Никелевый сплав N06155: химический состав, свойства, стандарты и применение

N06155 (N155, Multimet, UNS R30155) – деформируемый жаропрочный аустенитный сплав на железной основе, легированный хромом, никелем, кобальтом, молибденом, вольфрамом, ниобием и азотом. Сплав сохраняет высокую прочность до 732 °C и стойкость к окислению до 982 °C. Высокотемпературные свойства он получает после закалки, без старения. Из сплава изготавливают выхлопные трубы, детали форсажных камер, лопатки и валы турбин, высокотемпературный крепеж.

Ключевые характеристики сплава N06155

Обозначения сплава N155: R30155, N06155, 1.4971, SUH 661

Разные системы классифицируют сплав по-разному:

• UNS: R30155, торговое название Multimet;
• EN: нержавеющая сталь X12CrCoNi21-20 (1.4971) в EN 10088-1:2023;
• JIS: жаропрочная сталь SUH 661 по JIS G 4311:2019.

Если в спецификации указана другая марка, используйте для сверки эти обозначения.

Поставщики обозначают сплав и по-другому, в том числе как N06155. Префикс N в системе UNS принадлежит никелевым сплавам, но основа N155 - железо, поэтому такое обозначение сбивает с толку. В документах на поставку сверяйте, что сертификат ссылается на UNS R30155 и конкретный стандарт AMS, а не только на торговое обозначение.

Номера W.Nr. на сайтах поставщиков тоже расходятся: встречаются 1.4974 и 2.4964. Стандарту EN для этого состава соответствует номер 1.4971.

Химический состав N06155 по AMS 5532

Легирующие элементы, % по массе:

Примеси, % по массе, не более:

Особенность нормирования ниобия: AMS 5532 задает только суммарное содержание Nb+Ta 0,75-1,25 % без соотношения элементов. Исторически тантал считался равноценной заменой ниобия по массе. Поэтому в сертификатах двух плавок соотношение Nb и Ta может заметно различаться, и это не является отклонением.

Углерод нормируется по-разному для двух исполнений: 0,08-0,16 % для деформированного сплава и не более 0,20 % для литейного. Литейное исполнение не взаимозаменяемо с прокатом.

Почему N06155 не требует состаривания

Большинство жаропрочных никелевых сплавов, например GH4698, получают прочность при старении за счет γ'-фазы. N155 устроен иначе. Его прочность при высокой температуре определяют твердый раствор, упрочненный кобальтом, молибденом и вольфрамом, и азот с углеродом, связанные ниобием. Высокотемпературные свойства сплав получает после закалки при 1177 °C и от старения не зависят. Сплав склонен к наклепу, но на старение практически не реагирует.

Отсюда два практических следствия:

• после сварки: детали из N155 не нужно подвергать старению, свойства шва и основного металла определяются закалкой;
• при закупке: состояние поставки - главное, что нужно проверить; деформированные полуфабрикаты поставляют после закалки, и именно в этом состоянии сплав имеет расчетные свойства.

Стандарты AMS на сплав N06155

Кроме того, для сплава действуют AMS 5376 и MIL-E-17496. Для прутка, поковок и колец выпущено два стандарта, AMS 5768 и AMS 5769, поэтому в документах на поставку нужно указывать конкретный стандарт, по которому заказан металл.

Рабочие температуры и стойкость к окислению

N06155 применяют для нагруженных деталей при температурах до 732 °C и для деталей, работающих на окисление, до 982 °C. Разница между двумя пределами определяет выбор. Для силовой детали ориентир - 732 °C. Для экрана, патрубка или трубы, где главное - сопротивление образованию окалины, сплав работает до 982 °C.

Стойкость N155 к окислению высокая для своего класса, но ограниченная по меркам более поздних сплавов. По данным разработчиков, которые создали сплав ему на смену, у N155 умеренная стойкость к окислению, склонность к трещинам в зоне термического влияния при сварке и сравнительно широкий разброс механических свойств. Для новых проектов с рабочими температурами около верхнего предела эти ограничения учитывают при выборе материала.

Сварка и обработка сплава N06155

Сплав сваривается дуговыми и контактными способами, куется, обрабатывается резанием и холодной деформацией обычными методами. Для сварки выпускают согласованные присадочные материалы: проволоку по AMS 5794 и электроды по AMS 5795.

Два ограничения учитывают в технологии:

• зона термического влияния: при сварке в ней возможны трещины, поэтому процедуру сварки квалифицируют на конкретном изделии;
• наклеп: сплав заметно упрочняется при холодной деформации и резании, поэтому режимы резания и последовательность операций формообразования подбирают с учетом наклепа.

Применение сплава N06155

Основные направления:

• авиационные двигатели: выхлопные трубы и хвостовые конусы, лопатки, валы и роторы турбин, детали форсажных камер;
• крепеж: высокотемпературные болты;
• горячий тракт: выхлопные коллекторы и камеры сгорания авиационных и наземных турбин;
• двигатели внутреннего сгорания: выпускные клапаны.

Чтобы узнать цену на сплав N06155, укажите вид проката, размеры и объем заказа в форме по кнопке, в чате сайта, мессенджере и или электронном письме.