Свойства и применение ниобия

СВОЙСТВА и ПРИМЕНЕНИЕ НИОБИЯ [c.402]

Такие металлы, как титан, тантал, молибден, цирконий,, ниобий и другие, а также ряд нитридов, карбидов, силицидов тугоплавких металлов нашли применение в некоторых отраслях промышленности. Эти металлы и их сплавы обладают ценными физическими и химическими свойствами и значительной коррозионной устойчивостью в сильноагрессивных средах, которая в некоторых случаях превосходит устойчивость нержавеющих сталей, платины, золота и серебра. [c.149]

По сочетанию свойств и доступности для практического применения из тугоплавких металлов имеют значение молибден, вольфрам, ниобий и тантал. Большой интерес представляет рений, но естественные запасы его ничтожно малы и он мало доступен для обычного использования. [c.393]

Сплавы на основе тугоплавких м таллов. К тугоплавким относят металлы, имеющие температуру плавления выше 2000 °С. По комплексу свойств и доступности для практического применения важное значение имеют вольфрам, молибден, ниобии, тантал. В табл. 84 приведены основные физические и механические свойства тугоплавких металлов. [c.438]

Для сварки сталей такого типа разработаны специальные электроды АЖ-13-15 и АЖ-13-18 [125]. Наплавленный металл этих электродов содержит карбиды ниобия. В этом случае также необходимы узкие пределы химического состава наплавленного металла и применение проволоки и материалов покрытия спектрально чистых по РЬ, As и Sn. При выполнении этих требований металл, полученный из электродов такого типа, обладает удовлетворительной технологической прочностью, хотя и более низкой, чем из электродов ЦТ-15 и особенно КТИ-5 (фиг. 35) [125]. Как показали исследования, эксплуатационные свойства наплавленного металла такого типа оказываются достаточно высокими. [c.84]

К числу новых конструкционных металлов и сплавов, которые уже используются в настоящее время или могут найти в недалеком будущем широкое применение в качестве коррозионностойких материалов в химическом машиностроении, в ядерных установках, в производствах, связанных с высокотемпературной техникой, относятся титан, тантал, цирконий, молибден, ниобий и ряд карбидов, нитридов, силицидов тугоплавких металлов и др. Эти металлы и некоторые сплавы на их основе сочетают в себе весьма ценные физические и механические свойства и исключительную, для некоторых из них, коррозионную стойкость в наиболее сильно агрессивных средах, которая превосходит стойкость нержавеющих сталей, платины, золота, серебра и т. п. металлов. [c.247]

Молибден, ниобий, тантал, вольфрам и их сплавы обладают высокой прочностью при высоких температурах, и это свойство делает перспективным их применение в реакторах с повышенной рабочей температурой. Данные по этим материалам чрезвычайно разбросаны, однако но ним можно оценить степень радиационного изменения свойств рассматриваемых материалов. [c.269]

Мартенситные стали. Из сталей мартенситного класса в качестве жаропрочных нашли практическое применение стали с 11— 13% (в среднем 12%) хрома. Для повышения жаропрочных свойств стали дополнительно легируют молибденом, вольфрамом, ванадием и ниобием. Модифицированные хромистые стали в основном рассчитаны на применение в температурном интервале 560— 620° С, в котором жаропрочность и жаростойкость низколегированных сталей перлитного класса становится уже недостаточной, а использование аустенитных сталей экономически нецелесообразно. [c.153]

Конструкционные материалы должны обладать хорошей совместимостью — свойством существовать в контакте без химических или других взаимодействий друг с другом. Это особенно важно при применении металлических теплоносителей. К таким устойчивым металлам при жидких металлических теплоносителях относятся ниобий, тантал, титан, ванадий, цирконий и бериллий. [c.189]

Химико-термическая обработка получает применение для улучше- ния свойств поверхностных слоев титана, молибдена, ниобия, кобальта, меда, а также сплавов на основе этих и других металлов. [c.151]

