Укрепление маршрутов для ниобиевых сплавов

Основными способами упрочнения ниобия являются твердый раствор, осаждение и деформационная термообработка. В ниобиевых сплавах включение легирующих элементов вольфрама и молибдена может значительно повысить жаро- и низкотемпературную прочность, но слишком большое их количество снизит технологические характеристики сплава. Тантал является умеренно упрочняющим элементом и снижает температуру пластически-хрупкого перехода сплава. Другой способ упрочнения ниобиевых сплавов — добавление титана, циркония и гафния, а также определенного процента углерода для образования диффузной карбидной фазы для дисперсионного упрочнения. Кроме того, эти активные элементы могут улучшить другие свойства, например, титан может значительно улучшить стойкость к окислению и технологические характеристики сплава; гафний и цирконий позволяют улучшить стойкость сплава к коррозии расплавленных щелочных металлов; гафний может значительно улучшить стойкость к окислению и сварочные характеристики сплава. Высокопрочные ниобиевые сплавы обычно содержат большое количество элементов твердого раствора (вольфрам, молибден, тантал и др.) для твердорастворного упрочнения, а для придания сплавам высокой прочности применяют также дисперсионное упрочнение (см. Упрочнение металлов). Эти сплавы более сложны в пластической обработке и требуют строгого контроля параметров процесса деформирования. Сплавы средней прочности, помимо сплавов Nb-10W-1Zr-0.1C, содержащих карбидную дисперсионно-упрочняющую фазу, к среднему содержанию упрочняющих элементов в твердом растворе добавляют и другие разновидности для обеспечения который имеет отличную общую производительность. Можно гарантировать, что низкопрочные сплавы будут иметь отличную обрабатываемость при добавлении соответствующих количеств титана, циркония и гафния.

Ниобий имеет плохую стойкость к высокотемпературному окислению и начинает быстро окисляться при температуре около 600 градусов. Стойкость ниобия к окислению очень низкая, а стойкость ниобия к окислению очень низкая. Хотя разработка WC-3015 (Nb-15W-4Ta-28Hf-2Zr-0.1C), такого как высокопрочный ниобий сплавы с определенной степенью стойкости к окислению, но далекие от удовлетворения фактических требований, все еще должны полагаться на высокотемпературные устойчивые к окислению покрытия для защиты. Защита эффекта ниобиевого сплава лучше системы Si-Cr-Fe, системы Cr-Ti-Si и системы Al-Cr-Si.