高温合金GH/NS
交期：30天
描述：GH6159是Co-Ni-Cr基沉淀硬化型变形高温合金，使用温度在600°C以下。合金加入镍、铬和钼元素进行固溶强化、加入铝、钛元素形成弥散γ′沉淀强化相，同时通过冷变形诱发产生网状ε相阻止位错长程运动而使合金强化。合金的形变硬化率高，在室温和高温具有超高强度、良好的塑韧性以及高的抗应力腐蚀能力。该合金是目前600°C以下长期使用的强度、抗剪切能力最高，综合性能最好的发动机紧固件用高温合金。供应的
规格：板，棒，带，线，管，可定制
GH6159高温合金
1合金介绍(铝钛元素偏高，如需要定购请与13472787990联系。)
1.1概述
GH6159是Co-Ni-Cr基沉淀硬化型变形高温合金，使用温度在600°C以下。合金加入镍、铬和钼元素进行固溶强化、加入铝、钛元素形成弥散γ′沉淀强化相，同时通过冷变形诱发产生网状ε相阻止位错长程运动而使合金强化。合金的形变硬化率高，在室温和高温具有超高强度、良好的塑韧性以及高的抗应力腐蚀能力。该合金是目前600°C以下长期使用的强度、抗剪切能力最高，综合性能最好的发动机紧固件用高温合金。供应的主要品种为深冷拔棒材。
1.2应用概况及特性
合金已用于制造先进航空发动机的封严盘和涡轮盘、高压压气机轴和高压涡轮轴连接的高承力螺栓，火箭发动机高承力螺栓，以及应力腐蚀环境下（如海洋环境）服役的超高强度螺栓等。
该合金在冶金生产时应严格控制冷拔变形得的道次变形量与其他工艺参数。变形量小会使强度不足；变形量太大.强度升高，但塑性降低。合金具有极好的抗缝隙腐蚀、抗应力腐蚀开裂以及抗氢脆能力。
1.3材料牌号
GH6159（GH159）。
1.4相近牌号
MP159（美）。
1.5材料技术标准
GB/T14992高温合金和金属间化合物高温材料的分类和牌号
C3S284高温紧固件用GH159合金冷拉棒材
Q/6S992高温紧固件用GH159合金冷拉棒材
协上五高28高温紧固件用GH159合金冷拉棒材
AMS5841B真空感应+真空自耗重熔，固溶热处理态
19Cr-36Co-25Ni-7.0Mo-0.5Nb-2.9Ti-0.2A1-9.0Fe耐蚀耐热合金棒材
AMS5842B真空感应+真空自耗重熔，固溶处理与冷变形强化
19Cr-36Co-25Ni-7.0Mo-0.5Nb-2.9Ti-0.2A1-9.0Fe耐蚀耐热合金棒材
1.6熔炼工艺
釆用真空感应炉+真空自耗重熔，或真空感应炉+电渣重熔+真空自耗重熔熔炼工艺。
1.7化学成分
摘自GB/T14992,见表1-1。
表1-1
元素 | C | Cr | Ni | Co | Mo | Al | Ti |
质量分数/% | ≤0.04 | 18.00〜20.00 | 余 | 34.00〜38.00 | 6.00〜8.00 | 0.10〜 0.30 | 2.50〜3.25 |
元素 | Fe | Nb | B | Mn | Si | P | S |
质量分数/% | 8.00〜10.00 | 0.25〜0.75 | ≤0.030 | ≤0.20 | ≤0.20 | ≤0.020 | ≤0.010 |
热处理制度
摘自C3S284、Q/6S992、AMS5841B和AMS5842B,热轧棒和冷拔棒的标准热处理制度为:
a）热轧棒固溶处理：（1040-1050）°C±15°C*（4~8）h/WQ；
b）冷拔棒完全处理包括：固溶±冷拔±时效：
固溶热处理：（1040-1050）°C±15°C* （4~8）h/WQ；
冷拔变形量：48%±1%；
时效热处理：（650〜675）°C±15°C* （4〜4.5）h/AC。
品种规格与供应状态
摘自C3S284、Q/6S992和AMS5841B。
1.9.1主要规格
D5mm〜25mm冷拉棒材。
1.9.2供应状态
冷拉棒材以冷拔状态供应。
2物理、弹性和化学性能
2.1熔化温度范围
2.2相变点
2.3热导率（表2-1）
表2-1E