Хотя проблема эффективной защиты ниобия от окисления остается нерешенной, предполагается, что он найдет применение во многих областях благодаря хорошо изученным свойствам при повышенных температурах. Можно надеяться, что успешным легированием или нанесением покрытий удастся преодолеть его недостаточную стойкость к окислению. Эта проблема особенно актуальна в случае реактивных двигателей, ракет, управляемых снарядов и конструкционных деталей летательных аппаратов. В этом отношении ниобий находится почти в таком же положении, как и молибден, хотя с целью разработки способов защиты молибдена проведено значительно большее количество исследований. [c.462]

Рассмотрены основные свойства ионообменных материалов, приведены краткие основы теории ионного обмена (равновесие и кинетика). Дается методика технологических исследований с ионитами. Основное внимание уделено применению ионообменных смол в производстве редкоземельных элементов иттрия, скандия, в металлургии легких редких металлов, рассеянных элемен тов, в металлургии благородных металлов и металлов платиновой.группы в металлургии циркония, гафния, ниобия, тантала, вольфрама, молибдена, ре ния, в металлургии тяжелых цветных металлов, в очистке сточных вод и газов. Описаны аппараты ионообменной технологии. [c.2]

Механические свойства сталей, приведенных в табл. 13, относятся к случаю свободного охлаждения их на воздухе. Из этих данных видно, что стали с титаном и ниобием не закаливаются на воздухе, в то время как 5%-ная хромистая сталь при этих же условиях горячей обработки закаливается в значительной степени. Эта особенность сталей с титаном и ниобием послужила основанием к применению их в качестве присадочного материала при сварке 5%-хромистых сталей. Особенно рекомендуется использовать в ка-66 [c.66]

Присадка титана и ниобия к 17%-ным хромистым сталям благоприятно сказывается на механических свойствах сварных швов, особенно после электродуговой сварки [129]. При автогенной сварке этих сталей с титаном и ниобием с применением присадочного материала из стали 18-8 с 0,06% С сварные швы имеют пониженную пластичность, а после электродуговой сварки пластичность и вязкость можно считать достаточной (табл. 68). [c.176]

В перспективных конструкциях новой техники находят широкое применение такие тугоплавкие и редкие металлы, как вольфрам, молибден, тантал, ниобий, цирконий и другие, обладающие высокой жаростойкостью, жаропрочностью, исключительным сопротивлением коррозии и рядом других специфических свойств. [c.5]

По технологическим свойствам металлов этой группы надо отметить следующие. Тантал, ниобий — пластичные металлы, хорошо прокатываются и свариваются, что позволяет использовать их в качестве облицовочного и плакирующего материала. Молибден, вольфрам и ванадий — малопластичные металлы, что затрудняет (но не исключает) их практическое применение как коррозионностойких материалов. [c.298]

Марганец, бор и ванадий способствуют образованию силицидных покрытий, склонных к самозалечиванию по механизму, описанному выше. Кроме того, марганец повышает термостойкость покрытий при нагреве до 1500° С [118, 119]. Ниобий и его сплавы с силицидными покрытиями, легированные марганцем, находят применение в газотурбинных двигателях [119]. Примером подобного рода комплексных покрытий, защищающих ниобий от окисления при 1300° С в течение не менее 200 час. и обладающих свойством самозалечивания, является покрытие, содержащее 30—50% Si, 5—25% V-fMn, а также не менее трех из следующих элементов Та и Nb — до 50%, W, Мо, Сг, Ti, Zr и А1 3—25%, В 3—15% [121]. [c.252]

Тантал. По своим физическим и химическим свойствам тантал напоминает ниобий, методы получения их аналогичны.. Температура плавления близка к 3000° С, ТК1 f= 8,8-10 1/град. Тантал, как и ниобий, имеет весьма небольшую интенсивность испарения в вакууме. Применение тантала отчасти связано с его способностью к газопогло-щеиию, особенно при температуре 1800° С. Из тантала изготовляют [c.300]

Широкое применение получили стали системы Fe — Сг — Ni без присадок и с присадками меди, молибдена, титана и ниобия. Эти стали характеризуются хорошими механическими и технологическими свойствами и обладают хорошей коррозионной стойкостью. Никель повышает пластичность стали, способствует формированию мелкозернистой структуры. Холодная деформация ведет к повышению прочности данных сталей. Однако эти стали Склонны к межкристаллитной и точе шой коррозии. Следует отметить, что хромоникелевые стали обладают более высокой коррозионной стойкостью, чем хромистые стали, поскольку йведение никеля способствует обр- зованию мелкозернистой однофазной структуры сплава, для которой характерна повышенная коррозионная стойкость. [c.39]

