Механические свойства ниобия

На рисунке 1.3 представлена зависимость модуля упругости тугоплавких металлов от температуры.

Рисунок 1.3 - Зависимость модуля упругости тугоплавких металлов от температуры [3]

Из рисунка 1.3 видно, что модуль упругости слабо зависит от температуры, с повышением температуры модуль упругости уменьшается практически линейно. Путём легирования такими элементами, как Mo, W модуль нормальной упругости ниобия может быть повышен.

Как видно из данных таблицы 1.4 и анализа литературы [3] ниобий обладает большим количеством достоинств: высокая температура плавления, сравнительно невысокая плотность, стойкость во многих разбавленных кислотах и расплавах легкоплавких металлов, низкое поперечное сечение захвата тепловых нейтронов.

Чистый ниобий чрезвычайно пластичен в отожжённом состоянии, вязок и не охрупчивается, это позволяет легировать большим количеством элементов для получения нужных свойств. Ниобий поддаётся сварке и обработке резанием; при достаточной чистоте металл мягок, небольшие количества примесей повышают твёрдость. Так же есть недостатки: относительно высокая стоимость, высокая химическая активность, значительное поглощение примесей внедрения, что оказывает влияние на свойства ниобия и его сплавов (повышают твёрдость, предел текучести, снижают показатели пластичности и вязкости) [3].

На рисунке 1.4 представлены зависимости предела прочности, предела текучести и удлинения от температуры для разных режимов обработки и отжига образцов Nb.

Рисунок 1.4 - Прочностные свойства ниобия в зависимости от температуры [4]:

а – после ковки в холодном состоянии металла электроннолучевой плавки; б – после ковки в холодном состоянии металла дуговой плавки; в – металл высокой частоты в рекристаллизованном состоянии; г – металл дуговой плавки в рекристаллизованном состоянии

Из рисунка 1.4 можно сделать вывод: с увеличением температуры прочностные свойства ниобия ухудшаются, пластичность же наоборот увеличивается.

Влияние температуры на механические свойства ниобия при растяжении в интервале температур от 20 до 1205°С показано в табл. 1.5. Из таблицы видно, что с повышением температуры испытания ниобий заметно разупрочняется, особенно при температурах 600-800°С.

Таблица 1.5 - Влияние температуры на механические свойства Nb при растяжении [5]

Температура испытания, °С	Предел текучести, МПа	Предел прочности, МПа	Равномерное удлинение, %	Относительное общее удлинение, %	Сужение,%
			18,1	48,0	63,5
			17,5	35,4	78,9
			15,3	24,8	82,2
			15,5	43,0	72,0
			13,8	47,0	96,0
			8,8	34,0	100,0
			5,2	21,0	73,2

Механические свойства ниобия в сильной степени зависят от содержания примесей и структурного состояния. Первый из перечисленных факторов связан с технологией его получения, а второй с режимами деформации и термической обработки.

Дата добавления: 2015-09-04