Гафний легирование

Гадолиний 80 Галлий 54 Галогены 193 Гафний 92 — легирование 94 Германий 191 Гольмий 81 [c.205]

В качестве матрицы в этих материалах используют никель и его сплавы с хромом ( 20 %) со структурой твердых растворов. Сплавы с хромоникелевой матрицей обладают более высокой жаростойкостью. Упрочни-телями служат частицы оксидов тория, гафния и др. Временное сопротивление в зависимости от объемного содержания упрочняющей фазы изменяется по кривой с максимумом. Наибольшее упрочнение достигается при 3,5 - 4 % НЮ2 (<Тв = 750. .. 850 МПа (т / рд) = 9. .. 10 км й = 8. .. 12 %). Легирование никелевой матрицы W, Ti, А1, обладающими переменной растворимостью в никеле, дополнительно упрочняет материалы в результате дисперсионного твердения матрицы, происходящего в процессе охлаждения с температур спекания. Методы получения этих материалов довольно сложны. Они сводятся к смешиванию порошков металлического хрома и легирующих элементов с заранее приготовленным (методом химического осаждения) порошком никеля, содержащим дисперсный оксид гафния или другого элемента. После холодного прессования смеси порошков проводят горячую экструзию брикетов. [c.443]

Жаростойкость тантала повышают легированием никелем, молибденом (до 15%), вольфрамом (до 50%) (рис. 14.21). Добавки V и Nb до 15 % приводят к двукратному повышению жаростойкости тантала. Эффективны добавки металлов IV-a группы. Положительное влияние циркония усиливается при повышении температуры до 1100 °С. Сплавы Hf—Та, богатые гафнием, устойчивы кратковременно к окислению при 2000 °С. Наиболее высокой жаростойкостью обладают тройные и многокомпонентные сплавы тантала (см. табл. 14,9). Тантал, легированный хромом и никелем (суммарное.содержание Сг, Ni 15 %), окисляется со скоростью, меньшей, чем хром. Наибольшей жаростойкостью в этой системе обладает сплав Та—7,5 Сг—5Ni. Наивысшей жаростойкостью обладают сплавы тантал - металл IV-a группы, легированные хромом, алюминием, кремнием, бериллием, молибденом. [c.430]

Таким образом, анализ диаграмм состояния и прежде всего температуры начала плавления (солидуса) при твердорастворном легировании ОЦК металла V или VI групп легирующими элементами IV—VI групп позволяет выбрать легирующие элементы, наиболее эффективно упрочняющие твердый раствор при высоких температурах. Так, например (рис. 50), жаропрочность ниобия при эквиатомных добавках, например при 20 ат. %, сильнее всего повышает вольфрам, несколько слабее тантал и умеренно молибден. Ванадий, цирконий и титан, сильно понижающие температуру солидуса, снижают высокотемпературную жаропрочность. Для молибдена эффективными упрочнителями, образующими растворы замещения, оказываются вольфрам и тантал, слабее влияют на высокотемпературную прочность ниобий и гафний и понижают ее менее тугоплавкие хром, ванадий и титан. [c.144]

Влияние термической обработки на структуру и свойства лит ых сплавов. Исследования процессов распада твердых растворов сплавов ниобий — цирконий (гафний) — углерод с 1—2 мол. % карбидной фазы, попадающих в тройную область на диаграмме состояния, а также подобных систем, дополнительно легированных вольфрамом и молибденом [19, 51, 58—62], показали, что в этих сплавах окончательная структура после термической обработки определяется реакцией выделения двойной системы ниобий — углерод. В разбавленных двойных сплавах ниобий — углерод главным образом обнаруживаются два карбида Nb- , имеющий две модификации а и р с параметрами а = 3,128 А, с = 4,974 А, различающиеся по характеру распределения углерода в ГПУ кристаллической решетке, и ГЦК-Nb . [c.188]

Уменьшение растворимости азота при добавлении титана, циркония, гафния происходит значительно сильнее, чем при легировании молибденом и вольфрамом (см. рис. 57). Так, при 1500° С и 6 -10" мм рт. ст. в а-твердом растворе удается зафиксировать 2,5ат. % азота, эта величина уменьшается до 0,1 ат.% при добавлении [c.216]

