Ниобий Взаимодействие с азотом

В атмосфере воздуха и кислорода при температурах более 200 °С ниобий окисляется с азотом взаимодействует при температуре выше 400 °С. При 20 °С ниобий поглощает до 104 см г водорода при температуре более 1000 °С водород практически ие растворяется. С углеродом при высоких температурах ниобий образует карбид [c.100]

Ниобий. Ниобий энергично образует малорастворимые карбиды. Так же, как для титана непросто правильно определить количество ниобия, необходимое для предотвращения МКК-Нельзя просто принимать для расчета соотношение КЬ/С л 8, поскольку около о, 1 % этого элемента остается в твердом растворе, некоторая часть расходуется на взаимодействие с азотом. В то же время, если сталь содержит другие карбидообразующие элементы, количество ниобия может быть уменьшено, например при наличии в стали ванадия можно пользоваться соотношением (N5 Ч- 0,5У)/(С + Н), а не НЬ/(С - - К). Обычно для обеспечения стойкости против МКК отношение ЫЬ/С должно быть равным 11. Если в стали повышенное количество азота, следует пользоваться соотношением % N5 = % С-8 + % N5-6,6 [86]. [c.54]

Хромомарганцевые стали, содержащие азот, нельзя легировать титаном или ниобием для защиты от МКК. Оба элемента в первую очередь будут взаимодействовать с азотом, образуя нитриды. В этих сталях для повышения стойкости против МКК уменьшают содержание углерода до 0,03 %. [c.481]

Недостатком ниобия является низкое сопротивление окислению при температурах выше 250° С, взаимодействие с азотом при 600—800° С и с водородом до 1000° С. [c.224]

Ванадий, ниобий и тантал устойчивы па воздухе при обычной температуре, при повышенной взаимодействуют с кислородом, галогенами, азотом, углеродом, водородом, со щелочами. Ванадий не стоек в соляной, серной, азотной,, плавиковой кислотах и в царской водке. Ниобий и особенно тантал стойки к действию соляной, серной и азотной кислот танталовые тигли применяют для плавки редкоземельных металлов. [c.95]

Протекание диффузионного потока внедренных атомов при их химической диффузии по междоузлиям сплава замещения должно оказывать влияние на диффузионные процессы, происходящие на узлах решетки, а эти процессы в свою очередь влияют на диффузию в подрешетке междоузлий. Теория взаимного влияния диффузионных процессов на узлах и на междоузлиях, развитая в рамках общего феноменологического формализма, основанного на применении уравнений (23,32), была развита в [20] и привела к интересной возможности перераспределения атомов на узлах решетки при химической диффузии внедренных атомов. Такой эффект был обнаружен экспериментально при изучении взаимодействия сплавов цирконий — ниобий с азотом. В образцах сплавов при поглощении азота наблюдалось перераспределение атомов циркония и ниобия между центральной и приповерхностной областями, причем [c.319]

Как уже отмечалось выше, присутствие азота в сталях, стабилизированных титаном или ниобием, может ухудшать их стойкость против МКК. Связывая титан и ниобий в малорастворимые нитриды, азот тем самым выводит эти элементы из взаимодействия с углеродом, что требует введения избыточного количества титана или ниобия. Количество связанного в нитриды титана определяется соотношением Ti/N = 3,3, а ниобия — Nb/N 6,64. [c.55]

Исследованию процесса азотирования ниобия и тантала посвящен ряд работ [180, 183—186]. В работе [183] изучено взаимодействие ниобия и тантала с азотом в зависимости от его парциального давления, времени и температуры (400—800° С) насыщения [c.164]

Наиболее вредны примеси, образующие с металлами твердые растворы внедрения кислород, азот, углерод, а также примеси кремния, железа, никеля, серы и др. Ниобий и особенно тантал активно взаимодействуют с водородом, образуя гидрид. В результате поглощения водорода ниобий и тантал охрупчиваются, возрастает их твердость и электрическое сопротивление. Тантал активно поглощает также и азот. Свойство тантала активно поглощать газы используют, применяя его в качестве геттера. [c.45]

Ниобий активно взаимодействует с кислородом, азотом, водородом и другими газами. Окисление ниобия, например, начинается уже при температурах 200—250 °С. Ниобий может растворять кислород в жидком и в твердом состояниях. [c.116]

С азотом ниобий активно взаимодействует при повышенных температурах, причем ниобий может образовывать нитриды в твердом состоянии, реагируя с молекулярным азотом. В системе ниобий—азот имеется несколько нитридов, которые могут переходить один в другой при определенных условиях. Этот переход может сопровождаться растворением или выделением азота. Максимальная растворимость азота в ниобии, по данным различных авторов, составляет 2 или 4,8 ат. % [2]. [c.116]

