GH159 紧固件：冷拔量与时效能叠加出多少强度？

GH159 是钴镍铬钼系多相强化超高强度合金，钴 34%~38%、铬 18%~20%、镍为余量、钼 6%~8%、铁 8%~10%、钛 2.5%~3.25%，密度 8.33 g/cm³。它的强度不靠单一热处理，而是冷拔变形加时效两段叠加；只订「时效态」而不写冷拔量，同一牌号能做出差别很大的强度。

强度是怎么叠出来的

冷拔把位错密度推高，形成加工硬化；随后的时效析出细小第二相，把位错钉住。两段叠加后强度远高于单靠时效的合金，这也是它在航空紧固件上站住的原因。冷拔量越大，强度越高，塑性越低；冷拔量不足，时效后强度上不去，只能靠加大截面补偿，重量又上去了。

为什么订单要写冷拔状态

同一牌号的棒材与丝材，冷拔减面率不同，力学性能差一大截。订货只写「GH159 棒材」，供方按常规减面率交货，需方按高强度件设计，结果就是强度不够。正确做法是写清冷拔态或冷拔加时效态、减面率范围、以及最终力学指标，三项一起进合同。

钛 2.5%~3.25% 与时效析出

钛是时效析出的主要元素，与镍形成 γ′ 相。钛偏低，时效后强度不足；钛偏高，析出相粗化加快，长期高温下强度衰减。0.75 个百分点的带宽在钴基合金里不算窄，复验时要按炉批测。铝 0.1%~0.3% 起辅助作用，含量低但对析出行为有影响。

热导 11.0~21.0 与冷拔摩擦热

冷拔加时效态的热导率在 100℃ 为 11.0 W/（m·℃），700℃ 为 21.0；冷拔态从 11.3 到 24.6。热导低意味着冷拔时摩擦热不易散出，模具与坯料温度上升快，润滑与道次安排要跟上，否则表面拉伤与模具磨损都会加剧。

膨胀 14.3~18.2 与装配

线膨胀系数在 25~100℃ 为 14.3×10⁻⁶/℃，25~800℃ 达到 18.2，其中 25~500℃ 段稳定在 14.9~15.1,700℃ 后明显抬升。与钢件或钛件组合时，按工作温度折算预紧力损失；高温紧固件的预紧力衰减，一部分就来自膨胀差。

缺口敏感与螺纹

超高强度合金的缺口敏感性强，螺纹牙底的圆角与表面质量直接影响疲劳寿命。滚压螺纹比车削螺纹的疲劳性能好，因为滚压引入残余压应力。热处理后再滚压，效果较好；先滚压再时效，效果会打折扣。工艺顺序要在图纸上写明。滚压前的坯料硬度也要控，硬度过高时螺纹牙型不饱满，过低时滚压后回弹大。装配时按预紧力而不是按扭矩拧紧，螺纹表面的润滑状态对扭矩系数影响很大，同一批件用不同润滑剂，预紧力能差出一截。

到货复验按四项

一是成分，钴、铬、钼、钛四项；二是力学，抗拉、屈服、伸长率与硬度，按冷拔加时效态测；三是低倍与表面，查折叠、拉痕与脱碳；四是尺寸，直径、椭圆度与定尺。四项里力学状态最容易出问题，因为试样是否经过与零件相同的冷拔与时效，合同里常没写。

强度是叠出来的，验收就要按叠加的两段分别核。上海熔恒特种合金有限公司常备 GH159 等钴基高温合金的棒材、丝材常规规格，现货直供，可按图纸零切下料与定尺加工，随货质保书与炉号可查，支持第三方复检与拿样。牌号与成分口径按 GB/T 14992 归口，物理与工艺数值参考公开资料，实测值以质保书为准。