分析钽铌及其合金与应用.pdf

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1、2014年3月建材与装饰工艺与设备分析钽铌及其合金与应用吕棋（西安诺博尔稀有金属材料有限公司陕西省西安市710016）摘要：随着工业发展，其对材料高温下运行质量提出更高要求。当构件温度在一定高温下且承担较大应力时，需要应用钽铌及其合金等材料，以确保构件运行可靠性。钽铌其材料高温强度较好，但存在着熔点高，容易氧化等问题。为拓展钽铌材料应用领域，对钽铌合金及其应用进行研究。关键词：钽；铌；合金；应用中图分类号：TG146.4+16文献标识码：B文章编号：1673-0038（2014）10-0117-021钽及其钽合金与应用研究碳化钽金属其熔点在4000益左右，热力学稳定性

2、良好，可以有效促进成核，避免在凝固后期产生核晶脆性薄膜中析出碳。如1.1钽概述在航空航天涡轮发动机中，其钽金属含量在12%以上，有效提高钽金属，具备极好的室温加工性能，其塑-脆转变温度较低，了发动机高温综合性能，此外，Ta-W二元合金在喷气发动机、飞在250益以上环境中，钽金属容易与空气气体发生反应，为此，在机发动机耐高温部件中应用效果突出。为提高钽钨合金抗蠕变能高温环境作业下，应采取保护措施或设置真空环境，在低温环境力，可以在合金中掺入2.5%铪，防止晶界出现滑移，如Ta-10W-下，钽金属去抗腐蚀性能突出，该金属物理性能如表1所示。表1钽主要物理性能参数表2.5H

3、f合金，为火箭喷管材料，在航天火箭中发挥着重要作用。线膨胀系数电阻率1.3.3军事武器领域比热容热导率（W·m-1·K-1）再结晶体熔点密度（g·（益-1）（滋赘·cm）因钽延展性及密度较高，其在防控武器装置中应用较为广（0益）（J·晶温结构（益）cm-3）25~17272527g-1·益-1）25益-73益20益度益20益2000益泛。如在穿甲弹、弹头内管结构材料中多应用钽金属。2600益益益bcc299616.60.1386.6伊7.8伊56.154.480.888.8900~12.587.01.3.4化学工业及设备工程领域10-610-61300化工工业中多应用

4、钽、钽钨、钽铌等合金，因这些金属其抗腐1.2钽合金蚀能力较为突出。金属钽及其合金表面形成氧化物薄膜，可以有掺入Zr、Mo、Nb、Re、V等金属元素，可以强化钽金属，此外，效阻挡材料氧化，可以用于硝酸、硫酸、盐酸等溶盛装，在钽金属钽合金在低温环境下，其韧性十分突出，在-269益环境中，其金中添加钨，可以提高其强度，钨含量多为2.5~15%，在阀门、配件、属塑性与韧性仍保持良好，可以有效改善加工性能。考虑到钽金连接件、管道等设备中应用较多。属在高温环境中容易出现氧化问题，应采取保护措施，多采取表2铌及其铌合金与应用研究面涂覆方法，对钽金属表面进行有效处理。如应用SA-Al

5、涂覆材2.1铌概述料于钽合金表层，该合金在1600益高温环境中仍不会被氧化，其金属铌，具有着热中子俘获截面小，在腐蚀介质环境中性能效果较好。因纯钽强度较低，直接应用无法满足机械设备强度要稳定，塑-脆性转变温度较低，其缺点问题主要表现为容易氧化。求，为提高其应用性能，开发出钽合金。Ta-W二元系为最重要钽铌金属其物理性能如表2所示。合金系，其合金具备良好的高温强度与抗蠕变性能，其加工塑性表2铌金属其物理性能参数表突出，广泛应用于电子、化工、原子能、宇航等工业部门。Ta-W二弹性模电阻率热导率超导转再结晶晶体熔点密度（g·比热容（J·线膨胀系元系钽合金如Ta-12W、Ta

6、-15W等，其强度及塑性良好，通过试量（滋赘·（W·m-变温度温度结构（益）cm-3）g-1·K-1）数（益-1）（GPa）cm）1·K-1）（益）（益）验可以检测钽合金力学性能，对其屈服强度、抗拉强度、延伸率bcc24688.660.2687.1伊10-61131552.7-263.54-1000及断面收缩率等参数进行研究。试验证明，钽合金中钨含量增加，其合金强度增加，对材料延伸率及断面收缩率影响较低。2.2铌合金钽基复合材料Ta-Ta2C，属于一种耐蚀性十分高的新型复合添加Mo、Ta、V、W、Hf、Ti、Zr等合金元素于铌金属中，可以形材料，其材料可以解决一般耐蚀

7、材料在熔盐、熔融金属、氯气等成合金含量较高的铌合金金属材料，铌合金其加工性能较为突苛刻腐蚀环境中耐蚀性不足问题，其耐蚀性突出，可以在850益氯出，高温力学性能突出，在高温结构材料中应用十分广泛。如在铌气环境中工作，这种复合材料耐蚀性突出，主要是因其具备Ta2C，合金中掺入一定钛金属，则可以有效提高铌合金抗氧化性能。该复合材料构件其应用寿命较之钽合金构件高出八倍左右。2.2.1高温铌合金分析WC-103属于一种新型高温铌合金材料，其密度值为8.86g/cm3，1.3钽及其合金应用熔点值为2331益依32.2益，热膨胀系数8.7伊10-6/益，该铌合金材