Сопоставление данных, полученных для исследуемых сплавов, позволяет заключить, что суммарный эффект упрочнения при старении для сплавов Nb — 1 % Zr—О больше, чем для сплавов Nb — 2% Hf—О. Увеличение содержания гафния в сплаве до 5% резко усиливает эффект упрочнения. Таким образом, температурно-временные зависимости различных свойств в сплавах Nb — 1 % Zr и Nb —(2—5)%Hf, легированных кислородом, аналогичны наблюдавшимся в классических стареющих системах. Температура старения, при которой достигается максимальное упрочнение в исследованных системах, зависит от содержания кислорода в сплаве и повышается к сплавам, более богатым кислородом. Общий зф- [c.254]

Таким образом, легирование ниобия гафнием и кислородом для условий высокотемпературной службы является более эффективным, чем легирование цирконием и кислородом. [c.267]

Легирование однофазных сплавов ниобия цирконием или гафнием даже в количестве 1—2 ат.% переводит эти сплавы в группу гетерофазных. Как было показано в этой главе, элементы внедрения, особенно это касается кислорода и азота, присутствующие в виде примесей в сплавах ниобия с 1—2 ат.% циркония или гафния, участвуют в формировании гетерофазной структуры с образованием тугоплавких соединений, выделяющихся в виде дисперсных частиц второй фазы,. [c.268]

Эффективность упрочнения карбидами, нитридами и окислами, образующимися при легировании ниобия цирконием или гафнием и одним из элементов внедрения (углерод, азот, кислород), в значительной степени определяется количеством фазы, образующейся в сплаве, и меняется в зависимости от температуры эксплуатации [c.268]

В настоящее время большое внимание уделяется исследованию жаропрочных сплавов на основе ниобия. Наиболее эффективные результаты были получены при легировании его титаном, ванадием, цирконием, вольфрамом, молибденом и гафнием. В сплавы следует вводить не более 5% 2г и 15% V, поскольку при больших концентрациях эти элементы вызывают резкое падение пластических свойств. В присутствии вольфрама, молибдена и гафния пластические свойства ниобия не снижаются, однако в присутствии молибдена при содержании его более 5% резко ухудшается сопротивление ниобия окислению. В присутствии титана сопротивление ниобия окислению и его пластичность повышаются, но снижается жаропрочность. Довольно высокими прочностными характеристиками обладают ниобиевые сплавы, легированные несколькими элементами. Из этих сплавов наиболее высокую прочность имеет сплав ниобия с 15% 5% Мо и 1% гг (Е-48). [c.474]

С более высокой при содержании гафния от 1,5 до 4,5% [3-40]. Сплавы, легированные гафнием частично [c.141]

Вольфрам применяется без легирования. Данные о применении в качестве жаропрочных металлических материалов — тантала, гафния, рения, ванадия — отсутствуют. [c.346]

В исследовательских работах установлена возможность легирования стали и другими элементами, например Ве (бериллием), Mg (магнием), Zn (цинком), Аз (мышьяком), 8е (селеном), А (серебром), 8п (оловом), 8Ь (сурьмой), Н (гафнием), Не (рением), и (ураном). В промышленном масштабе стали, содержащие эти элементы, еще не применяются. [c.320]

Для плазменной обработки используют плазматроны с независимой дугой (косвенного действия, рис. 160, а) и плазматроны с зависимой дугой (прямого действия, рис. 160, б). По первой схеме дуга образуется между электродом 1 и водоохлаждаемым соплом 2 из меди или ее сплавов. Струя ионизирующего газа сжимает столб дуги, придает ей вытянутую форму ионизированный столб обеспечивает устойчивость электрического разряда, стабилизирует дугу. В этом случае плазменная струя вытекает из сопла плазматрона, образуя острый факел, и является независимым источником тепла, поэтому по такой схеме можно обрабатывать не только металлы, но также полупроводники и диэлектрики. Электроды для работы в среде нейтральных газов изготовляют из вольфрама, легированного оксидами лантана и иттрия, а для работы в окисленных средах — из материалов на основе циркония и гафния. [c.268]

