Применение ниобия и его сплавов

До 60-х годов ниобий применялся главным образом как добавка, улучшающая свойства различных сплавов. Так, 1...5 % ниобия до­бавляют к жаропрочным сплавам в связи с тем, что он повышает их сопротивление ползучести. Добавки ниобия к хромалюминиевым ста­лям предотвращают выделение хрома по границам зерен, благодаря чему уменьшается свойственная им межкристаллитная коррозия. Ниобием легируют и многие цветные металлы. Так, алюминий, лег­ко растворяющийся в щелочах, не реагирует с ними, если в него до­бавлено всего 0,05 % ниобия. А медь, известную своей мягкостью, и многие ее сплавы ниобий словно закаляет.

Он увеличивает прочность таких металлов, как титан, молиб­ден, цирконий и одновременно - повышает их жаростойкость и жаро­прочность. Сейчас свойства и возможности ниобия по достоинству оценены авиацией, ракетостроением, машиностроением, радиотех­никой, химической промышленностью, ядерной энергетикой. Все они стали потребителями ниобия. Благодаря достаточной прочнос­ти, пластичности и теплопроводности при температурах выше 1000 °С, сравнительно малому удельному весу и хорошей техноло­гичности ниобий и его сплавы могут быть прекрасным конструкци­онным материалом для реактивных двигателей и ракет. Примене­ние ниобия в качестве конструкционного материала для газотурбин­ных двигателей позволяет поднять температуру газов перед турби­ной выше 1000 °С и, следовательно, обеспечить увеличение мощно­сти двигателя, дальности и скорости полета самолета.

В настоящее время изучается возможность использования нио­бия при температурах около 1400 °С, для изготовления турбинных лопаток, передних кромок крыльев, носовых концов самолетов и ракет и для обшивки ракет. Многие исследователи полагают, что рабочую температуру сплавов на основе ниобия можно повысить до 1700 °С.

Уникальное свойство - отсутствие заметного взаимодействия ни­обия с ураном при температуре 1100°С и, кроме того, хорошая теплопроводность, небольшое эффективное сечение поглощения теп­ловых нейтронов, сделали ниобий серьезным конкурентом признан­ных в атомной промышленности металлов - алюминия, бериллия и циркония. К тому же искусственная (наведенная) радиоактивность ниобия невелика. Поэтому из него можно делать контейнеры для хранения радиоактивных отходов или установки по их использова­нию. Химическая промышленность потребляет сравнительно немно­го ниобия, но это объясняется только его дефицитностью.

Высокая коррозионная стойкость ниобия позволила использовать его в медицине. Ниобиевые нити не вызывают раздражения живой тка­ни и хорошо сращиваются с ней. Восстановительная хирургия успешно использует такие нити для сшивания порванных сухожилий, кровенос­ных сосудов и даже нервов. В настоящее время ниобий находит все боль­шее применение в электровакуумной технике и электротехнике [60].

Механические свойства ниобиевого сплаваТаблица 46	σ1000, МПа				180…190
σ100, МПа	140…150			220…250
φ, %
ε, %	18…20 45…55		20…25	4…5	22…26
σ0,2, МПа
σв, МПа	180…200 80…100	400…450 80…100	310…350	200…400	260…300 240…200
t. ºC
Состояние материала	Прессованный	Холодноката-ный (ε ≈ 90 %)	Рекристалли-зованный	Холодноката-ный (ε ≈80-90%)	Рекристалли-зованный (1300 ºС, 1 час)
Полуфаб-рикат	Пруток	Лист	Лист	Лист	Пруток
Марка сплава	ВН-2	ВН-2А	ВК2А

Продолжение таблицы 46	σ1000, МПа			220…230 100.110		Обозначения:t. ºC- температура; σв- прочность при растяжении; σ100- то же при длительном нагружении в течении 100 часов; σ1000- то же при длительном нагружении в течении 100 часов; σ0,2- предел текучести; ε- относительное удленение; φ- относительное сужение
σ100, МПа			280…300
φ, %			40…70   70…75 79…83
ε, %	4…5		16…20   21…24 40…43
σ0,2, МПа				450…500
σв, МПа	700…900		750…800   250…290
Состояние материала	Холодноката-ный (ε ≈80-90%)	Рекристалли-зованный (1300 ºС, 1 час)	Прессованный (ε = 80-90 %)	Прессованный и отожженный (1300 ºС, 1 час)
Полуфабрикат	Лист	Лист	Пруток	Пруток
Марка сплава	ВН-2АЭМ	ВН-3	ВН-4

9.5. МОЛИБДЕН

Дата добавления: 2015-07-16