В работе Г. С. Бурханова рассмотрены свойства и перспективы применения в конструкциях карбидов и боридов редких металлов, в том числе в виде направленно закристаллизованных тугоплавких эвтектик. Среди офомного числа металлоподобных соединений редких металлов заметное место занимают карбиды и бориды. Они могут использоваться или как основа конструкционного материала, или как упрочняющий компонент в сочетании с пластичной матрицей. Такие конструкционные материалы могут предназначаться для работы в экстремальных условиях. Особый интерес представляют монокарбиды и дибориды переходных металлов IV—VI фупп периодической системы Д. И. Менделеева - циркония, гафния, ниобия, тантала, молибдена, вольфрама. Карбиды и бориды переходных металлов IV—VI фупп имеют четко выраженный металлический характер металлический блеск, хорошую электро- и теплопроводность, что указывает на преобладание металлического типа химической связи. [c.225]

Применение. Ниобий — один из основных компонентов при легировании жаропрочных сталей и сплавов. Сплавы ниобия применяют в химическом машиностроении, в радиоэлектронике вместо дорогого тантала (экраны, катоды мощных генераторных ламп, аноды некоторых типов ламп, трубки, сетки с максимальной рабочей температурой 2100° Сит. д.), в ядерных реакторах, в качестве материала оболочек тепловыделяющих элементов и емкостей для расплавленных металлов, в авиации (лопатки газовых турбин авиадвигателей). Относительно новая область применения ниобия — в качестве основы сверхпроводящих материалов, так как у ниобия максимальная среди металлов температура перехода в сверхпроводящее состояние (8,9 К). Так, у сплавов системы Nb—Zr критическое магнитное поле достигает 80 кГс, плотность критического тока (4—6)-10 А/см и температура перехода-в сверхпроводящее состояние 11 К. Высокими сверхпроводящими свойствами (18,1 К) отличается соединение NbsSn, на базе которого уже созданы сверхпроводящие магниты на 100, 1ЭД кгс и выше. [c.551]

Важность проблемы создания и применения Н0 вых химически стойких металлических материалов в различных отраслях. нашей промышленности, особенно в химическом машиностроении, подчеркнута в Программе КПСС. За последние два десятилетия в связи с интенсификацией и разработкой новых технологических процессов, протекающих в агрессивных средах при высоких температурах и давлениях, значительно возрос интерес к использованию новых конструкционных материалов на основе тугоплавких и редких металлов, таких как титан, ниобий, ванадий, молибден. Эти металлы и их сплавы обладают весьма ценными физико-химическими и механическими свойствами, а по коррозионной стойкости во многих случаях значительно превосходят сплавы на основе железа и цветных металлов, которые являются до настоящего времени основными конструкционными материалами в химическом аппарато-строении. По сырьевьгм ресурсам и возможностям металлургической иромышленности такие металлы, как титан и ниобий (а также и другие из числа тугоплавких), могли бы уже сейчас широко использоваться в химическом машиностроении. Однако их внедрение в эту отрасль промышленности идет сравнительно медленно. Одна из причин отставания — отсутствие необходимых сведений о свойствах этих металлов и их сплавов, в особенности об их химической стойкости и характере поведения в различных агрессивных средах. [c.65]

Из тугоплавких металлов ниобий, тантал и их сплавы наиболее коррозионностойкие, причем тантал обладает большей коррозионной стойкостью, чем ниобий. По коррозионной стойкости тантал сравним с керамикой, эмалью, пластмассами и превосходит стекло. Ниобий и тантал при 20°С устойчивы в кислотах (НС1, H2SO4, HNO3 и фосфорной) и не реагируют с царской водкой, но менее устойчивы к действию щелочей. Они заметно разрушаются в горячих растворах едких щелочей и в расплавленных щелочах. При 20° С металлы устойчивы на воздухе, но при 200—300° С начинают слегка окисляться и при нагревании выше 500° С наблюдается интенсивное окисление, что ограничивает их применение в чистом виде (без защитных покрытий) при высоком нагреве. С азотом металлы реагируют так же, как и с углекислым газом. Для них характерно весьма интенсивное поглощение при нагревании газов (Нг, О2, N2), малые примеси которых сильно ухудшают пластичность, обрабатываемость и электрические свойства металлов. Так, ниобий с примесью более 0,024% О2 и 0,017% N2 плохо сваривается и прокатывается в листы. [c.156]