При комнатной температуре в воде, насыщенной воздухом, коррозия урана идет преимущественно с кислородной деполяризацией, а металл находится в пассивном состоянии. В кипящей дистиллированной воде уран находится в активном состоянии, а его коррозия идет с водородной деполяризацией. Коррозионная стойкость урана в воде и паре в условиях работы первого контура ядерных реакторов низка. Стойкость урана возрастает при легировании его гафнием, цирконием, никелем, ниобием, танталом, молибденом, кремнием. [c.306]

Чтобы завершить исторический очерк, дадим короткий обзор современных направлений в электрополировке. 0.на применяется для полирования следующих металлов и металлоидов алюминия, сурьмы, серебра, висмута, кадмия, хрома, кобальта, меди, олова, железа (включая углеродистые, нержавеющие и другие легированные стали, ферросилиций, чугуны), бериллия, германия, золота, гафния, индия, свинца, магния, марганца, молибдена, никеля, ниобия, палладия, платины, тантала, тория, титана, вольфрама, урана, ванадия, цинка и циркония. К этому списку следует добавить большое число одно-и многофазных сплавов, ряд окислов металлов [21] и графит [22]. [c.18]

Изменения нестехиометричности диборида с температурой были использованы выше для объяснения уменьшения скорости реакции при 811 и 923 К. Можно ожидать, что легирование даст подобный же эффект. Повторный анализ [20] данных Руди [36] о составе диборидов показал, что дибориды титана, молибдена и гафния имеют недостаток бора по сравнению со стехиометриче-ским составом, тогда как область гомогенности диборидов ванадия, ниобия и тантала симметрична относительно стехиометриче-ского состава. Ограниченные данные о составе диборида циркония не дают возможности установить степень его нестехиометричности. Все указанные дибориды изоморфны, и поэтому легирование диборида с недостатком бора, например диборида титана, одним из диборидов с избытком бора будет сопровождаться уменьшением количества вакантных позиций бора вплоть до очень малых величин при переходе состава через стехиометрический. Можно предположить, что этим эффектом объясняется минимальное значение скорости реакции при содержании в матрице —30% V (рис. 16). В продукте реакции стехиометрического состава остаточные вакансии являются термическими, и поэтому уравнение, приведенное выше, в этом случае неприменимо. В рассмотренном анализе предполагалось дополнительно, что изменение состава диборида по мере приближения к стехиометрии происходит только путем уменьшения числа вакансий в позициях бора. [c.117]

К этому же направлению примыкают исследования кафедры в области катодных материалов (доц. В. Я. Шлюко, В. В. Морозов). Проведенные исследования по легированию гексаборида лантана тугоплавкими переходными металлами (В. П. Бондаренко) показали, что наибольшее влияние оказывают гафний и вольфрам. [c.81]

В работе [194] прямым методом просвечивающей электронной микроскопии было показано, что при старении сплавов на основе молибдена, легированного гафнием и азотом, примесь внедрения — азот — на ранней стадии старения образует в матрице сегрегации в виде цепочек атомов азота, аналогичных цепочкам, образующимся в атмосферах Котрелла. Около таких сегрегаций наблюдались мощные поля напряжений. [c.42]

Жаропрочные сплавы на основе ни-К5ЛЯ. Чистый никель имеет низкую длительную прочность порядка 40 МПа при 800 за 100 ч. Повышение свойств достигается путем комплексного легирования, в результате которого образуются многофазные сплавы, отвечающие требованиям современного машиностроения. Хром, кобальт, молибден, вольфрам, ванадий, гафний упрочняют твердый раствор, основу сплава. Помимо этого, хром играет активную роль в защите сплавов от окисления молибден, вольфрам, ванадий образуют в сочетании с хромом упрочняющие сплав карбидные фазы МеА, Ме Св, МевС. [c.433]

