Никель-ниобиевый мастер-сплав Описание
Никель-ниобиевый мастер-сплав (NiNb), состоящий из 60-65% ниобия и 35-40% никеля со строго контролируемыми примесями (Fe ≤0,5%, Al/Si ≤0,1%, C ≤0,05%, O ≤0,15%), служит преобразующей добавкой в суперсплавы на основе никеля, обеспечивая образование гамма-двойных преципитатов (γ'') (Ni₃Nb) в процессе термической обработки при старении.
Эти когерентные, дискообразные наноразмерные осадки (диаметром 10-50 нм) препятствуют движению дислокаций, обеспечивая исключительно высокую температурную прочность (>1000 МПа при 700°C) и сопротивление ползучести (ресурс разрыва >500 часов при 750°C/300 МПа). Низкое содержание кислорода в сплаве предотвращает образование оксидных включений, обеспечивая микроструктурную однородность, необходимую для усталостной прочности при термоциклировании (например, 10⁴ циклов при 800°C). Модифицированные NiNb суперсплавы демонстрируют превосходную устойчивость к окислению благодаря защитным хромово-оловянным чешуйкам, которые противостоят сульфидации и горячей коррозии в агрессивных средах, таких как выхлопные газы реактивных двигателей. В электрическом отношении ниобий повышает теплопроводность (12 Вт/м-К при 800°C) для эффективного отвода тепла в лопатках турбин, сохраняя при этом пластичность (удлинение 15-20%) благодаря уточненным границам зерен. Сплав плавится при 1 350-1 450°C, равномерно растворяясь в расплавах суперсплавов без сегрегации, а оптимизированное соотношение Nb/Ni обеспечивает полное осаждение γ'' без образования хрупкой фазы Лавеса. Области применения включают диски турбин Inconel 718, оболочку топлива ядерных реакторов и камеры тяги ракет, где NiNb продлевает срок службы на 3-5× выше, чем обычные сплавы, стабилизируя микроструктуру против огрубления при температуре до 850°C.
Области применения никель-ниобиевых сплавов
NiNb (60-65% Nb, 35-40% Ni) играет ключевую роль в аэрокосмических суперсплавах, таких как Inconel 718, где он образует гамма-двойные простые (γ'') преципитаты (Ni₃Nb) во время старения. Эти наноразмерные интерметаллиды обеспечивают исключительную высокотемпературную прочность (>1000 МПа при 700°C), сопротивление ползучести (ресурс разрыва >500 часов при 750°C) и устойчивость к окислению для дисков турбин реактивных двигателей, футеровки камер сгорания и сопел ракет. В энергетической инфраструктуре NiNb улучшает оболочку топлива ядерных реакторов и лопатки газовых турбин, противостоя радиационным повреждениям и термической усталости. Аддитивное производство использует порошки, модифицированные NiNb, для 3D-печати компонентов, требующих микроструктурной стабильности при температурах выше 800°C.
Упаковка никель-ниобиевых сплавов
Наша продукция упаковывается в индивидуальные картонные коробки различных размеров в зависимости от габаритов материала. Небольшие изделия надежно упаковываются в полипропиленовые коробки, в то время как крупные изделия помещаются в деревянные ящики. Мы обеспечиваем строгое соблюдение требований к упаковке и использование соответствующих амортизирующих материалов для обеспечения оптимальной защиты при транспортировке.
Упаковка: Картонная коробка, деревянный ящик или по индивидуальному заказу.
Пожалуйста, ознакомьтесь с деталями упаковки, предоставленными для справки.
Процесс производства
1.Метод тестирования
(1)Анализ химического состава - проверяется с помощью таких методов, как GDMS или XRF, для обеспечения соответствия требованиям к чистоте.
(2)Испытания механических свойств - включают в себя испытания на прочность на разрыв, предел текучести и удлинение для оценки характеристик материала.
(3)Контроль размеров - измерение толщины, ширины и длины для обеспечения соблюдения установленных допусков.
(4)Проверка качества поверхности - проверка на наличие дефектов, таких как царапины, трещины или включения, с помощью визуального и ультразвукового контроля.
(5)Испытание на твердость - определение твердости материала для подтверждения однородности и механической надежности.
Подробная информацияприведена в процедурах испытанийSAM .
Часто задаваемые вопросы о никель-ниобиевом сплаве
Q1. Почему стоит использовать NiNb вместо чистого ниобия?
Никелевая матрица NiNb обеспечивает более медленное и контролируемое растворение в расплавах сверхпрочных сплавов, предотвращая испарение Nb и обеспечивая однородное осаждение γ''. Чистый Nb подвержен риску сегрегации и неполной реакции.
Q2. Оптимальная норма добавления?
Обычно 2-5 мас. % в никелевых суперсплавах. Избыток Nb (>5%) может привести к образованию хрупких фаз Лавеса (например, NbNi₃), что снижает прочность.
Q3. Пределы содержания примесей?
Критические пределы: O ≤0,15% (предотвращает образование оксидных включений), C ≤0,05% (предотвращает хрупкость карбидов), S/P ≤0,02% (минимизирует горячее растрескивание).
Сопутствующая информация
1.общие методы подготовки
NiNb производится путем вакуумной индукционной плавки (VIM) или алюминотермического восстановления:
Процесс VIM: Ниобий высокой чистоты (99,95%) и электролитический никель загружаются в тигель из MgO под аргоном. Заряд индукционно нагревается до 1 600-1 650°C, гомогенизируется в течение 2-4 часов, затем разливается в слитки. Быстрое охлаждение (<100°C/мин) подавляет сегрегацию Nb.
Алюмотермия: Смесь концентрата Nb₂O₅, оксида никеля (NiO) и алюминиевого порошка поджигается в огнеупорном реакторе. В результате экзотермической реакции (2 200°C) оксиды превращаются в расплавленный сплав, дающий 60-65% Nb с <0,15% O. Шлак (Al₂O₃) отделяется после охлаждения.
Заключительные этапы включают дробление до кусков размером 10-50 мм, магнитную сепарацию для удаления остатков шлака.
Конвертеры и калькуляторы
