铌合金

摘要： 由于铌合金材料的特殊物理化学性能,目前切削加工中多采用去离子水作为切削液,但其润滑性能较差。本文提出用二维纳米材料改性水基切削液的方式来调控铌合金材料的切削加工过程。利用摩擦磨损试验机开展了去离子水与不同类型二维纳米材料改性水基切削液的球-盘摩擦副摩擦磨损试验,优化得到了局域内最优的二维纳米材料改性切削液。利用单点金刚石车床开展了铌合金材料的切削加工试验,结果表明,0.1%质量分数的氧化石墨烯改性水基切削液具有优异的作用效果,切削加工表面粗糙度值由约200nm降至约40nm,表面质量提升了约80%。利用有限元仿真软件研究了不同摩擦系数下的切削加工过程,论证了降低刀具-工件-切削液体系下摩擦系数的重要性,该研究对提升铌合金材料零部件切削加工表面质量具有非常重要的指导意义。

摘要： 铌及其合金具有高熔点、低密度、良好的高温强度等特点,被广泛应用于航天航空、核工业等领域,但其较弱的抗氧化性能是工程化应用的瓶颈。文章首先阐述了铌合金的高温应用的问题,从合金化和表面涂层防护两个方面介绍了铌合金表面处理技术的发展以及应用优缺点。铌合金化虽可以一定程度上抗氧化,但会影响材料的性能,表面涂层是解决铌的高温氧化问题的有效途径。最后,对未来铌合金表面处理技术作了展望。

摘要： 铌合金材料在航天等领域具有非常重要的应用前景,但由于其弹性模量相对较低,导致铌合金圆柱管薄壁件产品在铸造、热处理和机械加工过程中会产生一定的内应力,内部残余应力对其加工和使用过程中的尺寸稳定性都有较大的负面影响。基于振动时效技术对铌合金圆柱管薄壁件进行振动时效处理,结合有限元仿真技术对振动时效工艺方案进行优化试验,结果表明,振动时效技术可以有效保证铌合金圆柱管薄壁件尺寸的稳定性,本研究可以为铌合金薄壁件在航天等领域应用提供参考。

摘要： 作为武器装备、航空航天等多种现代工业领域热端部件中应用十分广泛的结构材料,铌合金在高温富氧燃流的冲刷下会发生严重的烧蚀现象,进而影响了其在超高温环境下的使用性能.研究发现,采用表面涂层技术能够有效提升铌合金的高温抗烧蚀性能.因此结合热端部件富氧、超高温的实际服役环境,首先介绍了国内外铌合金表面抗氧化烧蚀涂层领域的研究现状,对比分析了金属基和硅系陶瓷抗烧蚀涂层各自在抗氧化烧蚀性能上的优缺点;然后综述了近年来国内外有关热障涂层的研究进展,归纳总结了ZrO2基陶瓷涂层、稀土锆酸盐陶瓷涂层以及钙钛矿结构陶瓷涂层三种热障涂层材料的特点;最后对铌合金表面热防护涂层的结构设计以及未来的研究方向进行了展望.

摘要： 通过对不同退火工艺下高碳Nb521合金板材力学性能和组织状态以及退火过程中析出相的分析,研究了退火工艺对高碳Nb521合金板材组织和性能的影响.结果 表明:随着退火温度升高,高碳Nb521合金板材的屈服强度、抗拉强度、维氏硬度变化不大,延伸率波动较大.退火温度升高到1 450°C,平均晶粒尺寸增大到29μm.SEM及EDS结果表明,退火后的高碳Nb521合金板材析出了点状碳化物并弥散分布在板材晶粒当中,片状碳化物分布在晶界上.1 400°C退火的高碳Nb521合金板材综合力学性能较好.

