Раздел: Дом. Быт. Техника. Строительство. Сельское и приусадебное хозяйство

В отличие от др. тугоплавких металлов с объемноцентрированной кубич. решеткой (хром, молибден и вольфрам), ниобий имеет очень низкую темп-ру перехода из пластичного состояния в хрупкое. Для металла высокой чистоты темп-ра перехода находится ниже —196°. При нагреве на воздухе выше 400° ниобий интенсивно окисляется. При 1370—1400° окисел начинает испаряться. Существенным недостатком ниобия является способность поглощать при нагревании нек-рые газы и охрупчиваться при нагреве на воздухе. Поглощение кислорода начинается при темп-рах около 200°.

Содержание примесей в металле оказывает решающее влияние на пластичность ниобия и определяет его поведение в процессе пластич. деформации. Особенно резко снижает пластичность небольшое количество газовых примесей — кислорода, азота, водорода и др., образующих с ниобием твердые растворы внедрения. При значит, содержании газовых примесей ниобий не поддается деформации даже в горячем состоянии. Наиболее вредное влияние на пластичность металла оказывает кислород. Поэтому металл, предназначенный для произ-ва листов, труб и др. полуфабрикатов, должен содержать не более 0,03% кислорода. Легирование также снижает пластичность ниобия. Пластичность всех исследованных сплавов оказывается более низкой по сравнению с чистым металлом. Ниобий высокой чистоты является весьма пластичным металлом и обладает незначит, склонностью к на- гартовке, допуская деформацию до 90% в холодном состоянии без промежуточных отжигов. Малолегированные сплавы могут допускать деформацию в холодном состоянии без промежуточных отжигов до 50—70%.

В наст, время ниобий в компактном виде изготовляется либо методом порошковой металлургии, либо электродуговой и электроннолучевой плавкой. Спеченные шта- бики ниобия деформируются в холодном состоянии методом ковки или прокатки. Слитки, полученные электроннолучевой плавкой, также деформируются методом ковки в холодном состоянии. Особенностью слитков, выплавленных электродуговым методом, является наличие крупнозернистой столбчатой структуры. Низкая пластичность металла дуговой плавки вызывает необходимость применения предварит, горячего деформирования слитков с нагревом до высоких темп-р. Горячая деформация слитков производится ковкой, прокаткой или прессованием (выдавливанием). Методом прессования с высокими сжимающими напряжениями удается обрабатывать менее пластичные (более жаропрочные) сплавы ниобия.

Поэтому сплавы с низкой пластичностью, вызывающие затруднения при обработке давлением, в наст, время деформируются только методом прессования. Высокая прочность и низкая пластичность литого ниобия и особенно сплавов на.его основе вызывает необходимость производить первичную деформацию слитков при высоких темп-рах, когда наступает разупрочнение сплава. Горячая деформация облегчает раздробление грубой литой структуры, в результате чего пластичность металла при ковке на гладких бойках повышается примерно в 2 раза. Перед деформацией слитки обтачиваются до удаления загрязненного поверхностного слоя. Ковка слитков чистого ниобия производится при 1000—1500°, сплавов — при 1400—1700°.

Прессование осуществляется при 1400— 1550°. Выше 1500° процесс прессования сопровождается сильным износом инструмента вследствие высокой активности ниобия и особенно его окисла, к-рый, затвердевая при контакте с менее нагретым инструментом, схватывается с поверхностью очка матрицы. Повторные операции обработки давлением предварительно деформированного металла обычно производятся при более низких темп-рах (500—700°) или в холодном состоянии. Между операциями слитки подвергают отжигу в вакуумных печах. Темп-ра начала рекристаллизации чистого ниобия, полученного методом дуговой плавки, составляет ок. 1050—1075°. Темп-ра начала рекристаллизации ниобия электроннолучевой плавки после деформации на 75% составляет 930—965°. Промежуточный отжиг нагартованного ниобия и его сплавов с целью восстановления пластичности производится при темп-рах выше 1300°. Однако темп-ра окончат, отжига деформированных полуфабрикатов из ниобия не должна превышать 1300°, т. к, после отжига выше 1300° заметно снижается ударная вязкость сплавов.

С целью защиты ниобия и его сплавов от окисления и охрупчйвания на значит, глубину в процессе нагрева под деформацию применяются нагреват. установки с нейтральной средой (аргон или гелий). Промежуточный отжиг деформированных полуфабрикатов проводят в вакуумных печах. В ряде случаев могут применяться покрытия жаростойкими эмалями и оболочками из пластичных металлов. Многократные и продолжит, подогревы ниобия в процессе обработки крайне нежелательны, т. к. приводят к загрязнению и охруп- чиванию металла на значительную глубину и образованию трещин в поверхностном слое.

Для защиты ниобия от окисления в процессе обработки применяют камеры с нейтральной средой с установкой в них комплекса необходимого оборудования для обработки давлением.

Лит.: Свойства и обработка тугоплавких металлов и сплавов. Материалы Международной конференции по тугоплавким металлам и сплавам. Сент. 1960, Шеффилд, пер. с англ., М., 1961; «Проблемы современной металлургии», 1961, № 4 (58); «Metal Industry», 1959, v. 94, № 3; «J. Metals», 1958, v. 10, JSI« 5.

  КОРРОЗИЯ НИОБИЯ. Ниобий. Растворимость азота в ниобии

  НЕРЖАВЕЮЩАЯ АУСТЕНИТНАЯ СТАЛЬ — сталь, легированная хромом ...

  Сварка стыков труб из дисперсионно-твердеющих сталей. Стали с ...

  Точильно-шлифовальные станки безвольфрамовые твердые сплавы на ...

  БРОКГАУЗ И ЕФРОН. Танталовая кислота Тантал химический элемент