鈮合金強化途徑
鈮的主要強化途徑是固溶、沉澱和形變熱處理。
在鈮合金中,含有合金元素鎢和鉬可顯著提高其高溫和低溫強度,但含量過多則會降低合金工藝性能。
鉭是中等強化元素,且能降低合金的塑性-脆性轉變溫度。
鈮合金強化的另一個途徑是加入鈦、鋯和鉿以及一定比例的碳,形成彌散的碳化物相,進行沉澱強化。
此外,這些活性元素還能改善其他性能,如鈦可明顯改善合金的抗氧化和工藝性能;鉿和鋯可提高合金的抗熔融堿金屬腐蝕性能;鉿能顯著改善合金的抗氧化性能和焊接性能。
高強鈮合金一般都含有大量固溶元素(鎢、鉬、鉭等)進行固溶強化,同時也采用沉澱強化使合金具有高強度(見金屬的強化)。這些合金塑性加工較困難,需要嚴格控制變形工藝參數。
中強合金除 Nb-10W-1Zr-0.1C合金含有碳化物沉澱強化相外,其他品種是加入中等含量的固溶強化元素以保證具有優良的綜合性能。
低強合金只要加入適量的鈦、鋯和鉿,就可以保證合金具有優異的加工性能。
鈮的高溫抗氧化性能很差,在600℃左右就開始迅速氧化。雖然發展出像 WC-3015(Nb-15W-4Ta-28Hf-2Zr-0.1C)這樣的具有一定抗氧化性能的高強鈮合金,然而遠不能滿足實際要求,仍需依靠高溫抗氧化塗層來保護。保護鈮合金效果較好的是Si-Cr-Fe系、Cr-Ti-Si系和Al-Cr-Si系塗層。
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