以铌为基加入一些铪和其他元素形成的铌合金。在二元相图上,铌和β-Hf形成置换固溶体。铪是一种元素,与铌中的氧和碳化合生成HfO2和HfC化合物,起弥散加强作用,同时降低缝隙元素的有害影响,改好铌合金的焊接性和涂层性能。
铌铪合金按加强方式分为两类:固溶加强合金和固溶加强与弥散加强相结合的合金。
铌铪合金具有良好的力学性能、焊接性制备方法及加工工艺 包括锭坯制备及塑性加工、焊接、热处理和涂层。锭坯制备及塑性加工 铌铪合金通常采用电子束熔炼和真空自耗电弧熔炼相结合的方法制备锭坯,然后在1200℃以上的温度下进行挤压或锻造开坯,于500℃以下的温度下进行轧制和拉拔等加工,可制成板、带、棒、线和锻件等产品。
合 金 | 试验温度/℃ | 抗拉强度/MPa | 屈服强度/MPa | 伸长率/% | 相当国外牌号 |
Nb-10Hf-1Ti |
室温 1093 1371 1482 1649 |
416.5 186.2 89.2 63.7 34.3 |
288 137.2 72 58.8 19.7 |
25 45 >70 >70 >70 |
C-103 |
Nb-28Hf-15W- 4Ta-2Zr-0.1C |
室温 1800 |
884.9 693.7 |
836.9 528.2 |
33 — |
WC3015 |
试验温度/℃ | 钨极氩气保护焊 | 电 子 束 焊 | ||||
抗拉强度/MPa | 伸长率/% | 弯曲角/(°) | 抗拉强度/MPa | 伸长率/% | 弯曲角/(°) | |
室温 1200 1600 |
416 168 55 |
26 10 25 |
72~180 |
465 168 29.4 |
28 42.4 132.5 |
>94 |
铌铪合金有良好的焊接性,通常采用钨极氩气保护焊接和电子束熔焊方法实现母体金属的连接,也可用这两种焊接方法完成铌铪合金跟钛和钛合金的焊接。焊缝的质量跟氩气纯度和真空度有关,通常氩气的纯度愈高,残余大气压力愈低,则焊缝质量愈好。
热处理:一般采用真空或惰性气体保护的退火处理和固溶时效处理。
图层:通常采用Cr-Ti-Si和Cr-Fe-Si系抗氧化涂层。加涂这两种涂层的铌铪合金在1371℃的空气中的抗氧化寿命在150h以上。
用途:主要用于液体火箭发动机辐射冷却喷管延伸段和推力室身部、空间发电系统熔融钠及钠钾合金压力管和涡轮泵、喷气发动机高温结构部件等。