摘要： 在Nb521合金表面利用料浆烧结法制备了Si-Cr-Ti-W-Mo涂层,并对这种涂层在1 700°C静态空气中的静态氧化行为进行了测试和研究.利用扫描电镜(SEM),对涂层在氧化过程中的微观组织形貌进行了测试和分析,得出:加入过多的W、Mo元素会造成二次熔烧后部分未固熔的W、Mo在表面形成不熔的颗粒依附在涂层的表面,在涂层表面形成沟壑,氧气会沿着沟壑直达涂层内部,加速涂层的氧化,降低涂层高温抗氧化性能,适量的W、Mo元素可提高涂层高温抗氧化性能.

摘要： 通过收集、对比、分析2019年铌合金使用量的数据,制定合理降低铌成本目标。运用QC分析工具分析影响铌成分的要因,从人的操作改进与主观节约成本的角度减少铌合金的浪费,达到降低铌合金成本的目的。

摘要： Al2O3 ceramic film was obtained by micro-arc oxidation (MAO) process on Al/C103 specimen,which was prepared by pack cementation aluminizing technology on C103 niobium alloy.With the aid of XRD and SEM equipped with EDS,chemical compositions and microstructures of the composite coatings before and after high-temperature corrosion were analyzed.The behavior and mechanism of the composite coatings in high-temperature oxidation and hot corrosion were also investigated.The results indicate that oxidation mass gain at 1000C for 10h of the Al/C103 specimen is 6.98mg/cm2,and it is 2.89mg/cm2 of the MAO/Al/C103 specimen.However,the mass gain of MAO/Al/C103 specimen (57.52mg/cm2) is higher than that of Al/C103 specimen (28.08mg/cm2)after oxidation 20h.After hot corrosion in 75 ％0Na2SO4 and 25％NaCl at 900C for 50h,the mass gain of Al/C103 and MAO/Al/C103 specimens are 70.54mg/cm2 and 55.71mg/cm2 respectively,Al2O3 and perovskite NaNbO3 phases are formed on the surface;the diffusion of molten salt is suppressed,due to part of NaNbO3 accumulated in the MAO micropores.Therefore,MAO/Al/C103 specimen exhibits better hot corrosion resistance.%采用包埋渗铝技术在C103铌合金基体上制备Al/C103,通过微弧氧化(MAO)处理获得Al2 O3陶瓷膜外层.利用X射线衍射仪(XRD)和配有能谱仪(EDS)的扫描电镜(SEM),分析复合涂层高温腐蚀前后的成分和组织结构,并研究其高温氧化和热腐蚀行为与机理.结果表明:包埋渗铝处理的Al/C103经1000°C氧化10h后增重为6.98mg/cm2,微弧氧化结合包埋渗铝制备的MAO/Al/C103增重为2.89mg/cm2;氧化20h后,MAO/Al/C103增重为57.52mg/cm2,高于Al/C103的28.08mg/cm2.在900°C熔融混合盐(75％ Na2 SO4和25％ NaCl,质量分数)中腐蚀50h后,Al/C103和MAO/Al/C103的增重分别为70.54,55.71mg/cm2,表面生成了Al2O3和钙钛矿结构NaNbO3相;部分NaNbOs堵塞MAO微孔,阻碍熔盐向内扩散,MAO/Al/C103试样表现出较优的抗热腐蚀性.

摘要： 从热力学上分析含铌渣电化学选择性提取铌资源的可行性,计算电化学还原过程中相关反应的Gibbs自由能变化及各氧化物的理论分解电压,讨论可能存在的化学反应及其优先程度,分析熔渣组元活度和含量变化对电解过程的影响.结果表明,含铌渣电化学选择性提取铌资源是可行的;通过确立适宜的物理化学条件和电化学参数,可实现含铌渣中铌资源的选择性提取分离.熔融氧化物电解提取金属为开发绿色环保、高效低耗的铌资源提取技术提供新思路.%The feasibility of electrochemically selective extraction of niobium resources from Nb-bearing slag was theoretically analyzed.The Gibbs free energy change for related reactions and the theoretical decomposition voltage of each oxide during the electrochemical reduction process were calculated.Possible chemical reactions and their prioritization were discussed,and the influence of the activity and content of slag component on the electrolysis process was analyzed.The resulted indicated that the selective electrochemical extraction of niobium resources from Nb-bearing slag is feasible.Through the establishment of appropriate physical-chemical conditions and electrochemical parameters,the selective extraction and separation of niobium resources from Nb-bearing slag could be achieved.Electrolytic extraction of metal from molten oxide could provide new ideas for the development of green,high efficiency and low consumption of the niobium resource extraction.