Стыковая сварка циркония, тантала, ниобия из-за высокой температуры плавления и активного взаимодействия с кислородом, азотом и частично водородом сопровождается растворением этих газов в металле и интенсивным горением расплавляемых частиц с появлением большого количества окислов в виде хлопьев и дыма. Эти металлы обычно сваривают стыковой сваркой в защитных камерах с нейтральным газом при отсосе образующихся окислов. При кратковременном нагреве ниобий и молибден можно сваривать без защиты. Сваривае.мость редких металлов зависит от способа их получения. Легко свариваются спеченные в вакууме, деформированные, отожженные мелкозернистые металлы. [c.46]

Удачное сочетание свойств ниобия удовлетворительная прочность, достаточно высокие значения жаропрочности, пластичности, высокая коррозионная стойкость в различных химических средах, высокая температура плавления, средняя плотность и низкий температурный интервал перехода из пластичного состояния в хрупкое - делает ниобий одним из перспективных тугоплавких материалов. Однако недостатками ниобия являются высокая окисляемость и взаимодействие с водородом, начиная с 500 °С. При нагреве его выще 600. .. 800 °С в среде азота образуются нитриды, а при 900. .. 1100 °С в контакте с углеродом - карбиды. [c.142]

На рис. 6.11 показан образец PuN в контакте с ниобием. Азот, выделяющийся при окислении, взаимодействует с образованием нитридов ниобия. [c.340]

Сварка ниобия. Ниобий и его сплавы находят все более широкое применение в различных областях техники благодаря высокой жаропрочности, коррозионной стойкости в щелочных металлах, пластичности и технологичности. В большинстве случаев из них изготовляют сложные узлы и детали, требующие получения неразъемных соединений. Основными затруднениями сварки ниобия и его сплавов являются высокая активность при нагреве к различным газам, рекристаллизация и охрупчивание основного металла при высокотемпературном нагреве. Интенсивное окисление ниобия начинается с температуры 773 К, взаимодействие, с водородом — с 473 К с азотом образуются нитриды с температуры 873—1073 К-В настоящее время существует значительное количество ниобиевых сплавов. [c.154]

Сварка молибдена. Молибден имеет атомную решетку объемно-центрированного куба и аллотропических превращений не претерпевает вплоть до температуры плавления. Молибден инертен к водороду, устойчив против соляной, серной, плавиковой и фосфорной кислот, растворов щелочей, расплавов щелочных металлов, но растворяется в азотной кислоте и в расплавах щелочей. С кислородом начинает взаимодействовать с 673 К и интенсивно окисляется с 873 К- Молибден устойчив в среде чистого азота от температуры плавления до 1273 К- Нитриды молибдена диссоциируют до 1273 К- Промышленные сплавы молибдена имеют небольшие добавки (десятые доли процента) легирующих элементов циркония, титана, ниобия, тантала, образующих в этих количествах твердые растворы с молибденом. Анализ различных данных по диффузионной сварке молибдена показывает, что наилучшие результаты обеспечивает режим Т = 1973 К, р = 9,8 МПа, t — 5 мин. В соединениях, выполненных на этом режиме, в зоне стыка изменений структуры не наблюдается. Структура зоны соединения аналогична структуре основного металла, несплошности в стыке отсутствуют. Благоприятное влияние на свариваемость молибдена оказывает применение прокладок из основного металла с мелкозернистой структурой. [c.155]

Сварка вольфрама. Вольфрам имеет две модификации — а и . Ниже температуры полиморфного превращения 903 К -фаза переходит в а-фазу с решеткой объемно-центрированного куба. Вольфрам устойчив в соляной, серной и других кислотах, в расплавленных натрии, ртути, висмуте. С азотом и водородом вольфрам не взаимодействует до температуры плавления. На воздухе устойчив до 673 К- Вольфрамовые сплавы содержат в небольших количествах такие легирующие элементы, как ниобий, цирконий, гафний, молибден, тантал, рений, окись тория. Основной целью легирования вольфрама является повышение его пластичности, так как технически чистый вольфрам при 293 К имеет относительное удлинение, близкое к нулю. Среди" тугоплавких металлов вольфрам имеет наиболее высокие следующие параметры температуру плавления, модуль упругости, коэффициент теплопроводности и низкую свариваемость. Для диффузионной сварки вольфрама в вакууме может быть рекомендован режим Т = 2473 К, р 19,6 МПа, /=15 мин, который обеспечивает свойства соединений, близкие к свойствам основного металла. [c.155]