В отношении многих металлов часто применяют термин редкие (в смысле малоприменяемые). Однако редкость их может вызываться целым рядом причин малой распространенностью в земной коре рассеянностью их присутствия в рудах и минералах при значительном в целом содержании в земле трудностью их выделения из руды или отделения от других металлов еще недостаточной изученностью свойств, ограничивающей применение. К числу таких редких металлов принадлежат литий, рубидий, цезий, бериллий, галлий, индий, таллий, германий. Из элементов побочных подгрупп к редким принадлежат скандий, иттрий, лантан, актиний, цирконий, гафний, ванадий, ниобий, рений. К числу редких, а точнее рассеянных, принадлежат и лантаноиды (церий и др.), на что указывает их старинное название редкоземельные элементы ( земля — старинное название оксидов). [c.75]

Многолетний опыт применения нержавеющих хромоникелевых сталей аустенитного класса, содержащих 18% Сг, 9% N1 и 0,1% С показал, что наиболее эффективным методом борьбы с межкристаллитной коррозией является введение в такую сталь добавок титана или ниобия, образующих устойчивые карбиды. Сталь 1Х18Н9Т практически не подвержена межкристаллитной коррозии. Минимальное содержание титана в стали как карбидообразующего элемента должно удовлетворять соотношению %Т1 5(%С—0,03). Стабилизирующими свойствами обладает также ниобий. По этой причине стали 1Х18Н9Т и Х18Н12М2Т не склонны к межкристаллитной коррозии в отличие от других нержавеющих сталей, не содержащих титана или ниобия [31]. [c.82]

Стойкость ниобия в серной и соляной кислотах несколько ниже, чем у тантала. Однако сочетание таких свойств, как устойчивость против коррозии п высокое сопротивление ползучести при повышенных температурах, повышает эффективность применения ниобия как конструкциопного металла [c.534]

Для сварки сталей, стабилизированных титаном, без применения защитной газовой атмосферы необходимо наплавляемый металл шва стабилизировать ниобием, так как при сварке происходит непод-дающееся контролю выгорание титана. Несмотря на это, изготовляют электроды и из проволоки, содержащей титан ( 0,5%). Хотя в металле шва остаются только следы титана, эти электроды обладают значительно лучшими сварочными свойствами, чем содержащие ниобий. Электроды с титанол горят спокойнее, шлак отделяется лучше и наваренный валик получается более равномерным, механические свойства шва выше. Кроме того, при сварке электродами, содержащими титан, несколько уменьшается угар хрома и склонность шва к горячим трещинам. Идея применения проволоки с титановым сердечником для совершенной стабилизации наплавленного металла до настоящего времени еще не нашла полного практического осуществления. Поэтому для стабилизации металла шва при сварке без защитной атмосферы применяется ниобий. Введение титана в металл шва продолжает представлять интерес из-за остальных его благоприятных свойств. [c.118]

Крепежные детали паровых турбин работают в условиях температур, не превышаюших 565 °С. Высокие эксплуатационные свойства материала в этих условиях обеспечиваются применением хромомолибденованадиевых сталей. Наибольшая релаксационная стойкость в этих сталях достигается в результате дополнительного легирования их такими элементами, как ниобий и титан, образуюшими термически устойчивые карбиды НЬС и Т1С. Существенное влияние на свойства крепежной стали оказывает способ ее выплавки. Так, применение электрошлакового переплава позволяет получить более высокие служебные свойства по сравнению со свойствами металла, выплавленного в дуговой печи. [c.41]

Будучи неполярными, галогениды ниобия имеют сравнительно низкие температуры плавления и кипения. Помимо описаппых в этой главе, имеются и другие данные о свойствах галогенидов ниобия, указывающие на то, что эти соединения, вероятно, найдут применение как исходные вещества при получении металла. [c.453]