摘要： 铌及其合金具有熔点高、密度适中、易焊接、高温强度和可加工性能良好等特点,被认为是理想的应用在1200～1500°C高温结构热端部件的候选材料,但其较弱的抗氧化性能是工程化应用的瓶颈.综述了铌及其合金的高温氧化特点和热防护方法,指出涂层方法是铌及其合金走向工程化应用的关键.介绍了近年来应用于铌及其合金表面的抗氧化涂层体系,其中硅化物涂层热防护体系因其表面能形成分布均匀、组织稳定且热扩散速率低的硅酸盐玻璃而抗氧化性能优异.总结了硅化物涂层的主要制备方法和组织特点,并对所得涂层的抗氧化性能进行了分析对比,指出抗氧化硅化物涂层的制备技术复合化是未来发展的方向.抑制硅化物涂层与铌及其合金基体的反应互扩散,进一步提高抗氧化硅化物涂层的使用温度,增加涂层的隔热性能、降低涂层的热发射率是未来亟待解决的问题.

摘要： 某大直径薄壁铌合金结构件电阻点焊存在焊接难度大、焊接效率低等问题,为实现产品高效高质量连接,开展了大直径薄壁铌合金结构件激光点焊工艺技术研究.基于焊接试验,分析了焊点结构形式,焊接工艺参数设计和接头断裂行为.结果表明:Φ7mm的环形焊点是较为理想的焊点结构,熔合面宽度是决定接头性能和断裂模式的关键因素,而焊接工艺参数直接影响接头熔合面宽度.最后采用激光点焊工艺实现大直径薄壁铌合金结构件高强度的连接,并应用于产品的生产.

摘要： 利用包埋渗铝和化学镀镍技术在铌合金表面制备含/不含CeO2颗粒的渗镀(Ni/Al)、镀渗(Al/Ni)复合涂层,研究两种涂层在900°C下热腐蚀行为.结果表明:热腐蚀50h后,渗镀涂层表面均生成了NiO、Al2O3、NiNb2O6等相,涂层较为平整,无明显缺陷;镀渗涂层表面生成Al2O3、NiAl、Al3Nb等相,耐蚀性优于渗镀涂层.含稀土氧化物颗粒的涂层高温下生成了连续致密的复合氧化层,CeO2颗粒的添加填补了热蚀中由于Al、Ni等元素扩散产生的孔洞,减少了内氧化的通道,有效提高了涂层的耐热蚀性.

摘要： 构成不锈钢/Nb521合金过渡连接环，通过电子束焊接方法将连接环与不锈钢头部和喷管身部连接起来，Nb521合金过渡连接环与喷管身部喷管身部焊缝在通过热试车后的振动试验时产生开裂泄漏,用宏观、扫描电镜断口分析、能谱和XRD分析等手段对焊接裂纹的产生机理进行分析得出:焊缝开裂的性质属于焊接热裂纹,开裂的根本原因是:身部铌合金涂层和连接环钎焊料中均含有能与Nb521合金产生低熔点共晶的Si等有害元素在焊前预处理时未得到有效去除,根据开裂机理分析的结果,提出了改进措施最终实现焊接裂纹的控制.