Отсутствие взаимодействия высокореакционных элементов (алюминия, титана, ниобия) с кислородом и азотом позволяет получать сплавы с весьма малым колебанием химического состава, что обеспечивает высокую однородность физических свойств металла. Таким образом, благодаря вакууму уменьшается концентрация растворенных в металле газов (водорода, азота, кислорода, оксида углерода и др.). [c.280]

При нанесении диффузионных покрытий любого назначения необходимо, как правило, учитывать температуру рекристаллизации материала основы, а также возможные структурные и фазовые превращения, которые могут происходить в нем с повышением температуры, и в зависимости от этого назначать температуру и время процесса диффузионного насыщения. При выборе активаторов, добавляемых в насыщающие порошковые смеси, необходимо принимать во внимание возможность нежелательного взаимодействия содержащихся в них веществ (особенно элементов внедрения — азота, водорода, кислорода) с материалом основы, что ведет к снижению его пластических свойств. Поэтому, в частности, в ряде случаев при нанесении диффузионных покрытий на титан, ниобий, тантал и сплавы на их основе избегают применять в качестве активаторов галоидные соединения аммония, заменяя их галоидными соединениями щелочных и щелочноземельных металлов. [c.69]

ТЕРМОДИНАМИКА ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ НИОБИЯ И ТАНТАЛА С КИСЛОРОДОМ И АЗОТОМ ВБЛИЗИ ТЕМПЕРАТУРЫ ПЛАВЛЕНИЯ ) [c.79]

На основании изложенного можно предположить, что водород и азот вряд ли могут являться причиной образования пор в ниобии при сварке. Содержание азота в металле мало для образования значительного количества нитридов. Наиболее вероятной причиной возникновения пор в ниобиевых швах могут быть кислород, летучие окислы ниобия, а также СО, образующаяся при взаимодействии окислов с углеродом и карбидом. [c.117]

И установлено, что в этом интервале температур кинетика азотиро-вания подчиняется параболическому закону. Отмечается, что при температуре 700° С ниобий и тантал поглощают азот быстрее, чем цирконий, и медленнее, чем титан, и сделан вывод о необходимости тщательной очистки азота от кислорода и водорода, так как ниобий взаимодействует с азотом намного медленнее, чем с кислородом и водородом. [c.164]

Большинство пар свариваемых разнородных металлов или сплавов различается температурой плавления, плотностью, температурными коэффициентами линейного расширения, типом решетки и ее параметрами. Тугоплавкие и химически активные титан, ниобий, тантал, молибден при нагреве активно взаимодействуют с азотом и кислородом (при температуре выше 873 К), что ухудшает их свойства. Эти металлы и их сплавы, а также стали необходимо сваривать в вакууме не менее 6,7-10" Па, Медь (бескислородную), ниобий и молибден следует отжигать непосредственно перед сваркой в водороде при 873, 1673 и 1173 К в течение 30, 20 и 10 мин соответственно, а никель НП1 и сплав 29НК при 1123 и 1073 К в течение 15 и 30 мин. [c.140]

С азотом энергично взаимодействуют хром и ниобий. Охрупчи-вающее воздействие азота на ниобий меньше, чем водорода, однако пластичность азотсодержащего ниобия снижается при холодной прокатке показатели деформируемости снижаются с ростом содержания азота с 75% [для Nb+0,003—0,22 % (по массе) N2] до 10 % [Nb+0,73 % (по массе) N2]. [c.526]

Как следует из ранее сделанных выводов, а также судя по положению ниобия в перио.чической таблице, его нитриды меиее устойчивы, чем нит-ридь1 тугоплавких элементов IV группы. Однако сушествование мононитрида ииобия NbN установлено вполне определенно, в то время как соединение NbjNs охарактеризовано недостаточно. Нитриды образуются при непосредственном синтезе (выше 600°), а также при взаимодействии окиси или галогенида ниобия с азотом в присутствии водорода. На воздухе нитриды легко окисляются с выделением азота. Большой интерес в течение некоторого времени представляла сверхпроводимость мононитрида NbN при 15.2 [34, 68, 69] — третьей ия наиболее высоких температур, известных для перехода вещества в сверхпроводящее состояние, так как в связи с этим он может найти применение как конструкционный материал для болометров [5, 47, 48, 89], [c.451]

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]

Эти предварительные результаты свидетельствуют также о том, что неметаллические растворенные атомы, такие как кислород и азот, находятся или в решетке ниобия — в междоузлиях — или в некоторой еще не определенной субструктуре, с сравнительно большим критическим полем (по электросопротивлению при низкой плотности тока), и, кажется, не служат эффективными стабилизаторами силовых линий магнитного потока в смешанном состоянии . Они, вероятно, взаимодействуют с силовыми линиями матнитного потока при более низких плотностях его вблизи Hfp, в которых наблюдается необратимость кривой намагничения. [c.121]