В связи с применением аустенитных сталей в атомной промышленности были проведены исследования влияния радиоактивного излучения на стабильность структуры этих сталей. Установлено, что под действием радиоактивного излучения оба процесса распада аустенита у а, А М) заметно ускоряются, особенно в сталях типа 18-8, содержащих ниобий [4, 8, 40, 43]. С. Т. Конобеевский и др. установили, что нейтронная бомбардировка не вызывает распада аустенита в стали 1Х18Н9Т, но прочность стали повышается, а пластичность падает. Данные о влиянии нейтронного облучения на механические свойства хромоникелевой аустенитной стали и сплавов типа инконель приведены в табл. 8. [c.33]

Опыт применения двухфазных (а + у)-сплавов показал большое рассеяние свойств, причины которого неясны. Исследование характера разрушения железомарганцевых а-сплавов проводили на бинарных и легированных составах. Механические свойства бинарных сплавов с 7 и 10% Мп подробно исследованы ранее (см. гл. I, III) и взяты для сравнения. В качестве легирующих были использованы ванадий и ниобий. При этом ожидали улучшения вязких свойств по двум направлениям через измельчение зерна и повышение чистоты в микрообъемах металла [153]. Сведения по благоприятному влиянию этих элементов на фазовый состав и далее на пластичность и вязкость железомарганцевых сплавов были получены ранее на е-спла-вах [153]. Кроме того были воспроизведены сплавы 20Г7Т и 17Х2Г8МФ, известные из литературных источников [13, 184]. [c.225]

Металлопокрытие не нашли широкого применения для защиты тугоплавких металлов. Основная причина — высокая скорость диффузионного взаимодействия с основой при Т > 1200° С. Относительно низкая скорость окисления NbAlg и ТаА1з (0,2 и 0,7 г-м- -ч- при 1260 °С соответственно) дает возможность использовать алитирование для кратковременной защиты ниобия и тантала (табл. 14.11). Разрушение покрытий носит локальный характер. Стойкость алюминидного покрытия на Nb возрастает при предварительном титанировании. Низкая надежность ограничивает использование алюминидных покрытий на Мо и W. Их стойкость возрастает при введении добавок Ni, Сг, Mg, Со, Ti, Si и Fe (табл. 14.12). Защитные свойства алюминидных покрытий повышают введением Sn, увеличивающего их пластичность. Покрытие Sn—AI на Nb и Та можно наносить из расплава. При этом образуется слой алюминидов НЬ(Та)А1з, поверх которого кристаллизуется слой Sn—А1, содержащий 3. .. 10 % А1. Вблизи температуры плавления эвтектики SnOa—А]аОз (1620 °С) срок защитного действия покрытий возрастает (табл. 14.13). Введение в 8п—AI расплав молибдена улучшает качество покрытий. Sn—А1—Мо покрытие применяют для защиты ведущих кромок, тепловых экранов и других частей весьма теплонапряженных аппаратов. [c.436]

Дисперсионное и дисперсное упрочнения сплавов ванадия до последнего времени не находили широкого применения. Это, видимо, можно объяснить тем, что твердорастворное легирование ванадия, особенно при высоком содержании легирующих элементов, обеспечивает упрочнение, сохраняющееся до высоких для ванадия рабочих температур (—1000° С) без резкого снижения его низкотемпературной пластичности (рис. 116) [1, 2]. Вместе с тем стали появляться работы по исследованию закономерностей формирования гетерофазных структур в системах V—Meiv—С [10,11] по влиянию добавок углерода и азота на прочностные свойства сплавов ванадия, содержащих один или несколько из элементов цирконий, ниобий, титан [12, 13, 2]. Сведения пока очень ограниченные, одна-, ко уже сейчас прослеживается закономерность в изменениях свойств [c.278]

