程中又在亞穩(wěn)定的γ相中析出Ni3X相[4～7]。
