Niobium Zirconium Plate (Nb1Zr legering)
Nb-1Zr-legering är en allmänt använd niobiellegering. Det är en lågstark niobiellegering med bra bearbetnings- och svetsegenskaper. Det används främst i rymdfart, atomreaktorer, elektriska ljuskällor natriumlampor och andra tillämpningsområden.
Niobium Zirconium Plate (Nb1Zr legering) detaljer
Inom gränsfältet för modern materialvetenskap upptar niobbbaserade legeringar en viktig position i många avancerade industrier med sina unika prestandafördelar. Som ett typiskt niobbbaserat legeringsmaterial har Nb1Zr-legeringsplattan blivit ett av fokus för materialforskning och industriell tillämpning med sin utmärkta omfattande prestanda. Den består av niobium (Nb) som matris och cirka 1% zirkonium (Zr) element tillsätts. Detta noggrant formulerade komponentsystem ger legeringsplattan en rad utmärkta egenskaper, vilket gör att den spelar en oumbärlig roll inom nyckelområden som luftfart, kärnkraftsindustri och elektronikindustri.
II. Sammansättning och mikrostruktur
(I) Kemisk sammansättning
I Nb1Zr-legeringsplattan ger niob som huvudkomponent goda iboende egenskaper, såsom hög smältpunkt, låg densitet och bra ledningsförmåga. Tillsatsen av 1% zirkoniumelement spelar en nyckelroll för att förstärka och modifiera. Zirkonium kan förfina kornen i legeringen, effektivt förbättra styrkan och hårdheten i legeringen och förbättra dess krypmotstånd. Dessutom, på grund av den starka affiniteten mellan zirkonium och syre, kan det reagera med syre föredragligen, vilket bildar en tät oxidfilm på ytan av legeringen, skyddar niobimatrisen från ytterligare oxidation och förbättrar avsevärt oxidationsmotståndet hos legeringen.
(II) Mikrostruktur
På mikroskopisk nivå presenterar Nb1Zr-legeringsplattan en jämnt fördelad fin kornstruktur. Denna struktur bildas gradvis under smältning, bearbetning och värmebehandling av legeringen. Den fina kornstorleken hjälper inte bara till att förbättra legeringans styrka och seghet, utan förbättrar också dess bearbetningsprestanda och korrosionsbeständighet. Under ett elektronmikroskop kan det observeras att zirkoniumelementet är jämnt fördelat i niobimatrisen, och vissa zirkoniumatomer kan koncentreras vid korngränserna, vilket ytterligare förbättrar prestandan hos legeringen genom korngränsförstärkningsmekanismen.
III. Prestandaegenskaper
(I) Mekaniska egenskaper
Hög hållfasthet och hög seghet: Nb1Zr legeringsplatta visar en bra balans mellan styrka och seghet vid rumstemperatur och hög temperatur. Dess utbytesstyrka och draghållfasthet är betydande, och den tål stora externa belastningar utan plastdeformation. Samtidigt har legeringsplattan en viss seghet och är inte lätt att bryta när den påverkas. Denna funktion gör den lämplig för applikationsscenarier med strikta krav på materialets mekaniska egenskaper, såsom de heta änddelarna av flygmotorer.
Bra trötthetsmotstånd: Under påverkan av växlande belastningar visar Nb1Zr-legeringsplattor utmärkt trötthetsmotstånd. De fina kornen och jämnt fördelade förstärkningsfaser i dess mikrostruktur hindrar effektivt initiering och expansion av utmattningssprickor, vilket förlänger materialets utmattningslivslängd. Detta gör att legeringsplattan har utmärkt tillförlitlighet i delar som måste tåla cykliska belastningar under lång tid, såsom vingstrukturer på flygplan.
(II) Fysiska egenskaper
Högtemperaturmotstånd: Legeringsplattan har utmärkt högtemperaturmotstånd, med en smältpunkt på upp till 2468 ℃ och en hög omkristalliseringstemperatur. I en högtemperaturmiljö kan legeringsplattan bibehålla god organisatorisk struktur och mekaniska egenskaper och effektivt motstå högtemperaturskrypning. Samtidigt förbättrar zirkoniumelementet i legeringen sin antioxidantförmåga, vilket gör det möjligt att arbeta stabilt under lång tid i en högtemperaturoxiderande atmosfär och är lämpligt för värmeelement, värmeskärmar och andra delar av högtemperaturugnar.
