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)。
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℃
GH159时间-温度-组织转变曲线
4.3 GH159合金组织结构 合金在上临界温度(约700℃)以上为稳定的面心立方γ相,在下临界温度以下(约540℃)为稳定的密排六方ε相;两温度之间为γ+ε的两相区。当合金从上临界温度冷却到室温时可保持亚稳定态的γ相。当在室温下进行冷变形时可诱发γ相到ε相的马氏体型转变。因此,合金经固溶处理后全部为亚稳定的γ相,在冷变形过程中部分γ相发生马氏体相变转变为稳定的ε相。所生成的ε相为薄片状,在面心立方的γ相晶粒内呈交叉网状分布。在随后的时效过程中又在亚稳定的γ相中析出Ni3X相
五、GH159工艺性能与要求
5.1 GH159成形性能
5.1.1 GH159合金钢锭首先在1125~1180℃保温18~36h进行均匀化处理以减小组织偏析和脆性σ相形成。合金锻造开坯装炉温度不高于600℃,加热温度为1120℃±10℃,时间不小于4h。开锻温度不低于1050℃,终锻温度不低于950℃.合金热轧开坯装炉温度不高于700℃,加热温度为1130℃±10℃,保温30~60min。道次变形量不能超过20%。终轧温度不低于950℃。热轧后合金在1050~1070℃退火1h以得到均匀晶粒,便于后续冷变形加工。
5.1.2 GH159轧制棒材经固溶处理后,经碱、酸洗去氧化皮,再经表面涂层处理后,进行冷拔变形。冷拔变形量为48%±1%。