Интерес к алюминидам и другим упорядоченным сплава как к конструкционным материалам стимулировал исследовг ния их поведения в окислительных и коррозионных условия Сплав NijAl + В, модифицированный гафнием, показывает хс рошее сопротивление окислению при 1000 °С (см. рис. 19.4 [22]. И хотя легирование гафнием приводит к незначител ному увеличению прибыли массы образцов, адгезия оксидно окалины улучшается. В железосодержащем сплаве наблюдаете 296 [c.296]

Большинство ниобиевых сплавов (табл. 19.5) отличается хорошей деформируемостью, свариваемостью и неплохой прочностью. На сегодняшний день упрочняющее легирование ниобия осуществляется простым упрочнением твердого раствора тугоплавкими элементами с высокими модулями упругости и дисперсного упрочнения карбидами типа МеС. Для образования твердых растворов замещейия, отличающихся повышенным сопротивлением ползучести, чаще всего вводят вольфрам, молибден и тантал. Элементы с высокой реакционной способностью, цирконий и гафний, взаимодействуя с углеродом и азотом, образуют очень мелкие выделения, еще более повышающие сопро1ивление ползучести. Алюминий и титан повышают стойкость основного металла против окисления однако они понижают температуру плавления и поэтому отрицательно сказываются на прочности. Сплавы выплавляют электроннолучевым способом или в вакуумной печи с двумя расходуемыми электродами и с последующей обработкой давлением. Литейные ниобиевые сплавы не известны. [c.310]

Видите маленькие черные точки внутри сравнительно больших частиц AI2O3 Это частицы оксида гафния, который успешно сыграл предложенную ему роль затравки . В результате легирования гафнием удается изменить средний размер частиц еще в два раза—примерно до 10 нм. [c.254]

Монокарбиды МС (ТаС, Н С, N60, Т1С) обладают наибольшей прочностью и стабильностью до 1300 °С. Они выделяются из расплава по эвтектической реакции (жидкость -> у + МС) и формируются в междендритном пространстве. Многие у - стабилизаторы (Т1, N6, Та, НГ, 2г, V и др.) могут также образовывать карбидьг типа МС. Легирование сплавов гафнием стабилизирует игольчатую структуру карбидов МС, повышая тем самым прочность границ зерен. Двойные карбиды типа МбС на основе (NiзWз) кристаллизуются из расплава, а также возникают в процессе карбидных реакций за счет углерода, освобождающегося в результате растворения при высоких температурах карбидов МС. Карбиды типа МбС стабильны до 1250 С. Карбиды МгзСб, содержащие хром и молибден, устойчивы до 1050 °С. Они выделяются в процессе термической обработки или при распаде карбида МС. [c.362]

Наиболее часто для изготовления термоэлектродов используется графит в паре либо с такими металлами, как вольфрам или рений, либо с графитом, легированным бором. Для окислительных сред тер-мсэлектроды изготовляются из силицидов таких переходных металлов, как молибден, вольфрам, рений. В процессе окислительного нагрева силицидов на поверхности образуется стеклообразная пленка двуокиси кремния, защищающая изделие от дальнейшего окисления и разрушения. Для измерения температур расплавленных сталей и чугу-нов эффективно используются термоэлектроды из боридов циркония и хрома. При измерении температуры среды, в которой возможны выделения углерода и, следовательно, карбндизация элементов термопары, в качестве термоэлектродов используются карбиды титана, циркония, ниобия, тантала, гафния. В окислительных средах они не стойки. [c.289]

Логарифм модуля сдвига С, характеризующий устойчивость ОЦК структуры, линейно возрастает (см. рис. 23) с увеличением числа d-электронов, занимающих eg ( д уг) состояние от титана, циркония, гафния (d ) к ванадию, ниобию, танталу (d ) и далее к хрому, молибдену, вольфраму ( ), а затем падает при легировании последних технецием и рением, имеющими ПГ структуру. При этом легирование титана хромом, а циркония ниобием ведет к повышению модуля С в соответствии с повышением концентрации dxi/z-электронов, усиливающих ме галлические связи вдоль объемных диагоналей <111> ОЦК решетки. [c.54]