Låg densitet: Den låga densiteten av niob gör att Nb1Zr-legeringsplattan har relativt låg densitet samtidigt som den upprätthåller hög hållbarhet, vilket är av stor betydelse inom viktkänsliga områden som rymdfart. Användningen av Nb1Zr legeringsplatta kan minska vikten av komponenter och förbättra bränsleeffektiviteten och nyttolastkapaciteten hos flygplan.
(III) Bearbetningens prestanda
Trots sina många utmärkta egenskaper har Nb1Zr-legeringsplattan fortfarande bra bearbetningsprestanda. Den kan göras till delar av olika former och storlekar genom konventionella valsning, smidning, skärning, svetsning och andra bearbetningsprocesser. Under bearbetningen kan förekomsten av defekter som spricka och delaminering effektivt undvikas genom rimlig kontroll av bearbetningsparametrar som temperatur och deformationshastighet, vilket ger bekvämlighet för industriell produktion. Till exempel under valsningen kan tjockleken och ytkvaliteten på plattan noggrant kontrolleras genom flera varma valsnings- och kallvalsningsprocesser. vid svetsning kan användningen av lämpliga svetsmetoder och processparametrar få högkvalitativa svetsade fogar för att möta de olika behoven hos olika industriområden.
IV. Tillämpningsområden
(I) Luftfartsområdet
Flygplatsmotordelar: I flygmotorer måste varma delar som förbränningskammare och turbinblad arbeta i tuffa miljöer med hög temperatur, högt tryck och höghastighetsluftflöde. Nb1Zr legeringsplatta har blivit ett idealiskt material för tillverkning av dessa delar på grund av sin höga hållbarhet, hög temperaturmotstånd och låg densitet. Den kan tåla extrema förhållanden, säkerställa effektiv och stabil drift av motoren och förbättra prestanda och tillförlitlighet av flygplanet. Till exempel kan förbränningskammarens foder av Nb1Zr-legeringsplatta bibehålla strukturell integritet under sköring av högtemperaturförbränningsgas, minska värmeförlusten och förbättra förbränningseffektiviteten.
Flygplan strukturella delar: På grund av den höga styrkan och låga densiteten av Nb1Zr legeringsplatta, används det också i stor utsträckning i flygplan strukturella delar, såsom vingbalkar, skroppsramar, etc. Strukturella delar tillverkade av denna legeringsplatta kan minska vikten samtidigt som de säkerställer strukturell styrka, förbättra manövrerbarheten och bränsleekonomien hos flygplanet. Dessutom säkerställer dess goda trötthetsmotstånd också säkerheten för flygplanet under långvarig service.
II) Kärnkraftsindustrin
Kärnbränslebeklädnad: I kärnreaktorer måste kärnbränslebeklädnad ha ett bra neutronabsorptionstvärsnitt, strålningsbeständighet och korrosionsbeständighet för att förhindra läckage av radioaktiva material i kärnbränsle och upprätthålla strukturell integritet i långvarig bestrålningsmiljö. Nb1Zr legeringsplatta uppfyller dessa krav och kan effektivt skydda kärnbränsle och säkerställa säker drift av kärnreaktorer.
Kärnstrukturella komponenter: Nb1Zr legeringsplatta används också i kärnstruktuella komponenter som styrstangdriftmekanism och positioneringsnät. Det kan upprätthålla stabila mekaniska egenskaper och dimensionell noggrannhet i hög temperatur, högt tryck och stark strålningsmiljö, vilket ger tillförlitligt stöd för normal drift av kärnreaktorer.
(III) Elektronisk industri
Tillverkning av elektroniska rör: I elektroniska rör används Nb1Zr-legeringsplattan ofta för att tillverka katoder, anoder och andra komponenter. Dess goda ledningsförmåga och termiska stabilitet kan uppfylla kraven på elektroniska rör för materialets elektriska egenskaper och termiska egenskaper, vilket säkerställer effektiv drift av elektroniska rör. Till exempel i högkraftiga elektronrör kan anoder gjorda av Nb1Zr-legeringsplattor tåla höga strömmar och hög värme, vilket förbättrar elektronrörens effektkapacitet och tillförlitlighet.
