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铌锭

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高温合金

世界上很大一部份铌以纯金属态或以高纯度铌铁和铌镍合金的形态,用于生产镍、铬和铁基高温合金。这些合金可用于喷射引擎、燃气涡轮发动机、火箭组件、涡轮增压器和耐热燃烧器材。铌在高温合金的晶粒结构中会形成γ''相态。这类合金一般含有最高6.5%的铌。Inconel 718合金是其中一种含铌镍基合金,各元素含量分别为:镍50%、铬18.6%、铁18.5%、铌5%、钼3.1%、钛0.9%以及铝0.4%。应用包括作为高端机体材料,如曾用于双子座计划。[3]
C-103是一种铌合金,它含有89%的铌、10%的铪和1%的钛,可用于液态火箭推进器喷管,例如阿波罗登月舱的主引擎。阿波罗服务舱则使用另一种铌合金。由于铌在400°C以上会开始氧化,所以为了防止它变得易碎,须在其表面涂上保护涂层。[3]

铌基合金

C-103合金是1960年代初由华昌公司和波音公司共同研发的铌合金。由于冷战和太空竞赛的缘故,杜邦、美国联合碳化物、通用电气等多个美国公司都在同时研发铌基合金。铌和氧容易反应,所以生产过程需在真空或惰性气体环境下进行,这大大增加了成本和难度。真空电弧重熔(VAR)和电子束熔炼(EBM)是当时最先进的生产过程,促使了各种铌合金的发展。1959年起,研究项目在测试了“C系”(可能取了旧名钶“Columbium”的首字母)中共256种铌合金后,终于制得了C-103。这些合金都可熔化成颗粒状或片状。华昌当时拥有从核级锆合金提炼而成的铪元素,并希望发展它的商业应用。C系中拥有所谓103成份比例的Nb-10Hf-1Ti合金在可模锻性和高温属性之间有着最佳的平衡,因此华昌于1961年利用VAR和EBM方法生产了首批500磅C-103合金,应用于涡轮引擎部件和液态金属换热器。同期的其他铌合金还有:芬斯蒂尔冶金公司的FS85(Nb-10W-28Ta-1Zr)、华昌和波音的Cb129Y(Nb-10W-10Hf-0.2Y)、联合碳化物的Cb752(Nb-10W-2.5Zr)及苏必利尔管道公司的Nb1Zr。


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