GH6159

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。該合多金具有超高強度、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。供應的主要品種是冷拉棒材。

相近牌號

MP159

GH6159材料的技術標準

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》

協上五高28-1993《高溫緊固件GH6159合金合金冷拉棒材》

GH6159化學成分

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+在室溫進行48%±1%的冷拔變形+時效處理650～675℃，4～4.5h，空冷。

品種規格與供應狀態

可以生產d5～25mm的冷拉棒材，狀態為冷拔態。

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。

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2018年綜合性能最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限時合金具有較好的綜合性能。

GH6159物理及化學性能

GH6159物理性能

（1）熔化溫度范圍

1318℃

（2）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 --

（3）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

（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 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

（6）磁性能

合金在25℃時的導磁率為1.00265

GH6159化學性能

該合金具備不錯的抗韌性斷裂和應力腐蝕裂開的能力。在典型性的氯化鐵試驗中未發覺韌性斷裂和縫隙腐蝕。在擦鹽實驗中未產生毀壞。更替預浸證實該合金具備優良的抗氫脆和應力腐蝕裂開的能力。

GH6159組織架構

改變溫度

γ+ε兩相區溫度范疇為540~700℃，540℃下列的γ相為亞平穩。

GH6159合金組織架構

合金在上臨界溫度（約為700℃）之上為平穩的體心γ相，在下臨界溫度儀下（約為540℃）為平穩的密排六方ε相；兩溫度中間為γ+ε的兩相區。當合金從上臨界溫度制冷到室內溫度時可維持亞平穩態的γ相。當在室內溫度下開展冷形變時可引起γ相到ε相的奧氏體型變化。因而，合金經時效處理后所有為亞平穩的γ相，在冷形變全過程中一部分γ相產生奧氏體改變變化為平穩的ε相。所轉化成的ε相為波塊狀，在體心的γ相晶體內呈交叉式網狀結構遍布。

GH6159成型性能

合金生產加工

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

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

合金間距不敏感加熱熱鐓成螺帽后，表面再經冷搓絲加工螺紋。