θ/°C | 100 | 200 | 300 | 400 | 500 | 600 | 700 | 800 | ||
λ/[W/(m• °C)] | 冷拔棒 | 固溶±冷拔态 | 11.3 | 14.1 | 15.6 | 17.4 | 19.1 | 21.0 | 23.0 | 24.6 |
完全处理 | 11.0 | 13.8 | 15.3 | 17.1 | 18.6 | 20.5 | 21.0 | - | ||
2.4电阻率（表2-2）
表2-2
θ/°C | 25 | 100 | 200 | 300 | 400 | 500 | 600 | |
冷拔棒 | 固溶±冷拔态 | 103.3 | 105.9 | 108.6 | 111.8 | 115.1 | 120.1 | 123.6 |
完全处理 | 109.6 | 110.2 | 113.5 | 116.2 | 118.1 | 121.0 | 123.1 | |
取样 | θ/°C | 取样 | θ/°C | ||
冷拔棒 | 25〜100 | 14.3 | 冷拔棒 | 25〜500 | 14.9 |
25〜200 | 14.2 | 25〜600 | 15.1 | ||
25〜300 | 14.2 | 25〜700 | 16.0 | ||
25〜400 | 14.6 | 25〜800 | 18.2 |
2.5热扩散率
2.6比热容
2.7线膨胀系数（表2-3）
2.8密度：8.33
2.9磁性能
合金在25°C时，磁导率为1.00265
2.10弹性性能（表2-4）
2.11化学性能
2.11.1抗氧化性能
2.11.2耐腐蚀性能
合金具有极好的抗缝隙腐蚀和应力腐蚀开裂能力。在典型的氯化铁实验中无缝隙腐蚀和点蚀。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能力。
表2-4
取样 | θ/°C | Eb/GPa | G/GPa | μ | |||
固溶 | 完全处理 | 固溶 | 完全处理 | 固溶 | 完全处理 | ||
冷拔棒 | 20 | 222 | 243 | 81.38 | 89.82 | 0.32 | 0.32 |
100 | 209.5 | 230.3 | 78.91 | 87.85 | 0.33 | 0.31 | |
200 | 203.6 | 223.4 | 76.49 | 85.48 | 0.33 | 0.31 | |
300 | 195.9 | 217.7 | 73.76 | 82.13 | 0.33 | 0.33 | |
400 | 188.0 | 210.1 | 71.18 | 79.20 | 0.32 | 0.33 | |
500 | 182.4 | 204.0 | 68.84 | 77.09 | 0.32 | 0.32 | |
600 | 177.2 | 192.7 | 65.96 | 73.95 | 0.34 | 0.30 | |
3力学性能
3.1供货技术标准
3.1.1技术标准规定的性能(表3-1)
表3-1
标准号 | 品种 | 热处理 | 拉伸性能① | 室温硬度 | 持久性能麽 | |||||||
θ/°C | σb/MPa | σpo.2/MPa | δ5/% | ψ/% | θ/°C | σ/MPa | τ/h | δ5/% | ||||
≥ | ||||||||||||
≥ | ||||||||||||
AMS5841B | 热轧棒 | 固溶±磨光 | 20 | ≤1105 | ≤485 | 50 | 65 | ≥20 | - | - | - | - |
Q/6S992 | 冷拉棒 | 固溶±冷拔 | 20 | - | - | - | - | ≥38 | - | - | - | - |
完全处理 | 20 | 1795 | 1725 | 6 | 22 | ≥44 | 650 | 965 | τ≥τh | 5 | ||
