上海雄鋼特種合金有限公司

GH159合金是根據(jù)美國MP159合金仿制的。MP159合金是70年代中期在MP35N合金基礎上發(fā)展起來的一種新型多相Ni-Co-Cr基高溫合金。這種合金的顯著特征是在非常高的強度水平下具有優(yōu)異的耐腐蝕性和耐應力腐蝕性。它既具有與高強度鋼相當?shù)膹姸?，又保持了低強度不銹鋼優(yōu)良的耐腐蝕性能?？梢哉fMP159合金是一種具有超高強度、高塑性和良好耐蝕性的多相合金。它是航空航天緊固件的最高品牌合金。

熱處理后，GH6159合金的室溫屈服強度和抗拉強度具有很高的值，在600 ~ 650℃的高溫下仍能保持其高強度特性，因此被廣泛應用于航空航天緊固件應用領域。高溫合金GH6159屬于鈷基固溶強化高溫合金，具有超高強度、優(yōu)異的耐蝕性和良好的塑性和韌性等特點。當溫度高于700℃(即合金的上臨界溫度)時，其合金組織轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂忻嫘牧⒎教卣鞯姆€(wěn)定γ相，當溫度降至540℃(即合金的下臨界溫度)以下時，變?yōu)榉€(wěn)定的六方ε相，其間有相應的兩相區(qū)。高溫合金GH6159與美標MP159合金相當，屬于由γ相、ε相和析出相Ni3X組成的多相鈷基高溫合金。固溶處理過程中，GH6159從高溫冷卻至室溫時，顯微組織主要為亞穩(wěn)γ相，在后續(xù)的冷變形過程中發(fā)生馬氏體相變(即γ相轉(zhuǎn)變?yōu)榉€(wěn)定的六方ε相)，時效過程中基體中出現(xiàn)析出相Ni3X群。

GH6159的成分特點是碳含量極低，鎳和鉻含量高。因此，該合金具有優(yōu)異的耐縫隙腐蝕和應力腐蝕開裂性能。

GH6159屬于鈷基高溫合金，其中鈷含量為34% ~ 38%。鈷基基體具有介于鐵鎳高溫合金和鎳基高溫合金之間的中間性質(zhì)，包括形成TCP相的傾向。鈷可以降低基體的層錯能，容易形成層錯，增加層錯寬度，所以延伸的位錯難以移動，即使位錯也難以交叉滑移，說明強度提高，可以引起固溶體強化。20世紀70年代末，鈷的價格大幅上漲。世界上一半的鈷儲量位于中非，這就導致了供應的可靠性，所以鈷的價格已經(jīng)漲到了不可持續(xù)的地步。降低合金中的鈷含量不影響屈服和抗拉強度，但對應力持久性能影響較小，可以細化晶粒尺寸補償持久性能。同時還發(fā)現(xiàn)，在降低鈷含量的情況下，增加鋁和鈦的含量也能產(chǎn)生相同數(shù)量的γ′相。鈷含量確實對應力耐久壽命有影響，并且這種影響在設計用于圓盤應用的合金中尤其強烈。唯一共同的結論是，鈷含量對合金持久性能的影響與其Al-Ti比有很強的相關性，當Al-Ti比小于1.0時，影響最大。鈷可以改變γ′的粗化和體積分數(shù)，但其機制尚不清楚。一般認為，鈷的加入可以抵消析出相的過時效和溶解，增加γ′的體積分數(shù)。一項研究得出結論，鈷提高了Al+Ti在γ基體中的溶解度，超過1100°C，并允許更高體積分數(shù)的γ′在老化過程中沉淀。另一個結論是鈷降低了Al+Ti在低溫下的溶解度，也導致了較高γ′體積分數(shù)的時效。Al-Ti高溫溶解度的提高不僅增加了合金的γ′體積分數(shù)，而且有利于合金的熱加工。

GH6159碳含量很低，鎳和鉻含量很高。該合金對縫隙腐蝕和應力腐蝕開裂具有優(yōu)異的耐腐蝕性。熱處理后，室溫屈服強度和抗拉強度都很高，在600 ~ 650℃高溫下仍能保持其高強度特性。室溫屈服強度和抗拉強度分別高于1725MPa和1794MPa，650℃持久強度高于965MPa。