В отличие от этого легирование тугоплавких ОЦК металлов V—VI групп широко используется для твердорастворного упрочнения путем образования твердых растворов замещения между металлами V—VI групп, а также с металлами IV группы (титаном, цирконием, гафнием) и VII—VIII групп (рением). [c.140]

Теперь перейдем к рассмотрению упрочнения ОЦК металлов при их легировании. Типичная диаграмма, образуемая двумя ОЦК металлами V—VI групп, представлена на рис. 48. К системам с непрерывным повышением (или понижением) температур плавления относятся, например, бинарные системы, образуемые ниобием с титаном, цирконием, гафнием, молибденом, танталом, вольфрамом системы, образуемые молибденом с титаном, ванадием, ниобием танталом, вольфрамом, и большинство других систем между метал лами V и VI групп. В некоторых случаях вследствие возникнове ния области несмешиваемости при более низких температурах или тенденции к такому расслоению на кривых солидус—ликвидус возникает минимум (системы Ti—Zr, Ti—Hf, V—Та, r—W, V— r, V—W, Nb—Mo, Nb—Zr, Та—Zr, Nb—Hf,Ta-Hf и др.). Появление промежуточного интерметаллического соединения также приводит [c.142]

Наблюдаемое [2, 142] умеренное повышение твердости и прочности ниобия при комнатной и повышенной температурах при легировании его цирконием или гафнием связано с образованием дисперсной фазы, например ZrOa, который в процессе технологических переделов и термической обработки даже в вакууме 10 мм рт. ст. загрязняется кислородом, что вуалирует истинное влияние циркония на твердый раствор ниобия. Это показано в сплавах с небольшим содержанием примесей внедрения (0,015% кислорода, 0,003% азота и менее 0,01% углерода), к которых практически отсутствовали выделения дисперсных оксидов, нитридов или карбидов [25]. [c.176]

При температурах 1100 — 1200° С с увеличением времени выдержки начинается процесс распада метастабильных карбидов ниобия. Распад карбидов ниобия приводит к образованию дисперсных кубических карбидов (Nb, Meiv) с кристаллической решеткой типа Na l, близкой по параметрам к решетке Nb . Поскольку Zr и Hf образуют непрерывные ряды твердых растворов с Nb [14—17], параметр сложнолегированного монокарбида почти линейно меняется от 4,47 А для Nb до значений, соответствующих параметру Zr (или Hf ) [64, 16]. Поэтому по значению параметра легированного монокарбида можно приблизительно определить содержание в нем циркония или гафния. [c.190]

Растворимость азота в ниобии уменьшается при легировании титаном [138], цирконием [136, 138] и гафнием [132, 138]. Есть указания [138], что при легировании ниобия MelVA группы в количестве, значительно меньшем определенной критической концентрации (менее 1 ат. %), наблюдается увеличение растворимости азота в ниобии. Выше этой концентрации проявляется раскисляющее действие этих металлов, которое можно считать основным их действием в рассматриваемых системах. [c.216]

Поскольку тантал является абсолютным аналогом ниобия, можно предположить, что поведение его как основы гетерофазных сплавов с тугоплавкими карбидными, нитридными и оксидными фазами будет очень сходно с поведением ниобия, и установленные для ниобиевых сплавов закономерности дисперсионного упрочнения в основном должны сохраниться для подобных сплавов тантала. Так, например, исследования по влиянию совместного легирования гафнием и угле-юдом на свойства тантала и его однофазных сплавов с вольфрамом 19—22] показали, что по кратковременным и длительным прочностным свойствам сплавы с гафнием и углеродом оказываются значительно прочнее вплоть до 1650° С (см. рис. 117). [c.281]