Борирование тугоплавких металлов из чистой парогазовой фазы проводят обычно с использованием в качестве транспортеров бора его галогенидов [225—228]. Процесс борирования ниобия в смеси ВС1з -Ь Нз в интервале температур 1700—1200" С, а также влияние добавок к ней азота и аммиака изучены в работе [225]. Схема установки, позволяющей использовать в качестве несущего газа водород, молекулярный азот и аммиак, представлена на рис. 75. Образцы крепят на подвеске из молибденовой проволоки (подвески из нихрома, платины и кварца разрушались при взаимодействии с ВС1д и НС1) и помещают в фарфоровую трубу, находящуюся в электропечи. [c.200]

При отсутствии водорода в борсодержащей газовой среде бор не восстанавливается и не взаимодействует с ниобием. В этих условиях наблюдается только диффузия азота в ниобий с образованием нитридов ниобия. Уменьшение массы образцов в начальные моменты процесса может быть объяснено образованием летучих хлоридов ниобия вследствие термической диссоциации ВС1з. Результаты рентгено- и металлографического исследований представлены в табл. 49. [c.202]

Гиобий. По комплексу свойств ниобий — один из наиболее перспективных тугоплавких металлов, он обладает достаточно высокой прочностью и жаропрочностью, имеет высокую пластичность при комнатной и минусовых температурах (до —200° С), высокую коррозионную стойкость в атмосферных условиях, среднюю плотность, не взаимодействует с водой, перегретым паром и жидкими щелочными металлами (литий, калий, натрий и др.). Интенсивное окисление ниобия начинается с 500° С, взаимодействие с водородом с 200—250° С, при нагреве в среде азота нитриды образуются, начиная с 600—800° С. [c.373]

Литейные тугоплавкие сплавы. В машиностроении и других отраслях промышленности возникла потребность в сплавах с высокой температурой плавления и повышенной прочностью при высоких температурах. К таким тугоплавкил сплавам относятся сплавы па основе титана, ниобия, молибдена, вольфрама, ванадия. Эти тугоплавкие сплавы имеют высокую химическую активность. При плавлении онп обогащаются из атмосферы огнеупорной футеровки нечи примесями и взаимодействуют с кислородом, азотом и водородом. [c.197]

Диселениды молибдена, вольфрама и ниобия ввиду их слоистой гексагональной структуры, обладают смазывающими свойствами и могут быть использованы как антифрикционные сухие смазки для работы в различных средах. С целью проверки, не образуются ли нитриды или тройные соединения при работе смазок в среде азота, проведено азотирование при нагревании диселенидов [154]. Показано, что до 600°С селениды с азотом не взаимодействуют (выше 600°С исследования не проводили). [c.243]

Отличительными особенностями при сварке этих металлов являются высокие, как и для металлов IV группы, окисляемость, активность и чувствительность к примесям внедрения. Ниобий и тантал образуют тугоплавкие оксиды, однако температуры их плавления ниже температуры плавления металла (1460 °С для КЪгОз и 1900 °С для ТагОз). Удельный объем оксидов значительно превьппает удельный объем основного металла, поэтому оксидные пленки растрескиваются и отслаиваются, открывая доступ кислороду к поверхности металла. Оксид ванадия (УгОз) летуч и имеет низкую температуру плавления (675 °С) поэтому оксидная пленка не защищает металл от окисления. Окисление начинается с температур (в °С) >200...250 для ниобия >300 для тантала и >400 для ванадия. С азотом эти металлы взаимодействуют в меньшей степени, чем с кислородом, и устойчивы до следующих температур (в °С) ниобий - до 350 тантал - до 450 ванадий - до 800. Нитриды представляют собой твердые тугоплавкие соединения. [c.151]

Газы [9, 17, 19, 20]. При температурах ниже 100° С ниобий ие подвергается воздействию большинства обычных газов, таких как азот, водород, кислород, двуокись углерода, окись углерода и двуокись серы (как влажная, так и сухая) и инертен к хлору и брому (как влажная, так и сухая) и инертен к хлору и брому (как к сухому, так и к влажному). Аэот начинает взаимодействовать с ниобием при 300—400° С, водород— при 250° С, углерод и углеродсодержащие газы — при 1200—1400° С, а хлор — при 200—250° С. [c.184]

С азотом ниобий начинает взаимодействовать при 300—400°С, с водородом — при 250°С, с хлором — выше 200—250°С, с углеродом и углеродсодержащ ими газами — при 1200—1400Х. [c.403]

