ニッケル合金におけるNiとTaの影響
微量のニオブ (Nb) とタンタル (Ta) が代表的です要素の安定化と強化ニッケル - ベースの合金では、これらの相乗的または個別の添加により、合金の総合的な性能が大幅に最適化され、次のような具体的な効果が得られます。
降水強化効果
ニオブとタンタルは、ニッケル - ベースの合金の炭素と窒素に対して強い親和力を持ち、微細で分散した状態を形成することができます。MC-系超硬(NbC、TaC など) および炭窒化物は時効熱処理プロセス中に発生します。これらの析出物は転位や粒界の動きを固定することができ、これにより効果的に結晶粒界が改善されます。高い-温度強度、耐クリープ性そして疲労寿命合金の。 TaC は硬度と熱安定性が高いため、タンタルはニオブよりも顕著な強化効果があります。
結晶粒微細化効果
微量のニオブとタンタルは次のように機能します。不均一核生成コアニッケル - ベースの合金の凝固中に、合金の鋳造時の - 粒径が微細化されます。 - の細粒構造は、合金の室温での - 靱性と延性を向上させるだけでなく、合金の靭性も向上させます。耐食性そして溶接性粒界は腐食性媒体の侵入を妨げ、溶接の高温割れの傾向を減らすことができるためです。
耐食性への影響
ニオブとタンタルはマトリックスに溶解すると、ニッケル - ベースの合金表面の不動態化能力を向上させ、不動態化膜をより緻密かつ安定にし、その結果、粒界腐食に対する耐性そして孔食特に酸性または塩化物 - を含む過酷な環境では。さらに、ニオブとタンタルによって形成される MC - タイプの炭化物は、粒界でのクロム - に富む炭化物の析出を減少させ、クロム欠乏領域の発生を回避し、粒界耐食性をさらに向上させることができます。
位相安定性の調整
ニッケル - ベースの超合金では、ニオブとタンタルが析出を促進する可能性があります。' 段階(Ni₃(Al、Ti、Nb、Ta)) を調整し、その形態と分布を調整します。 ' 相は超合金の中核強化相であり、ニオブとタンタルを適切に添加すると ' 相の熱安定性が向上し、合金が高温 (650 度以上) で高い強度を維持できるようになります。ただし、過剰な添加は脆いトポロジー的に緻密な - 相 (TCP) 相の形成につながる可能性があり、合金の靱性が低下します。
処理パフォーマンスへの影響
ニオブとタンタルを適度に添加すると、熱間加工性ニッケル - 基合金の含有量は多くなりますが、過剰に含有すると合金の硬度が上昇し、冷間変形加工が困難になります。したがって、実際の用途におけるニオブとタンタルの含有量は、合金の用途シナリオと加工要件に従って厳密に制御する必要があります。
