GH6159

GH6159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关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。

相近牌号

MP159

GH6159材料的技术标准

Q/6S 992-1992《高温紧固件用GH6159合金冷拉棒材》（北京航空材料研究所）

C3S 284-1993《高温紧固件GH6159合金合金冷拉棒材》

协上五高28-1993《高温紧固件GH6159合金合金冷拉棒材》

GH6159化学成分

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。

品种规格与供应状态

可以生产d5～25mm的冷拉棒材，状态为冷拔态。

熔炼与铸造工艺

合金采用真空感应加真空电弧重熔的双联生产工艺。

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2018年综合性能最好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关分布的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。

GH6159物理及化学性能

GH6159物理性能

（1）熔化温度范围

1318℃

（2）热导率

θ/℃ θ/℃ 100 200 300 400 500 600 700 800

λ/（W/（m·C）） 冷拔状态 11.3 14.1 15.6 17.4 19.1 21.0 23.0 24.6

λ/（W/（m·C）） 冷拔+时效状态 11.0 13.8 15.3 17.1 18.6 20.5 21.0 --

（3）线膨胀系数

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）电性能

合金电阻率

θ/℃ 25 100 200 300 400 500 600

ρ/(10-6Ω.m) 冷拔状态 1.033 1.059 1.086 1.118 1.151 1.201 1.236

冷拔+时效状态 1.096 1.102 1.135 1.162 1.181 1.210 1.231

（6）磁性能

合金在25℃时的导磁率为1.00265

GH6159化学性能

该合金具备不错的抗韧性断裂和应力腐蚀裂开的能力。在典型性的氯化铁试验中未发觉韧性断裂和缝隙腐蚀。在擦盐实验中未产生毁坏。更替预浸证实该合金具备优良的抗氢脆和应力腐蚀裂开的能力。

GH6159组织架构

改变温度

γ+ε两相区温度范畴为540~700℃，540℃下列的γ相为亚平稳。

GH6159合金组织架构

合金在上临界温度（约为700℃）之上为平稳的体心γ相，在下临界温度仪下（约为540℃）为平稳的密排六方ε相；两温度中间为γ+ε的两相区。当合金从上临界温度制冷到室内温度时可维持亚平稳态的γ相。当在室内温度下开展冷形变时可引起γ相到ε相的奥氏体型变化。因而，合金经时效处理后所有为亚平稳的γ相，在冷形变全过程中一部分γ相产生奥氏体改变变化为平稳的ε相。所转化成的ε相为波块状，在体心的γ相晶体内呈交叉式网状结构遍布。

GH6159成型性能

合金生产加工

合金铸钢件受到限制1125~1180℃隔热保温18~36h开展匀称化解决以降低机构缩松和延性σ相产生。合金煅造开坯温度不高过600℃，加温温度为120℃±10℃，時间不小于4h，开锻温度不低于1050℃，终锻温度不低于950℃。合金热扎开坯装炉温度不高过700℃，加温温度为1130℃±10℃，隔热保温30~60min。道次较大 形变量不超过20%。终轧温度不低于950℃。热扎后合金在1050~1075℃淬火1h以获得匀称晶体，有利于事后冷形变生产加工。

GH6159零件热处理工艺

螺栓的热处理工艺为650~675℃，4h时效处理，空冷。

GH6159表面处理工艺

合金间距不敏感加热热镦成螺帽后，表面再经冷搓丝加工螺纹。