ニオブ合金の強化ルート

ニオブの主な強化方法は、固溶体、析出、変形熱処理です。 ニオブ合金では、合金元素であるタングステンとモリブデンを含めることで高温および低温強度が大幅に向上しますが、多すぎると合金プロセスのパフォーマンスが低下します。 タンタルは中程度の強化元素であり、合金の塑性脆性転移温度を下げます。 ニオブ合金を強化する別の方法は、チタン、ジルコニウム、ハフニウムに加えて一定の割合の炭素を添加して、析出強化のための拡散炭化物相を形成することです。 さらに、これらの活性元素は他の特性を向上させることができます。たとえば、チタンは合金の耐酸化性とプロセス性能を大幅に向上させることができます。 ハフニウムとジルコニウムは、溶融アルカリ金属の腐食に対する合金の耐性を向上させることができます。 ハフニウムは合金の耐酸化性と溶接性能を大幅に向上させることができます。 一般に、高強度ニオブ合金には固溶強化のために多数の固溶元素（タングステン、モリブデン、タンタルなど）が含まれており、合金に高強度を与えるために析出強化も使用されます（「金属の強化」を参照）。 これらの合金は塑性加工がより難しく、変形プロセスパラメータの厳密な制御が必要です。 炭化物析出強化相を含む中強度合金 Nb-10W-1Zr-0.1C 合金に加えて、他の種類の固溶強化元素の中程度の含有量が添加されています。それは優れた全体的なパフォーマンスを持っています。 適切な量​​のチタン、ジルコニウム、ハフニウムが添加されている限り、低強度合金でも優れた被削性が保証されます。

ニオブは高温酸化耐性が弱く、約 600 度で急速に酸化し始めます。 ニオブの耐酸化性は非常に低く、ニオブの耐酸化性は非常に低いです。 高強度ニオブなどのWC-3015（Nb-15W-4Ta-28Hf-2Zr-0.1C）の開発は進んでいますが、合金はある程度の耐酸化性を備えていますが、実際の要件を満たすには程遠いため、保護するには依然として高温耐酸化性コーティングに依存する必要があります。 ニオブ合金の保護効果は、Si-Cr-Fe系、Cr-Ti-Si系、Al-Cr-Si系コーティングの方が優れています。