НИОБИЯ СПЛАВЫ, обладают
высокой мех. прочностью и жаропрочностью при 800-1300 °С, стойкостью во
мн. разб. к-тах, расплавах щелочных и др. легкоплавких металлов, хорошей свариваемостью
аргонодуговой или электроннолучевой сваркой; тугоплавки (т. пл. ~ 2400 °С).
Легирующие элементы - тугоплавкие переходные металлы (Ti, Zr, V, Mo, W), а также
Al, Sn, Ge и др., содержание к-рых колеблется от 0,8-1,2 до 25-45% по массе;
отдельные ниобия сплавы содержат 0,1-0,4% С, РЗЭ (La или Се). В кол-вах меньших 0,005-0,05%
в ниобия сплавах всегда присутствуют примеси С, О, N, Н. При нагр. на воздухе и др. окислит.
средах выше 400 °С ниобия сплавы окисляются.
С л и т к и д е ф о р м
и р у е м ы х ниобия сплавов получают вакуумной плавкой (электродуговой, электроннолучевой,
гарнисажной и др.), а из них-разл. полуфабрикаты (листы, прутки, трубы, поковки,
штамповки и др.). При изготовлении высоколегированных ниобия сплавов для равномерного
распределения легирующих элементов используют двойной переплав. Примеси ухудшают
деформируемость ниобия сплавов при обработке давлением и пластичность сварных соед. вследствие
образования твердых р-ров внедрения и разл. фаз (карбидов, оксидов, нитридов
и др.). В качестве л и т е й н ы х ниобия сплавов используют те же деформируемые сплавы.
По назначению ниобия сплавы разделяют
на жаропрочные (конструкционные), коррозионностойкие и прецизионные.
Основа ж а р о п р о ч
н ы х ниобия сплавов, содержащих 5-15% W, 2-10% Мо, 0,8-1,2% Zr,-твердый р-р с объемноцентрир.
кубич. решеткой; при 1100-1300 °С sраст 150-200 МПа, sраст
за 100 ч (длит. прочность) 70-100 MПa.
Осн. вид термич. обработки-отжиг;
ниобия сплавы с содержанием 0,1-0,4% С можно упрочнять закалкой и старением. Используют
в ядерной энергетике (оболочки твэлов, трубопроводы), авиац. и космич. технике
(детали газовых турбин, передние кромки и обтекатели летательных аппаратов,
антенны космич. кораблей).
Для защиты от окисления на детали из ниобия сплавов наносят покрытия; металлич. (напр.,
Сr), силицидные (MoSi2), алюминидные (NbAl3), оксидные
(Аl2O3, ZrO2, НfO2).
К о р р о з и о н н о с
т о й к и е ниобия сплавы содержат гл. обр. Nb и Та; для замены дефицитного Та легируют
Ti, V и Мо. При содержании 5-20% Ti или V ниобия сплавы стойки в кипящих р-рах 0,5-20%-ной
H2SO4, H3PO4 и НСl, при содержании
10-25% Мо и 20-50% Та-в более конц. р-рах этих к-т. Применяют для изготовления
хим. оборудования, работающего в агрессивных средах (см. также Тантала сплавы}.
П р е ц и з и о н н ы е
ниобия сплавы разделяют на сверхпроводящие и сплавы с заданными значениями коэф. термич.
расширения. Среди первых наиб. распространены ниобия сплавы с содержанием 25-45% Ti и
(или) Zr (твердые р-ры, обрабатываются давлением) и хрупкие соед. Nb
с кубич. решеткой-Nb3Al, Nb3Sn, Nb3Ge и др.
Применяют в виде проволоки и ленты для намотки соленоидов, создающих сильные
магн. поля (7,9.106-19,9•106 А/м). Т-ра перехода
в сверхпроводящее состояние для твердых р-ров 8-11 К, для соед. Nb-18-20 К.
Ниобия сплавы, содержащие 8-10%
W и 1-2% Zr, имеют коэф. термич. расширения такой же, как у Та, и применяются
наряду с ним в электровакуумных приборах гл. обр. при пайке со стеклом.
Лит.: Мальцев М.
В., Байков А. И.,Соловьев В. Я., Технология производства ниобия и его сплавов,
М., 1966; Тугоплавкие материалы в машиностроении. Сборник. М., 1967; Сверхпроводящие
материалы, М., 1976; Зелик-ман А. Н., Металлургия тугоплавких редких металлов,
М., 1986, с. 227-94.
А. М. Захаров.