595 | 1415 | 1310 | 5 | 15 | - | |||||||
当拉伸性能符合要求时，硬度不作为判废依据。
光滑-缺口组合试样。持久实验在23h后可加应力。
3.1.2生产检验数据、基值和设计许用值
3.2短时力学性能
3.2.1硬度
冷拔棒经不同处理，不同温度的硬度见表3-2,不同测定位置的室温硬度见表3-3。
3.2.2冲击性能
3.2.3压缩性能
3.2.4扭转性能
3.2.5剪切性能
θ/°C | 在以下状态，HV | ||
固溶+冷拔 | 完全处理 | ||
d10冷拔棒 | 20 | 405 | 437 |
200 | 370 | 409 | |
400 | 354 | 383 | |
550 | 342 | 368 | |
600 | 333 | 357 | |
3.2.6拉伸性能
3.2.6.1冷拔棒经不同处理，不同温度的拉伸性能见表3-4。
3.2.6.2冷拔棒不同温度的缺口拉伸性能见表3-5。
3.3持久和蠕变性能
3.3.1持久性能
冷拔棒650°C光滑和光滑-缺口组合试样的持久性能见表3-6。
取样/mm | 距表面的距离/ | 在以下状态，室温HV | |
固溶+冷拔 | 完全处理 | ||
D10冷拔棒 | 0.2 | 496 | 548 |
1.1 | 483 | - | |
2.0 | 475 | - | |
2.7 | 467 | - | |
4.0 | 457 | - | |
5.0 | 448 | 518 | |
表3-4
取样/mm | 状态 | θ/°C | σb/MPa | σpo.2/MPa | δ5/% | ψ/% |
D10 | 固溶 | 20 | 850 | 400 | 60 | 69 |
固溶+冷拔态 | 1585 | 1415 | 12 | 46 | ||
完全处理 | 1895 | 1825 | 8 | 15 | ||
完全处理 | 20 | 1917 | 1882 | 9 | 35 | |
260 | 1724 | 1655 | 8 | 31 | ||
370 | 1641 | 1551 | 8 | 27 | ||
480 | 1586 | 1503 | 9 | 22 | ||
595 | 1565 | 1482 | 8 | 20 | ||
705 | 1407 | 1282 | 15 | 46 | ||
815 | 896 | 690 | 34 | 65 |
表3-5
取样/mm | θ/°C | Kt | σbm/MPa | 取样/mm | θ/°C | Kt | σbm/MPa | ||
D10冷拔棒完全处理 | 20 | 6.1 | 2572 | 1.32 | D10冷拔棒完全处理 | 595 | 5.8 | 2103 | 1.37 |
260 | 6.0 | 2372 | 1.40 | 650 | 6.1 | 1993 | 1.31 | ||
370 | 6.1 | 2255 | 1.38 | 705 | 5.8 | 1958 | 1.38 | ||
480 | 6.1 | 2186 | 1.37 | - | - | - | - |
表3-6
取样 | 光滑试样 | 光滑-缺口组合试样，K,=3.8 | ||||||||||
650°C | 650°C | 675°C | ||||||||||
d10冷拔棒完全处理 | σ/MPa | τ/h | δ5/% | ψ/% | σ/MPa | τ/h | δ5/% | ψ/% | σ/MPa | τ/h | δ5/% | ψ/% |
690 | 815.0 | - | - | 965 | 156.4 | 18.4 | 26.9 | 862 | 52.4 | 27.5 | 48.6 | |
862 | 23.9 | - | - | 1034 | 39.2 | 16.2 | 45.8 | - | - | - | - | |
1034 | 8.3 | 22.5 | 27.9 | - | - | - | - | - | - | - | - | |