摘要： 采用行星球磨和放电等离子烧结的方法制备了Nb-W-Mo-Zr-C铌合金。研究了球料比对粉末粒度、形貌、物相及烧结性能的影响。研究发现,当球磨速度为250rpm、球磨时间为18h时,选取20∶1的球料比可得到均匀细小的铌基粉末,平均粒径为2μm；当球料比提高为30∶1时,粉末的平均粒径仍然为2μm,但WC杂质含量增加。经1600°C放电等离子烧结后,混合粉末烧结坯的相对密度为93％,而球料比为20∶1的球磨粉末达到98％以上。

摘要： 对Ti3Al基合金与Nb521铌合金进行了真空电子束焊接.对焊接接头进行了组织和成分分析,并对焊接试样的室温拉伸性能进行了测试.结果表明:焊缝熔合区为急冷的铸态组织,有枝晶花样,存在较大的成分不均匀现象.焊接试样在室温下的抗拉强度σb=477 MPa,断裂发生在Nb521母材,延伸率δ20=13.8％,具有较好的塑性.

摘要： 本文论述了铌合金旋压技术在航天飞行器轨姿控发动机上的应用现状.轨姿控发动机已经发展了三代产品,发动机燃烧室段根据性能需求采用不同材料，而推力室延伸段均采用铌合金。通过铌合金板坯旋压可获得变壁厚薄壁曲母线型轨姿控发动机推力室延伸段。旋压工艺适应性良好，可满足发动机对延伸段的性能要求。本文所述铌合金材料的极限变薄率约为70%，需多道旋压实现延伸段成形，每道次旋压间需去应力退火，热处理温度可选范围为1200—1250°C，可以完全消除由于塑性变形而产生的应力。

摘要： 本文利用等离子喷涂工艺在铌合金基体上制备了Al2O3涂层,通过SFM和显微硬度分析对影响喷涂工艺的主要参数进行了研究.研究结果表明:Al2O3粉末粒度5～25μm,喷涂距离90mm,喷涂电流550A,电压90V时涂层孔隙率最低,平均结合强度最高.该工艺参数下制备的Al2O3涂层,在真空(5×lO-2Pa)下300～800°C热冲击20次,涂层与基体结合处无裂纹.

摘要： 以Mo、Nb和Si粉末为原料,通过燃烧合成方法制备了MoSi2、(Mo0.97 Nb0.03)Si2、(Mo0.94Nb0.06) Si2及(Mo0.91 Nb0.09) Si2材料.燃烧合成反应温度随Nb含量的增加而升高,产物为均匀的多孔性材料,孔隙率约为40％.X射线衍射结果表明4种成分均以Cllb型MoSi2为主相,(Mo0.91 Nb0.09)Si2成分中检测到微弱的NbSi2衍射峰.随后将燃烧合成产物在1773 K×27.5 MPa条件下真空加压90min得到致密化块体材料.扫描电镜分析结果表明加压烧结材料主要由MoSi2基体、少量SiO2及(Mo,Nb)5 Si3相构成.维氏压痕实验表明(Mo0.91 Nb0.09)Si2的硬度(9.80±0.22 GPa)比MoSi2(10.47±0.39GPa)降低了3.6％,然而断裂韧性(3.53±0.45 MPa·m1/2)比MoSi2(2.49±0.07 MPa·m1/2)提高了41.8％,即Nb合金化起到了室温软化和韧化的作用.

摘要： 本文以锻态Zr-2.5Nb合金为研究对象,重点采用基于场发射扫描电镜的EBSD技术并结合ECC、TEM与显微硬度测试等表征手段,对收货态Zr-2.5Nb合金的微观组织进行了细致地表征(成分、形貌、取向关系等).以此为基础,深入探究了β相空冷Zr-2.5Nb显微组织的取向关系、形貌特征与力学性能(硬度).

摘要： 本文以锻态Zr-2.5Nb合金为研究对象,重点采用基于场发射扫描电镜的EBSD技术并结合ECC、TEM与显微硬度测试等表征手段,对收货态Zr-2.5Nb合金的微观组织进行了细致地表征(成分、形貌、取向关系等).以此为基础,深入探究了β相空冷Zr-2.5Nb显微组织的取向关系、形貌特征与力学性能(硬度).

