Verstärkungswege für Nioblegierungen

Die Hauptverfestigungsmethoden für Niob sind die Festlösungs-, Ausfällungs- und Verformungswärmebehandlung. In Nioblegierungen kann der Einschluss der Legierungselemente Wolfram und Molybdän die Hoch- und Tieftemperaturfestigkeit erheblich erhöhen, ein zu hoher Anteil verringert jedoch die Leistung des Legierungsprozesses. Tantal ist ein mäßig verstärkendes Element und senkt die plastisch-spröde Übergangstemperatur der Legierung. Eine andere Möglichkeit, Nioblegierungen zu verstärken, besteht darin, Titan, Zirkonium und Hafnium sowie einen bestimmten Prozentsatz Kohlenstoff hinzuzufügen, um eine diffuse Karbidphase zur Ausscheidungsverfestigung zu bilden. Darüber hinaus können diese aktiven Elemente andere Eigenschaften verbessern, beispielsweise kann Titan die Oxidationsbeständigkeit und Prozessleistung der Legierung erheblich verbessern; Hafnium und Zirkonium können die Korrosionsbeständigkeit der Legierung gegenüber geschmolzenen Alkalimetallen verbessern; Hafnium kann die Oxidationsbeständigkeit und Schweißleistung der Legierung erheblich verbessern. Hochfeste Nioblegierungen enthalten im Allgemeinen eine große Anzahl an Mischkristallelementen (Wolfram, Molybdän, Tantal usw.) zur Mischkristallverfestigung, außerdem wird eine Ausscheidungsverfestigung eingesetzt, um den Legierungen eine hohe Festigkeit zu verleihen (siehe Verfestigung von Metallen). Diese Legierungen sind schwieriger plastisch zu verarbeiten und erfordern eine strenge Kontrolle der Verformungsprozessparameter. Mittelfeste Legierungen enthalten zusätzlich zu Nb-10W-1Zr-0.1C-Legierungen Karbid-Ausscheidungsverfestigungsphasen, andere Sorten werden hinzugefügt, um den mittleren Gehalt der festen Lösungsverfestigungselemente sicherzustellen das hat eine hervorragende Gesamtleistung. Bei Legierungen mit geringer Festigkeit kann eine hervorragende Bearbeitbarkeit garantiert werden, sofern entsprechende Mengen an Titan, Zirkonium und Hafnium hinzugefügt werden.

Niob hat eine schlechte Oxidationsbeständigkeit bei hohen Temperaturen und beginnt bei etwa 600 Grad schnell zu oxidieren. Die Oxidationsbeständigkeit von Niob ist sehr gering und die Oxidationsbeständigkeit von Niob ist sehr gering. Obwohl die Entwicklung von WC-3015 (Nb-15W-4Ta-28Hf-2Zr-0.1C) wie hochfestem Niob Legierungen mit einem gewissen Grad an Oxidationsbeständigkeit, die jedoch bei weitem nicht den tatsächlichen Anforderungen entsprechen, müssen zum Schutz dennoch auf hochtemperaturbeständige Oxidationsbeschichtungen angewiesen sein. Der Schutz der Nioblegierungswirkung erfolgt durch eine bessere Beschichtung des Si-Cr-Fe-Systems, des Cr-Ti-Si-Systems und des Al-Cr-Si-Systems.