Крупные полуфабрикаты

Введение в сплавы ниобия взамен алюминия и титана позволяет создать литейные сплавы, допускающие выплавку и разливку на воздухе. Однако следует иметь в виду, что при определенных условиях кристаллизации в сплавах с высоким содержанием ниобия и молибдена возможно образование фазы Лавеса типа (N, Сг, Fe)2- (Nb, Mo, W). Присутствие этой фазы в крупных слитках создает трудности при горячей обработке давлением из-за пониженной пластичности сплава. Использование подобных сплавов для крупных полуфабрикатов требует установления жестких пределов по содержанию легирующих элементов с целью исключения образования нежелательных избыточных фаз. Фазовым химическим и рентгеноструктурным анализами установлено, что ниобий входит во все присутствующие в сплавах фазы.

В некоторых жаропрочных сплавах ниобий присутствует совместно с титаном и алюминием. При кристаллизации сплавов ниобий в основном располагается в межосных участках. В сложнолегированных сплавах он способствует перераспределению легирующих элементов таким образом, что снижает в объеме дендрита степень сегрегации вольфрама, молибдена и титана.

Таким образом, введение ниобия обеспечивает более равномерное выделение упрочняющей фазы в литом сплаве, что подтверждают микроструктурные исследования. Входя в твердый раствор, ниобий уменьшает растворимость титана и алюминия, а следовательно, увеличивает количество упрочняющей фазы; при этом твердость и прочность сплавов возрастают как при комнатной, так и при высоких температурах. После длительного старения (800°-3000 ч) в сплавах, дополнительно легированных ниобием, в отличие от сплавов, упрочненных только титаном и алюминием, не наблюдается снижения предела текучести при комнатной температуре испытаний и значительно возрастает пластичность (б и ф) при высокотемпературных испытаниях.

Ниобий легирует не только твердый раствор, но при достаточных количествах входит в состав упрочняющей у-фазы, усложняя ее состав и затрудняя тем самым диффузионные процессы обмена атомами между твердым раствором и фазой выделения.