摘要： 本发明涉及高温结构材料氧化防护技术领域，尤其是涉及一种提高铌基合金抗氧化性能的方法、应用及抗氧化铌基合金。提高铌基合金抗氧化性能的方法，包括如下步骤：通过气体渗氮在铌基合金基体表面形成渗氮层；所述气体渗氮的条件包括：渗氮温度为1150～1250°C，渗氮时间为8～16h；渗氮气体包括体积比为1﹕(0.45～0.55)﹕(0.08～0.12)氮气、氩气和氢气。本发明针对铌基合金，利用特定的气体渗氮的方式在铌基合金上得到连续致密、厚度均匀、成分稳定的渗氮层，提高铌基合金的抗氧化性能，进而提升了其服役性能。

摘要： 本发明公开了一种高铌高温合金大尺寸铸锭的冶炼工艺及高铌高温合金大尺寸铸锭，用于解决高铌高温合金大尺寸铸锭的直径或重量扩大后因偏析加剧形成黑斑和白斑冶金缺陷、因热应力大造成钢锭炸裂以及因真空感应熔炼设备吨位限制造成的钢锭重量无法增大的问题。冶炼工艺包括：真空感应熔炼，制得多支成分相同的真空感应锭，进而制得相同数量的电渣电极，进行交换电渣重熔，再利用所得电渣锭制得自耗电极，然后以该自耗电极为起始原料，进行多次真空自耗重熔。采用该工艺能够实现锭重15吨以上、直径800mm以上的高铌高温合金大尺寸铸锭的制备，最大限度地抑制黑斑和白斑冶金缺陷形成，降低元素偏析程度，有效预防钢锭炸裂。

摘要： 本发明涉及一种铌微合金化冷轧辊的制造方法及铌微合金化冷轧辊，铌微合金化冷轧辊的制造方法，包括s1、冶炼：电炉冶炼并制备包含C、Si、Mn、Cr、Mo、V、Ni、P及S的钢水，且钢水由电炉出炉时，向钢水中随流加入铌铁粉，以制备冷轧辊用钢水；s2、精炼；s3、真空处理；s4、浇注电极棒、并对电极棒进行退火处理；s5、电渣重熔铸锭；s6、锻造：先墩粗、后拔长电极锭以制备冷轧辊，并对冷轧辊进行喷雾冷却处理；s7、热处理冷轧辊；s8、粗、精加工冷轧辊。本发明所述的铌微合金化冷轧辊的制造方法，可克服Nb易烧损而难以控制的难题，从而可制造出含有铌元素的冷轧辊；且制备的冷轧辊具有较高的硬度和耐磨性，及较长的使用寿命。

摘要： 本发明涉及高温结构材料氧化防护技术领域，尤其是涉及一种提高铌基合金抗氧化性能的方法、应用及抗氧化铌基合金。提高铌基合金抗氧化性能的方法，包括如下步骤：通过气体渗氮在铌基合金基体表面形成渗氮层；所述气体渗氮的条件包括：渗氮温度为1150～1250°C，渗氮时间为8～16h；渗氮气体包括体积比为1﹕(0.45～0.55)﹕(0.08～0.12)氮气、氩气和氢气。本发明针对铌基合金，利用特定的气体渗氮的方式在铌基合金上得到连续致密、厚度均匀、成分稳定的渗氮层，提高铌基合金的抗氧化性能，进而提升了其服役性能。

摘要： 本发明提供了一种铝钒铌中间合金、铝钒铌钛中间合金及其制备方法，属于金属材料领域。本发明提供了铝钒铌中间合金和铝钒铌钛中间合金，铝是钛合金中最主要的强化元素，具有显著的固溶强化作用，能显著提高钛合金的高温机械性能，同时铝还具有较低的密度，有利于钛合金比强度的提高；钒有强化钛合金的作用，钛合金中加入一定比例的钒时，合金具有良好的延展性、耐腐蚀性、成形性等优良的性能；铌在β钛中可以无限固溶，起固溶强化作用，在提高合金强度的同时，还能有效提高合金的热稳定性，维持良好的塑性。本发明通过成分和含量的控制，使铝钒铌和铝钒铌钛中间合金成分均匀、偏析小，在熔炼钛合金时，有助于钛合金成分均匀化，防止成分偏析。