Химические свойства. Химическое взаимодействие ниобия с различными реактивами описано в табл. 3-7-3. Прежде всего важно то, что ниобий, как и тантал, очень жадно поглощает водопод и становится вследствие этого хрупким. Соединяется он также и с азотом. На воздухе, начиная от 200° С, образуется прочно прилегающая к металлу пленка окиси,- Гри красном калении ниобий очень бурно окисляется до окиси ниобия НЬгОз соляная кислота на ниобий не действует, также, как и ртуть II пары К, N3 или Мд, Плавиковая кислота реагирует с НЬ (травление поверхности деталей из ниобия, например, при кипячении). Наконец, устойчивость ниобия против коррозии по отношению к большинству химических реактивов вообще несколько ниже, чем устойчивость тантала. [c.98]

Ниобий и тантал в чистом виде достаточно пластичны, их твердость колеблется от 90 до 110 кг1мм . На прочностные свойства этих металлов отрицательно влияют примеси, в особенности кислород, водород и азот. Оба металла не растворяются в царской водке и в концентрированной азотной кислоте. Особенно стоек тантал. Однако концентрированная серная кислота при нагревании полностью растворяет ниобий и заметно действует на тантал. Эти металлы растворяются в смеси азотной и плавиковой кислот, но плавиковая кислота медленно действует только на ниобий. Концентрированные растворы щелочей практически не действуют на тантал, но слабо действуют на ниобий. Оба металла взаимодействуют с расплавленными щелочами, образуя соли ниобиевой и танталовой кислот (ЫаНЬОг). Расплавы хлоридов щелочных и щелочноземельных металлов не реагируют с ниобием и танталом. Последние реагируют с газами, поглощая азот и водород и образуя твердые растворы NbH, ТагН, ТаН. Растворимость водорода падает с повышением температуры [1, стр. 135] до 800— 1000° С. При комнатной температуре оба металла устойчивы, однако при 200° ниобий и при 280° тантал начинают окисляться. Ниобий растворяет кислород до 0,8% (по массе), некоторое количество кислорода растворяет и тантал. [c.118]

Минимум пластичности те.чнического ниобия (99,8 %) при 250— 350 X обусловлен взаимодействием движупгихся дислокаций с растворенным кислородом, а при 500—600 X — с растворенным азотом [1], [c.102]

Основными легирующими элементами для создания сплавов на основе ниобия являются W, Мо, Ti, Та, V, Zr, Hf и элементы внедрения (С, О, N). Сплавы ВН-2, ВН-3, ВН-4 содержат Мо и Zr (основа — ниобий), сплавы 5ВМЦУ, РН-6С, ИРМН-3 — W, Мо, Zr и карбидное упрочнение. Как чистый ниобий, так и его сплавы активно взаимодействуют при нагреве с атмосферными газами — кислородом, азотом и водородом, что требует применения защитных покрытий. [c.213]

Общие сведения. С развитием новых отраслей техники тугоплавкие металлы и их сплавы благодаря высоким жаропрочности, коррозионной стойкости в ряде агрессивных сред и другим свойствам находят все более широкое применение. К тугоплавким металлам, использующимся для изготовления сварных конструкций, относятся металлы IV, V и VI групп периодической системы Менделеева ниобий, тантал, цирконий, ванадий, титан, молибден, вольфрам и др. Эти металлы и сплавы на их основе обладают рядом общих физико-химических и технологических свойств, основными из которых являются высокие температура плавления, химическая активность в жидком и твердом состоянии при повышенных температурах поотношению к атмосферным газам, чувствительность к термическому воздействию, склонность к охрупчиванию, к интенсивному росту зерна при нагреве выше температуры рекристаллизации. Пластичность сварных соединений тугоплавких металлов, как и самих металлов, в большей мере зависит от содержания примесей внедрения. Растворимость азота, углерода и водорода в тугоплавких металлах показана на рис. 1. Содержание примесей внедрения влияет на технологические свойства тугоплавких металлов и особенно на их свариваемость. Взаимодействие тугоплавких металлов с газами и образование окислов, гидридов и нитридов вызывают резкое охрупчивание металла. Главной задачей металлургии сварки химически активных тугоплавких металлов является обеспечение совершенной защиты металла и минимального содержания в нем вредных примесей. Применение диффузионной сварки в вакууме для соединения тугоплавких металлов и их сплавов является весьма перспективным, так как позволяет использовать наиболее совершенную защиту металла от газов и регулировать термодеформационный цикл сварки в благоприятных для металла пределах. [c.150]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...