Sputteringsmål: I tillverkningsprocessen för halvledare används sputteringsmål för att sätta tunna filmer på substrat. Mål tillverkade av Nb1Zr-legeringsplattor kan ge högkvalitativ tunnfilmavsättning, och deras sammansättnings enhetlighet och stabilitet säkerställer filmens kvalitet och prestandakonsistens, vilket förbättrar prestanda och produktionseffektivitet hos halvledarutrustningar.
V. Produktionsprocess
(I) Smältning
Vakuumförbrukande bågsmältning: Detta är en vanlig smältmetod. Råvarorna tillverkas till förbrukningselektroder som smälts genom bågsuppvärmning i vakuummiljö och stelnar till göt i en vattenkyld koppardegel. Denna metod kan effektivt avlägsna föroreningar och säkerställa renhet och sammansättning enhetlighet hos legeringen. Under smältprocessen kan legeringens mikrostruktur och egenskaper optimeras genom att exakt styra parametrar som ström, spänning och smälthastighet.
Elektronstrålen kalla säng ugn smältning: Råvarorna smältas av elektronstrålar och raffineras och härdar på en kall säng. Denna metod kan ytterligare minska orenhetsenheten i legeringen, särskilt avlägsnandeeffekten av skadliga ämnen som väte och syre. Samtidigt kan elektronstrålsmältning av kall eldugn uppnå kontinuerlig smältning, förbättra produktionseffektiviteten och är lämplig för storskalig produktion av högkvalitativa Nb1Zr-legeringslingar.
(II) Smide och valsning
Smidning blankning: Legeringsgötet som erhålls genom smältning värms upp till en lämplig temperatur, vanligtvis mellan 1200-1400 ℃, och smidd blankning utförs. Under smidningsprocessen utförs flera upprustnings- och dragningsoperationer för att förbättra legeringens gjutstruktur, bryta de grova kornen, öka densiteten och ge bra blank för efterföljande valsning.
Varmvalsning: Det smidda tommet uppvärms till 1000-1200 ℃ och varmvalsas för flera passeringar. Varmvalsning kan ytterligare deformera legeringen, förfina kornen och förbättra dess omfattande prestanda. Under varmvalsprocessen kontrolleras plåtens tjocklek och dimensionella noggrannhet noggrant genom att kontrollera parametrar som valstemperatur, reduktion och valshastighet.
Kallvalsning: Efter att den varmvalsade plattan glöds är den kallvalsad. Kallvalning utförs vid rumstemperatur. Genom kallvalsning kan plattans yta vara smidigare och dimensionernas noggrannhet vara högre, samtidigt som styrkan och hårdheten i legeringen förbättras ytterligare. Under kallvalsprocessen är det nödvändigt att rimligt kontrollera valsprocessen och mängden reduktion enligt plåtens tjocklek och prestandakrav.
III) Värmebehandling
Glödgning: Glödgning kan eliminera restspänningen som genereras under bearbetningen och förbättra materialets plasticitet. Generellt utförs glödgning i temperaturområdet 700-900 ℃, och hålltiden beror på plattans tjocklek och utrustningsförhållandena, vanligtvis 1-3 timmar. Efter glödgning släpps legeringsplattans inre spänning, strukturen är mer enhetlig och det är bekvämt för efterföljande bearbetning och användning.
Fast lösningsbehandling: Fast lösningsbehandling är att värma legeringsplattan till en högre temperatur så att legeringselementen är helt lösta i matrisen och sedan snabbt kyla den för att få en övermättad fast lösning. För Nb1Zr legeringsplattor är lösningsbehandlingstemperaturen generellt 1000-1200 ℃, hållningstiden är 0,5-2 timmar och sedan vattenkylning eller luftkylning. Lösningsbehandling kan förbättra styrkan och hårdheten i legeringen samtidigt som en viss seghet bibehålls.
Åldringsbehandling: Åldringsbehandling är att hålla legeringsplattan efter lösningsbehandling vid en lägre temperatur, så att legeringselementen i den övermättade fasta lösningen utfaller, bildar en fin förstärkningsfas och ytterligare förbättrar legeringans mekaniska egenskaper. Åldringsbehandlingstemperaturen är generellt 500-700 ℃, och hållningstiden är 2-8 timmar. Genom rimligt att kontrollera temperaturen och tiden för åldrande behandling kan den bästa förstärkande effekten uppnås.