摘要： 本发明涉及一种铌微合金化冷轧辊的制造方法及铌微合金化冷轧辊，铌微合金化冷轧辊的制造方法，包括s1、冶炼：电炉冶炼并制备包含C、Si、Mn、Cr、M、V、Ni、P及S的钢水，且钢水由电炉出炉时，向钢水中随流加入铌铁粉，以制备冷轧辊用钢水；s2、精炼；s3、真空处理；s4、浇注电极棒、并对电极棒进行退火处理；s5、电渣重熔铸锭；s6、锻造：先墩粗、后拔长电极锭以制备冷轧辊，并对冷轧辊进行喷雾冷却处理；s7、热处理冷轧辊；s8、粗、精加工冷轧辊。本发明所述的铌微合金化冷轧辊的制造方法，可克服Nb易烧损而难以控制的难题，从而可制造出含有铌元素的冷轧辊；且制备的冷轧辊具有较高的硬度和耐磨性，及较长的使用寿命。

摘要： 一种低成本铌钛合金电极制备方法及铌钛合金电极，本发明的铌钛合金电极制备方法包括布料、电极块压制、电极组焊、电极熔炼步骤，这与传统的铌钛合金电极制备方法相比原料成本低、制造成本低并且收率高。使用该方法可以增加电极块接头焊缝长度提高电极的强度，还可解决按普通钛及钛合金电极制备方法制备的铌钛电极熔炼时芯部掉块带来铌夹杂问题，制备的电极熔炼后铸锭无铌夹杂。

摘要： 本发明公开了一种高铌高温合金大尺寸铸锭的冶炼工艺及高铌高温合金大尺寸铸锭，用于解决高铌高温合金大尺寸铸锭的直径或重量扩大后因偏析加剧形成黑斑和白斑冶金缺陷、因热应力大造成钢锭炸裂以及因真空感应熔炼设备吨位限制造成的钢锭重量无法增大的问题。冶炼工艺包括：真空感应熔炼，制得多支成分相同的真空感应锭，进而制得相同数量的电渣电极，进行交换电渣重熔，再利用所得电渣锭制得自耗电极，然后以该自耗电极为起始原料，进行多次真空自耗重熔。采用该工艺能够实现锭重15吨以上、直径800mm以上的高铌高温合金大尺寸铸锭的制备，最大限度地抑制黑斑和白斑冶金缺陷形成，降低元素偏析程度，有效预防钢锭炸裂。

摘要： 本发明公开了一种铝铌硼中间合金的制备方法，包括如下步骤：准备原材料：铝、五氧化二铌和硼；将原材料加热至800‑1200°C熔炼；向熔炼形成的溶液中加入造渣剂以除去残渣；冷却除去残渣后的溶液，将其浇铸到模具中以制备铝铌硼中间合金；该法使用五氧化二铌代替传统的纯铌制备铝铌硼中间合金，可大幅降低生产的成本。

摘要： 本发明公开了用于晶粒细化的铝铌硼中间合金制备方法，包括如下步骤：准备工业纯铝锭、铝铌合金和铝硼合金；将工业纯铝锭熔化，并于1150‑1250°C温度加入铝铌合金；将所得溶液控制在920‑1250°C，并加入铝硼合金；将所得溶液除沫、清渣；再将溶液转至浇铸炉，精炼除气以制备铝铌硼中间合金。该方法简单可行，产品的杂质元素含量极低，避免了铸造工艺中腐蚀性KBF4盐的使用，同时使用铝铌合金代替纯铌提高可操作性，降低了成本。并经该方法制备的铝铌硼中间合金，作为晶粒细化剂，其结构均匀、细度小、杂质含量极低，应用方便高效，可有效避免金属烧损，从而保证合金内部清洁度，对铸件晶粒的改善效果明显。