Как и для ниобиевых сплавов, кислород (особенно) и азот даже на примесном уровне могут оказаться важнейшими легирующими элементами, участвующими в структурообразовании сплавов тантала, легированных цирконием или гафнием. Исследования кратковременных механических свойств сплава Т-111 (Та — 8% W —2% Hf) при 1200° С [23] показали, что за счет загрязнения кислородом и азотом в процессе высокотемпературных испытаний и образования дисперсной фазы HfOs(HfN) этот сплав вплоть до 1200" С по сочетанию механических свойств имеет преимущества перед Та и сплавом Та — 10% W. Изучена структура и механические свойства внутреннеокисленного сплава Т-111 [24]. Показано, что за повышение прочностных свойств ответственны частицы HfOa. Термической обработкой, изменяя дисперсность частиц, можно влиять на уровень механических свойств. [c.281]

Сильное охрупчивающее действие на литой вольфрам оказывают также крупные выделедия карбида Wg . Легирование вольфрама цирконием, гафнием, ниобием, танталом приводит к снижению Гхр. Образование при этом дисперсных прочно связанных с матрицей карбидов МеС, а также измельчание зерна обеспечивают большее сопротивление распространению трещины. Однако следует отметить, что в этом случае речь идет о некотором понижении температуры вязкохрупкого перехода за счет создания благоприятной структуры, а не о подлинном повышении низкотемпературной пластичности материала, как это наблюдается при глубокой очистке от примесей внедрения [97]. [c.298]

Использование меди в качестве проводникового материала длм высоких температур может быть достигнуто ее легированием различными добавками, в частности ниобием и хромом. При этом поверхность проволоки должна защищаться гальваническим покрытием из железа или никеля. Провода из легированной меди, защищенной гальваническим покрытием, могут применяться в вакууме при температурах до 600Х. В СССР такая проволока именуется сплавом 204. Для повышения нагревостойкости меди предложено также вводить добавки теллура, серебра, циркония, гафния, титана, олова, хрома, мышьяка и других элементов в различных сочетаниях. [c.212]

Основной целью легирования вольфрама является повышение его пластичностп (технически чистый вольфра.ч прп комнатной температуре имеет относительное удлинение около нуля), а также жаропрочности. Легирующими добавками служат рений, тантал, молибден, ниобий, цирконий, гафний, а также окись тория. [c.379]

В работах [83, с. 24 128] были сформулированы основные принципы легирования титановых сплавов для применения при криогенных температурах. Высокая пластичность титановых сплавов при криогенных температурах сохраняется при легировании титана элементами, близко к нему расположенными в Периодической системе Д. И. Менделева, такими как цирконий, гафний. [c.101]

Жаропрочность тантала повышается при легировании его другими тугоплавкими металлами, с большинством из которых он образует твердые растворы замещения Вольфрам, молибден и гафний наиболее эффективно повышают температуру рекристаллизации тантала. При 1650 °С наибольшей прочностью обладают сплавы системы Та——Hf, а при 1930 °С — спл ав Та—(табл. 31 7) Введение в тантал более 13 % легирующих элементов приводит к ухудшению свариваемости Введение в сплавы гафния способствует повышению сопротивления окислению Однако для длительной работы при высоких температурах на воздухе сплавы тантала нуждаются в защитных покрытиях. В связи с высокой коррозионной стойкостью танта-ловые сплавы используют в химическом машиностроении для изготовления аппаратуры. Перспективны они для применения в ядерной и ракетной технике. [c.405]

Сравнение показывает, что вольфрам из-за высокой плотности неконкурентоспособен ниобию и молибдену с точки зрения изготовления из них деталей теплового ножа. Ниобий при высокой температуре начинает взаимодействовать с продуктами сгорания топлива. По этой причине детали ТН из ниобия могут быть применены только при нанесении на них защитных покрытий. Так, ниобиевые сплавы с защитным покрытием из алюминида ниобия НЬА1з в свое время были применены в качестве материала сопла двигателя в ракете Сатурн-5 для программы Аполлон , где рабочая температура может достигать 1400 °С. Показано, что успешно работает защитное покрытие из днсилнцида молибдена, легированного гафнием, для деталей из ниобиевого сплава 5ВМЦ-2, работающих в среде продуктов сгорания твердого топлива с температурой 1700 К. [c.143]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...