При более высоких температурах образуются аморфно-кристаллические пленки с низкими электрическими характеристиками. Сплошность термических пленок на металлах сохраняется лишь до определенной толш,ины, при превышении которой возникающие в пленке напряжения вызывают ее растрескивание. Чиело веществ, на которых образуются сплошные (когерентные, однородные) пленки, весьма ограничено. Прежде всего следует назвать тантал, ниобий, алюминий и кремний. Наиболее широкое применение получили термические пленки на кремнии. Они образуются в атмосфере сухого кислорода при Г= 1300 н-1600 К при окислении во влажном кислороде или парах воды температура может быть понижена до 800 К. Во всех случаях получаются аморфные пленки, имеющие структуру ближнего порядка, сходную со структурой кварцевого стекла. Химическая или топографическая неоднородность кремниевой подложки может вызвать появление в аморфном оксиде кристаллической фазы, имеющей структуру а-кристобали-та, присутствие которой ухудшает электрические свойства пленки и может вызвать нарушение ее сплошности. [c.257]

Основным конструкционным материалом для производства сварных конструкций в течение длительного периода являлась малоуглеродистая сталь (типа Ст.З, Ст.2 и др.), характеризующаяся гарантированной, но невысокой прочностью, высокой пластичностью и хорошей технологичностью, в том числе и свариваемостью. Немаловажное значение имеет и относительная дешевизна этой стали, не содержащей специальных легирующих элементов. Малоуглеродистая сталь наряду с указанными достоинствами имеет и ряд недостатков, из которых важнейшими являются относительно низкая прочность, пониженное сопротивление хрупкому разрушению и повышенная чувствительность к механическому старению. Последние два свойства в значительной мере определяются степенью раскисленности металла (кипящая, по-луспокойная и спокойная) даже лучшая из них — спокойная малоуглеродистая сталь характеризуется невысокими значениями ударной вязкости при минусовых температурах, что в ряде случаев ограничивает область ее применения. Интенсивными исследованиями в последние годы доказано, что применением специальных технологических приемов (регулируемая прокатка, термическое упрочнение и др.) или дополнительным введением в металл модифицирующих элементов (ниобий, ванадий и др.) можно заметно улучшить качественные характеристики малоуглеродистой стали, в том числе и ее сопротивление хрупкому разрушению. Можно преодолеть недостатки малоуглеродистой стали и путем перехода на низколегированные стали (стали повышенной прочности), повышенная прочность и сопротивляемость хрупким разрушениям у которых достигается присадкой легиру ющих элементов и измельчением структуры. [c.4]

Расширяющееся применение тантала и ниобия в различных отраслях науки и техники объясняется благоприятным сочетанием свойств этих металлов. Применение тантала и ниобия в химической промышленности связано с высокой коррозионной стойкостью этих металлов во многих агрессивных средах. Большая коррозионная стойкость тантала и ниобия в сочетании с высокой устойчивостью против эрозии делает их весьма эффективнььми конструкционными материалами в химическом машиностроении. Тантал и ниобий можно сваривать точечной, роликовой, стыковой, а также аргоно-дуговой электросваркой, что позволяет широко использовать эти металлы в химической промышленности для облицовки (плакирования) материалов, используемых для изготовления химической аппаратуры [1]. Проводятся разносторонние исследования с тантало-ниобиевыми сплавами, более дешевыми, чем чистые металлы. В частности, исследована [2 —5] коррозионная стойкость сплава Та—МЬ в ряде сред. Однако многие вопросы остаются неисследованными. Некоторые из них рассматриваются в данной работе. [c.187]

Коэрцитивная сила Щ от латинского соегс11ю — удерживание) — напряженность магнитного поля, необходимая для полного размагничивания предварительно намагниченного до насыщения ферромагнетика (получения 5 = О по предельной петле гистерезиса). Магнитные свойства ферромагнетиков (в первую очередь сталей) определяются их химическим составом. Так, введение никеля, марганца, углерода, азота и меди уменьшает начальную магнитную проницаемость )Хнач и повышает коэрцитивную силу Одновременное введение кремния, хрома, молибдена, ниобия, вольфрама и ванадия увеличивает л,,ач и уменьшает Между начальной магнитной проницаемостью и коэрцитивной СИЛОЙ Д. ДЛЯ стэлсй существует обратно пропорциональная зависимость. Так, для диапазона значений = 0, 2...5 кА/м и )1 = 10...270 установлена зависимость ( нач (0Л7Яг)- (см. Богачева Н. Д. Расширение возможностей применения метода коэрцитивной силы // В мире неразрушающего контроля. — М., 2005 г.—№ 2. — С. 8—10). [c.102]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...