Die Nioblegierung C103 ist eine Hochleistungslegierung auf Niobbasis, die in der Luft- und Raumfahrt und bei Hochtemperaturanwendungen weit verbreitet ist. Es besteht hauptsächlich aus Niob (Nb) mit Legierungselementen wie Hafnium (Hf) und Titan (Ti), die seine mechanischen Eigenschaften, seine Oxidationsbeständigkeit und seine allgemeine Haltbarkeit in extremen Umgebungen verbessern.
Zusammensetzung
Die typische Zusammensetzung von C-103 ist:
- Niob (Nb): ~89%
- Hafnium (Hf): ~10%
- Titan (Ti): ~1%
Diese Kombination bietet ein einzigartiges Gleichgewicht zwischen Festigkeit, Hitzebeständigkeit und Oxidationsschutz.
Diese Legierung erreicht eine Feststoffverfestigung durch Zugabe von Hf-, Ti- und Zr-Legierungselementen, von denen Zr eine signifikante Verstärkungswirkung hat und Hf und Spurenmengen von W hauptsächlich die Hochtemperatureigenschaften verbessern.
PANWAR S S, PRASAD K, UMASANKAR PATRO T und andere untersuchten die Zugeigenschaften und das Bruchverhalten der C-103-Legierung im Temperaturbereich zwischen Raumtemperatur (RT) und 1200 °C (siehe Abbildung unten), zwischen Raumtemperatur und 1200 °C Die Spannungs-Dehnungs-Kurve der Legierung zeigte gezackte Fluktuationen, und das Phänomen der dynamischen Dehnungsalterung (DSA) trat auf. Die Temperaturänderung hat auch einen großen Einfluss auf den Bruchmechanismus der Legierung, d.h. von Raumtemperatur auf 500 °C, 600 bis 900 °C und 1000 bis 1200 °C. Bei den Frakturmechanismen handelt es sich um die duktile Fraktur, die Spaltfraktur bzw. die interkristalline Fraktur.
Leistung
Die Nioblegierung C103 weist hervorragende physikalische und mechanische Eigenschaften auf, zu denen hauptsächlich eine hohe Festigkeit, eine hohe Härte, eine gute Korrosionsbeständigkeit und eine hohe Temperaturbeständigkeit gehören. Im Folgenden sind die wichtigsten Leistungsindikatoren der Nioblegierung C103 aufgeführt:
- Kraft: Die Nioblegierung C-103 hat eine hohe Streckgrenze und Zugfestigkeit, die bei Raumtemperatur mehr als 1500 MPa erreichen kann.
- Härte: Die Härte der C-103-Niob-Legierung nimmt mit zunehmender Temperatur ab, kann aber bei hohen Temperaturen immer noch eine hohe Härte beibehalten.
- Dichte: Er liegt bei etwa 8,57 g/cm³, was ein Gleichgewicht zwischen Festigkeit und Gewicht herstellt, was in der Luft- und Raumfahrt sehr wichtig ist.
- Korrosionsbeständigkeit: Die Nioblegierung C-103 weist eine gute Korrosionsbeständigkeit in oxidierender Hochtemperaturatmosphäre auf.
- Leistung bei hohen Temperaturen: Die Nioblegierung C-103 hat einen hohen Schmelzpunkt und eine hohe Temperaturfestigkeit und kann bei hohen Temperaturen eine hervorragende Leistung erbringen.
- Ermüdungsverhalten: Die Nioblegierung C-103 hat eine gute Ermüdungsleistung und kann unter hohen zyklischen Belastungsbedingungen lange arbeiten.
Wärmebehandlung
Wichtigkeit: Die Wärmebehandlung ist ein wichtiges Glied im Produktionsprozess der Niob-Hafnium-Legierung C103. Durch geeignete Wärmebehandlungsverfahren können die Elemente im Material gleichmäßig verteilt werden, um sicherzustellen, dass die mechanischen und physikalischen Eigenschaften des Materials optimal sind.
Aufprall: Der Wärmebehandlungsprozess hat einen erheblichen Einfluss auf die Festigkeit, Zähigkeit, Härte und andere Eigenschaften des Materials. Im eigentlichen Produktionsprozess sollte das geeignete Wärmebehandlungsverfahren auf der Grundlage der chemischen Zusammensetzung des Materials und der spezifischen Arbeitsbedingungen ausgewählt werden.
Anwendung
Aufgrund ihrer hervorragenden physikalischen und mechanischen Eigenschaften wird die Nioblegierung C103 häufig in der Luft- und Raumfahrt, im Energiesektor und in anderen Bereichen eingesetzt. Im Folgenden sind die Hauptanwendungsbereiche der Nioblegierung C103 aufgeführt:
- Bereich Luft- und Raumfahrt: Die Niob-Legierung C103 wird zur Herstellung von Hochtemperaturkomponenten von Düsentriebwerken und Raketentriebwerken wie Turbinenschaufeln, Brennkammern usw. verwendet.
- Energiebereich: Die Nioblegierung C103 wird zur Herstellung von Strukturmaterialien für Kernreaktoren und Strukturkomponenten von Hochtemperaturöfen verwendet.
- Bereich der mechanischen Fertigung: Die Nioblegierung C103 wird zur Herstellung von hochfesten und korrosionsbeständigen mechanischen Teilen wie Schrauben, Muttern usw. verwendet.
- Weitere Bereiche: Die Nioblegierung C103 kann auch bei der Herstellung von Hochtemperaturbauteilen in anderen Bereichen wie Elektronik und Chemie verwendet werden.
Vorteile
- Hohe Temperaturbeständigkeit.
- Ausgezeichnete Kriechfestigkeit.
- Gute Umformbarkeit und Bearbeitbarkeit bei hohen Temperaturen.
- Hervorragend geeignet für Umgebungen mit hoher Beanspruchung und hoher Hitze.
Die Niob-Legierung C103 ist ein spezialisierter Hochleistungswerkstoff, der für extreme Temperatur- und Druckbedingungen entwickelt wurde. Die Kombination aus Niob, Hafnium und Titan hat hervorragende mechanische Eigenschaften, was es zu einem unverzichtbaren Material in der Luft- und Raumfahrt und im Energiebereich macht, insbesondere dort, wo hohe Hitze und Haltbarkeit entscheidend sind.