3. 3.2蠕变性能
3.3.4疲劳性能
3.4.1高周疲劳
冷拔棒不同温度的轴向拉-拉光滑疲劳性能见表3-7
表3-7
取样/mm | θ/°C | NF/周 | 取样/mm | θ/°C | NF/周 | ||
D10冷拔棒完全处理 | 20 | 931 | D10冷拔棒完全处理 | 550 | 716 | ||
400 | 833 | 736 | |||||
784 | 736 | ||||||
774 | 736 | ||||||
注：R=0.1；f=85Hz。 | |||||||
3.4.2低周疲劳
3.4.3特种疲劳
3.4.4裂纹扩展速
3.4.5断裂韧度
3.4.6松弛性能
冷拔棒不同温度的应力松弛曲线见图3-1。
4工艺性能与要求
4.1成形工艺与性能
锻造加热温度：1150°C±10°C，开锻温度21100°C终锻温度2900°C；合金热轧加热温度1150°C±10°C,保温30min〜60min,道次最大变形量不能超过20%,终轧温度2900°C。热轧后合金在1050°C〜1075°C退火lh以得到均匀晶粒.便于后续冷变形加工。热轧棒材经固溶处理后，经碱、酸洗去除氧化皮，再经表面涂层处理后，进行冷拔。冷拔变形量为48%±1%。
4.2工艺性能
4.3焊接性能
焊接性能同AISI304不锈钢，可用TIG工艺。焊接工艺见表4-1。
表4-118
焊接速度/(m/min) | 电流/A | 电压/V | 焊丝进给./(m/min) | 氩气流量/(L/min) |
0.14 | 100〜160 | 10 | 0.36〜0.56 | 5〜7 |
4.4零件热处理工艺
螺栓热锹后的时效热处理工艺为：(650〜675)°C*4h/AC。
4.5表面处理工艺
冷拉棒材经局部感应加热后热傲成螺帽后，表面再经冷搓丝加工螺纹。
4.6切削加工与磨削性能
合金可在冷拔状态或时效状态进行机加工。合金的冷拔态机加工工艺参数见表4-2。
表4-2[1]
操作 | 工具材料 | 工具几何形状 | 工具类型 | 切削深度/ | 走刀量 | 切削速度/ | 磨削厚度/ | 切削液 |
车削 | M42 | 纵向前角：0° | 5"〜8" 方形刀具 | 1.27 | 0.254mm/转 | 7620 | 0.508 | 乳化油 |
圆周铳和端铣 | M2 | 螺旋角：30° | 直径1"的四出 | 3.17 | 0.051mm/齿 | 19050 | 0.127 | 含硫 |
续表4-2
操作 | 工具材料 | 工具几何形状 | 工具类型 | 切削深度/ | 走刀量 | 切削速度/ | 磨削厚度/ | 切削液 |
钻孔 | T15 | 钻头角：118°螺旋角：29°间隙：7° | 直径1/4"二槽钻头 | 12.7 |
| 6350 | 0.305 | 氯化物 |
校孔 | M2 | 直出屑槽倒棱角：45°后角：7° | 六槽高速钢校刀 | 12.7 | 0.229mm/转 | 15240 | 0.1524 | 氯化物 |
攻丝 | Ml | 2个出屑槽，螺丝尖75%螺纹 | 5/16-24表面硬化丝锥 | 12.7 | - | 1270 | - | 氯化物 |
5组织结构
5.1相变温度
5.2时间-温度-组织转变曲线
5.3典型组织
合金在上临界温度（约700°C）以上的稳定态组织为面心立方γ相，在下临界温度以下（约540°C）的稳定态组织为密排六方ε相，在两温度之间为γ+ε两相区。但合金从上临界温度冷却到室温时仍可保持亚稳态的γ相基体。室温冷变形可在γ基体相中诱发马氏体型转变，产生大量稳定的薄片状ε相。网状ε相可阻止位错的长程运动，起到强化作用。深冷拔变形后再经时效处理，在亚稳定γ相基体中析出细小弥散的Ni3X强化相。固溶态合金在小冷变形量（10%）情况下沿｛111｝面所产生的薄片状ε相、层错与位错的典型组织见图5-1。
参考文献
略。。
