Traces de niobi (Nb) i tàntal (Ta) són típicselements estabilitzadors i reforçantsen aliatges basats en níquel -, i la seva addició sinèrgica o individual pot optimitzar significativament el rendiment integral dels aliatges, amb els efectes específics següents:
Efecte reforçador de les precipitacions
El niobi i el tàntal tenen una forta afinitat pel carboni i el nitrogen en aliatges basats en níquel -, i poden formar-se fins i dispersos.Carburs tipus MC -(com NbC, TaC) i carbonitrurs durant el procés de tractament tèrmic d'envelliment. Aquests precipitats poden fixar el moviment de les dislocacions i els límits del gra, la qual cosa millora eficaçment laresistència a la temperatura alta -, resistència a la fluènciaivida de fatigadels aliatges. El tàntal té un efecte d'enfortiment més significatiu que el niobi perquè el TaC té una major duresa i estabilitat tèrmica.
Efecte de refinament del gra
El niobi i el tàntal traces poden actuar com anuclis de nucleació heterogenisdurant la solidificació d'aliatges basats en níquel -, que refina la mida del gra com a - fosa dels aliatges. Les estructures de gra - fins no només milloren la duresa i la ductilitat a la temperatura de l'habitació - dels aliatges, sinó que també milloren la sevaresistència a la corrosióisoldabilitat, ja que els límits de gra poden dificultar la penetració de medis corrosius i reduir la tendència de soldar esquerdes en calent.
Impacte sobre la resistència a la corrosió
Quan es dissolen a la matriu, el niobi i el tàntal poden millorar la capacitat de passivació de la superfície d'aliatge basada en níquel -, fent que la pel·lícula de passivació sigui més densa i més estable, millorant així laresistència a la corrosió intergranularicorrosió picant, especialment en ambients àcids o clorurs - que contenen entorns durs. A més, els carburs de tipus MC - formats per niobi i tàntal poden reduir la precipitació de carburs rics en crom - als límits del gra, evitant l'aparició de zones d'esgotament de crom i millorant encara més la resistència a la corrosió intergranular.
Regulació de l'estabilitat de fase
En els superaliatges basats en níquel -, el niobi i el tàntal poden afavorir la precipitació de la'fase(Ni₃(Al, Ti, Nb, Ta)) i ajustar la seva morfologia i distribució. La fase ' és la fase de reforç del nucli dels superaliatges, i l'addició adequada de niobi i tàntal pot millorar l'estabilitat tèrmica de la fase ', permetent que l'aliatge mantingui una alta resistència a temperatures elevades (per sobre dels 650 graus). Tanmateix, l'addició excessiva pot conduir a la formació de fases - empaquetades (TCP) topològicament properes, que reduiran la duresa de l'aliatge.
Influència en el rendiment del processament
L'addició moderada de niobi i tàntal pot millorartreballabilitat en calentd'aliatges basats en níquel -, però el contingut excessiu augmentarà la duresa de l'aliatge i augmentarà la dificultat del processament de deformació en fred. Per tant, el contingut de niobi i tàntal en aplicacions pràctiques s'ha de controlar estrictament d'acord amb els escenaris d'aplicació i els requisits de processament de l'aliatge.
