一种铌合金棒材的加工工艺

摘要

本发明涉及一种铌合金棒材的加工工艺，该铌合金棒材的加工工艺步骤为：a.将原料组成为Nb-5W-2Mo-1Zr的铌合金铸锭在中频感应加热炉中进行第一次加热，然后挤压开坯，酸洗，热处理，定尺锯料后在中频感应加热炉中进行二次加热，锻造、拔长后获得成品坯；b.将上述成品坯进行成品车削，成品酸洗，成品热处理后即可。通过本发明加工方法获得的铌合金棒材性能稳定、成份均匀，在1400℃时拉伸强度达到190MPa，在1600℃时拉伸强度达到70MPa以上，在1800℃时拉伸强度仍保持有50MPa以上，本发明的铌合金将航空航天耐热结构材料工作温度提高200℃以上。

权利要求

1. 一种铌合金棒材的加工工艺，其特征在于其工艺步骤为：

a.将原料组成为Nb-5W-2Mo-1Zr的铌合金铸锭在中频感应加热炉中进行第一次加热，加热温度为1350℃～1450℃，保温时间为10～15min，然后挤压开坯，用体积比为5 ：1 ：1的HNO3 、HF 和H2O酸洗，热处理，定尺锯料后在中频感应加热炉中进行二次加热，加热温度为1300℃～1400℃，保温时间为8～12min，锻造、拔长后获得成品坯；

b.将上述成品坯进行成品车削，然后用体积比为10 ：1 ：5的HNO3、HF 和H2O进行成品酸洗，成品热处理后即可，上述a和b过程中的热处理温度为1400～1500℃，保温时间为60～120min。

2.按照权利要求1所述的铌合金棒材的加工工艺，其特征是：上述a过程中在挤压开坯前在铸锭表面涂覆一层高温防氧化涂料，涂敷厚度为0.2～0.3mm。

说明书

一种铌合金棒材的加工工艺

技术领域

[0001] 本发明涉及一种铌合金棒材的加工工艺。

背景技术

[0002] 随着航空航天技术的不断发展，宇航材料的性能要求在不断的提高。在各国所研发出的钽、铌、钼、钨等多种高温合金材料中，铌系列合金以其优良的高温力学性能、可加工性能以及低密度、低成本等在宇航材料中一直占据着重要地位。

[0003] 美国在1965年研制的牌号C103铌合金使用温度为1400℃、短时1500℃，在1500℃下拉伸强度还有42MPa，是任何铁基、镍基合金无法匹敌的，该合金被广泛应用于航天器耐热结构，包括各类卫星、飞船用辐射冷却轨、姿控推力室室壁材料。但随着空间技术的发展，对发动机提出更高性能要求，相应要求材料有更高使用温度，国外一方面寻找耐温更高的材料，如80年代研制成功的铼基（铱涂层）材料，工作温度可高达2200℃，但这类材料比铌合金重很多、且原料稀少、加工工艺复杂。另一发展方向是改进现有铌合金、提高其使用温度，美国又研制出如Nb-W-Mo-Zr系列等可焊高强铌合金，其1750℃是拉伸强度与C103合金1500℃时相当，使用温度短时可达1650℃以上；苏联在这一时期也主要集中对Nb-W-Mo-Zr系列铌合金进行研究，如牌号5вмц铌合金，其1700℃是拉伸强度达到60MPa左右。但是，随着空间技术的发展，上述现有材料无法满足更高使用温度的要求。 发明内容

[0004] 本发明的目的在于克服上述现有技术的缺陷，提供一种耐温更高，且高温拉伸强度更大的铌合金棒材的加工工艺。

[0005] 一种铌合金棒材的加工工艺，其特征在于其工艺步骤为：

[0006] a.将铌合金铸锭在中频感应加热炉中进行第一次加热，然后挤压开坯，酸洗，热处理，定尺锯料后在中频感应加热炉中进行二次加热，锻造、拔长后获得成品坯；

[0007] b.将上述成品坯进行成品车削，成品酸洗，成品热处理后即可；

[0008] 所述铌合金铸锭的原料组成为Nb-5W-2Mo-1Zr；

[0009] 上述a过程中第一次加热的加热温度为1350℃～1450℃，保温时间为10～15min，第二次加热的加热温度为加热温度为1300℃～1400℃，保温时间为8～12min；

[0010] 上述a过程中在挤压开坯前在铸锭表面涂覆一层高温防氧化涂料，涂敷厚度为0.2～0.3mm；

[0011] 上述a过程中的酸洗是采用HNO3 ：HF ：H2O= 5 ：1 ：1，该比例以体积比计；

[0012] 上述a和b过程中的热处理温度为1400～1500℃，保温时间为60～120min；

[0013] 上述b过程中的成品酸洗是采用HNO3 ：HF ：H2O= 10 ：1 ：5，该比例以体积比计。

[0014] 本发明的铌合金铸件——牌号Nb521：Nb-5W-2Mo-1Zr，是以金属铌作为基体，添加钨、钼和锆等高熔点金属元素所获得的，其中Nb521：Nb-5W-2Mo-1Zr指的是所有金属都采用纯金属按照重量配比1：5：2：1的比例配置。