VI. Forskningsstatus och utveckling
I) Forskningsstatus
För närvarande fokuserar forskningen på Nb1Zr-legeringsplattor främst på att ytterligare optimera dess prestanda och utveckla nya tillämpningsområden. När det gäller prestandaoptimering har forskare åtagit sig att förbättra styrkan, segheten, högtemperaturbeständigheten och korrosionsbeständigheten hos legeringen genom att justera legeringssammansättningen, förbättra produktionsprocessen och värmebehandlingssystemet. Till exempel genom att lägga till spårmängder av andra legeringselement, såsom titan och tantal, kan kornen ytterligare raffineras och legeringen kan förbättras. När det gäller produktionsteknik undersöks nya smältnings- och bearbetningsmetoder för att förbättra produktionseffektiviteten och produktkvaliteten.
När det gäller utbyggnaden av tillämpningsfältet, med den snabba utvecklingen av ny energi, elektronisk information och andra industrier, fortsätter efterfrågan på högpresterande material att öka. Forskare undersöker applikationspotentialen för Nb1Zr-legeringsplattor inom nya områden som nya energibatterier och kvantdatorer, såsom batterilektrodmaterial och substratmaterial för kvantchips.
(II) Utvecklingstrend
Hög prestanda: I framtiden kommer Nb1Zr-legeringsplattor att utvecklas mot högre styrka, högre seghet, bättre högtemperaturbeständighet och korrosionsbeständighet. Genom avancerad materialdesign och förberedelsesteknik optimeras legeringans mikrostruktur ytterligare för att uppnå en omfattande förbättring av prestanda.
Multifunktionalitet: Utveckla Nb1Zr-legeringsplattor med flera funktioner, såsom bra ledningsförmåga, magnetiska egenskaper och mekaniska egenskaper, för att möta behoven hos olika fält för materialmultifunktionalitet.
Gröning: I produktionsprocessen fokusera på energibesparing och utsläppsminskning och återvinning av resurser, utveckla gröna och miljövänliga produktionsprocesser och minska inverkan på miljön.
Intelligens: Kombinering av artificiell intelligens och big data teknik, kan intelligensen i legeringssammansättningsdesign, produktionsprocesskontroll och prestandaförutsägelse förverkligas, och R & amp; D effektivitet och produktkvalitetsstabilitet kan förbättras.
VII. Slutsats
Som ett material med utmärkt omfattande prestanda har Nb1Zr-legeringsplattan visat viktigt tillämpningsvärde inom många områden som luftfart, kärnkraftsindustri och elektronikindustri. Dess unika sammansättning och mikrostruktur ger den egenskaperna av hög hållbarhet, hög temperaturbeständighet och bra bearbetningsprestanda. Med den kontinuerliga förbättringen av produktionstekniken och djupgående forskning kommer prestandan hos Nb1Zr-legeringsplattan kontinuerligt att optimeras och tillämpningsfältet kommer att utökas ytterligare. I framtiden förväntas Nb1Zr-legeringsplattan spela en nyckelroll i fler nya områden och göra viktiga bidrag till att främja tekniska framsteg och utveckling i olika branscher. Samtidigt ser vi också fram emot den kontinuerliga innovationen i materialvetenskapen, Nb1Zr legeringsplatta kan uppnå fler prestandagenombrott och applikationsinnovationer och ge fler överraskningar och förändringar till utvecklingen av det mänskliga samhället.
Shaanxi Zhuohangxin Metal är en ledande tillverkare och leverantör av niobprodukter, främst inklusive niobplattor, niobstångar, niobbolkar, niobrör etc. Vi har åtagit oss att ge våra kunder de bästa produkterna, de lägsta priserna och den mest aktuella leveransen.
Etikett :
Alla niobplater och niobplater som tillhandahålls av Shaanxi Zhuohangxin Metal kommer att gå igenom en noggrann testprocess. Genom våra högkvalitativa niobplattor har vi fått fler och fler samarbetsvilliga kunder över hela världen. Om du behöver mer information, vänligen kontakta oss.
