GH6159鈷基高溫合金
GH6159概述:
GH6159合金是在國外多相鈷基高溫合金(MP合金)的基礎上發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產生交叉網狀分布的片關ε相來阻止位錯的長程運動而產生強化,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、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動機的高溫緊固螺栓等零件,也可用于應力腐蝕環境下(如海洋大氣環境)服役的飛機用超高強度緊固件。
GH6159應用概況與特殊要求:
該合金主要用于航空發動機的緊固件,在600℃下性能穩定,可長期使用,是目前綜合性能好的航空發動機緊固件材料。
合金主要是經過冷變形誘發產生大量網關分布的ε相進行強化。因此,對冷拔變形的工藝參數要嚴格控制。變形量過小,強度不足,變形量太大,強度升高,但塑性降低。實踐證明,當冷變形量控制在下合金具有較好的綜合性能。
GH6159對應牌號:
GH6159 , GH159 ,MP159 (美國)
GH6159技術標準:
Q/6S 992-1992高溫緊固件用GH159合金冷拉棒材
C3S 284-1993高溫緊固件GH159合金冷拉棒材
28-1993高溫緊固件GH159合金冷拉棒材
AMS 5841B 真空感應+真空自耗重熔,固溶熱處理態
AMS 5842B 真空感應+真空自耗重熔,固溶處理與冷變形強化
GH6159化學成分:
C | Cr | Ni | Co | Mo | Fe | Ti |
≤0.04 | 18~20 | 余量 | 34~38 | 6~8 | 8~10 | 2.5~3.25 |
Al | Nb | B | Mn | Si | P | S |
0.1~0.3 | 0.25~0.75 | ≤0.03 | ≤0.20 | ≤0.20 | ≤0.02 | ≤0.01 |
GH6159熱處理制度:
固溶處理1040~1055℃,4~8h,水冷+在室溫進行48%±1%的冷拔變形+時效處理650~675℃,4~4.5h,空冷。
GH6159熔煉與鑄造工藝:
合金采用真空感應加真空電弧重熔的雙聯生產工藝。
GH6159熱導率:
θ/℃ | θ/℃ | 100 | 200 | 300 | 400 | 500 | 600 | 700 | 800 |
λ/(W/(m·C)) | 冷拔狀態 | 11.3 | 14.1 | 15.6 | 17.4 | 19.1 | 21.0 | 23.0 | 24.6 |
λ/(W/(m·C)) | 冷拔+時效狀態 | 11.0 | 13.8 | 15.3 | 17.1 | 18.6 | 20.5 | 21.0 | -- |
GH6159線膨脹系數:
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 |
GH6159密度:
ρ=8.33g/cm3
GH6159電性能:
合金電阻率
θ/℃ | 25 | 100 | 200 | 300 | 400 | 500 | 600 | |
ρ/(10-6Ω.m) | 冷拔狀態 | 1.033 | 1.059 | 1.086 | 1.118 | 1.151 | 1.201 | 1.236 |
冷拔+時效狀態 | 1.096 | 1.102 | 1.135 | 1.162 | 1.181 | 1.210 | 1.231 |
GH6159磁性能:
合金在25℃時的磁導率為1.00265
GH6159化學性能:
該合金具有較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現縫隙腐蝕和點蝕。在擦鹽試驗中未發生損壞。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。
GH6159相變溫度:
γ+ε兩相區溫度范圍為540~700℃,540℃以下的γ相為亞穩定。
GH6159組織結構:
合金在上臨界溫度(約為700℃)以上為穩定的面心立方γ相,在下臨界溫度儀下(約為540℃)為穩定的密排六方ε相;兩溫度之間為γ+ε的兩相區。當合金從上臨界溫度冷卻到室溫時可保持亞穩定態的γ相。當在室溫下進行冷變形時可誘發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定的γ相,在冷變形過程中部分γ相發生馬氏體相變轉變為穩定的ε相。所生成的ε相為波片狀,在面心立方的γ相晶粒內呈交叉網狀分布。
GH6159加工:
合金鋼錠受限制1125~1180℃保溫18~36h進行均勻化處理以減少組織偏析和脆性σ相形成。合金鍛造開坯溫度不高于600℃,加熱溫度為120℃±10℃,時間不小于4h,開鍛溫度不低于1050℃,終鍛溫度不低于950℃。合金熱軋開坯裝爐溫度不高于700℃,加熱溫度為1130℃±10℃,保溫30~60min。道次最大變形量不超過20%。終軋溫度不低于950℃。熱軋后合金在1050~1075℃退火1h以得到均勻晶粒,便于后續冷變形加工。
GH6159零件熱處理工藝:
螺栓的熱處理工藝為650~675℃,4h時效處理,空冷。
GH6159表面處理工藝:
合金不敏感加熱熱鐓成螺帽后,表面再經冷搓絲加工螺紋。
GH6159主要規格:
GH6159無縫管、GH6159鋼板、GH6159圓鋼、GH6159鍛件、GH6159圓環、GH6159焊管、GH6159鋼帶、GH6159直條、GH6159絲材及配套焊材、GH6159圓餅、GH6159扁鋼。
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