وصف سبيكة النيكل النيوبيوم الرئيسية
تُعد سبيكة النيكل النيوبيوم الرئيسية (NiNb)، التي تتكون من 60-65% نيوبيوم و35-40% نيكل مع شوائب خاضعة للتحكم الصارم (Fe ≤0.5%، Al/Si ≤0.1%، C ≤0.05%، O ≤0.15%)، بمثابة مادة مضافة تحويلية في السبائك الفائقة القائمة على النيكل من خلال تمكين تكوين رواسب جاما مزدوجة الجذور (γ''') أثناء المعالجات الحرارية للشيخوخة.
تعيق هذه الترسبات النانوية المتماسكة على شكل قرص (قطر 10-50 نانومتر) حركة الخلع، مما يمنح قوة استثنائية في درجات الحرارة العالية (>1000 ميجا باسكال عند 700 درجة مئوية) ومقاومة الزحف (عمر التمزق > 500 ساعة عند 750 درجة مئوية/300 ميجا باسكال). يمنع المحتوى المنخفض من الأكسجين في السبيكة تكوّن شوائب الأكسيد، مما يضمن تجانس البنية المجهرية الضرورية لمقاومة الكلال في ظل التدوير الحراري (على سبيل المثال، 10⁴ دورات عند 800 درجة مئوية). تُظهر السبائك الفائقة المعدّلة بالنيوبيوم ثباتاً فائقاً في الأكسدة من خلال قشور الكروم والألومينا الواقية التي تقاوم الكبريت والتآكل الساخن في البيئات العدوانية مثل عوادم الطائرات. ومن الناحية الكهربائية، يعمل النيوبيوم على تعزيز التوصيل الحراري (12 واط/م كلفن عند 800 درجة مئوية) لتبديد الحرارة بكفاءة في شفرات التوربينات مع الحفاظ على الليونة (استطالة بنسبة 15-20%) عبر حدود حبيبات مصقولة. وتذوب السبيكة عند درجة حرارة تتراوح بين 1350 و1450 درجة مئوية، وتذوب بشكل متجانس في ذوبان السبائك الفائقة دون انفصال، وتضمن نسبة Nb/Ni المحسّنة ترسيباً كاملاً دون تشكيل طور لافز الهش. تشمل التطبيقات أقراص التوربينات Inconel 718، وكسوة وقود المفاعلات النووية، وغرف دفع الصواريخ، حيث يطيل NiNb عمر الخدمة 3-5 أضعاف عمر السبائك التقليدية من خلال تثبيت البنى المجهرية ضد التخشين حتى 850 درجة مئوية.
تطبيقات سبائك النيكل والنيوبيوم الرئيسية
يُعتبر NiNb (60-65% Nb، 35-40% Ni) محورياً في السبائك الفائقة في مجال الطيران مثل Inconel 718، حيث يُشكّل سبائك النيكل نيتروز (Ni₃Nb) أثناء التقادم. توفر هذه المعادن البينية النانوية قوة استثنائية في درجات الحرارة العالية (>1000 ميجا باسكال عند 700 درجة مئوية)، ومقاومة الزحف (عمر التمزق > 500 ساعة عند 750 درجة مئوية)، وثبات الأكسدة لأقراص توربينات المحركات النفاثة، وبطانات الاحتراق، وفوهات الصواريخ. وفي البنية التحتية للطاقة، يعزز NiNb كسوة وقود المفاعلات النووية وشفرات التوربينات الغازية، ويقاوم التلف الإشعاعي والإجهاد الحراري. ويستفيد التصنيع الإضافي من المساحيق المعدلة بالنينيكل نيترو نيتروبل للمكونات المطبوعة ثلاثية الأبعاد التي تتطلب استقرار البنية المجهرية فوق 800 درجة مئوية.
تغليف سبائك النيكل النيوبيوم الرئيسية
يتم تغليف منتجاتنا في علب كرتونية مخصصة بأحجام مختلفة بناءً على أبعاد المواد. يتم تعبئة العناصر الصغيرة بشكل آمن في صناديق PP، بينما يتم وضع العناصر الأكبر حجمًا في صناديق خشبية مخصصة. نضمن الالتزام الصارم بتخصيص التغليف واستخدام مواد توسيد مناسبة لتوفير الحماية المثلى أثناء النقل.
التغليف: كرتون أو صندوق خشبي أو حسب الطلب.
يرجى مراجعة تفاصيل التغليف المقدمة للرجوع إليها.
عملية التصنيع
1.طريقة الاختبار
(1)تحليل التركيب الكيميائي - يتم التحقق منه باستخدام تقنيات مثل GDMS أو XRF لضمان الامتثال لمتطلبات النقاء.
(2)اختبار الخواص الميكانيكية - يشمل اختبارات قوة الشد وقوة الخضوع والاستطالة لتقييم أداء المواد.
(3)فحص الأبعاد - يقيس السُمك والعرض والطول لضمان الالتزام بالتفاوتات المحددة.
(4)فحص جودة السطح - التحقق من وجود عيوب مثل الخدوش أو الشقوق أو الشوائب من خلال الفحص البصري والفحص بالموجات فوق الصوتية.
(5)اختبار الصلابة - يحدد صلابة المواد لتأكيد التوحيد والموثوقية الميكانيكية.
يرجى الرجوع إلى إجراءات اختبارSAM للحصول على معلومات مفصلة.
الأسئلة الشائعة حول سبائك النيكل النيوبيوم الرئيسية
Q1. لماذا استخدام NiNb بدلاً من النيوبيوم النقي؟
تضمن مصفوفة النيكل NiNb ذوبانًا أبطأ وأكثر تحكمًا في ذوبان السبائك الفائقة، مما يمنع تبخير النيكل النحاسي ويتيح ترسيبًا متجانسًا. يخاطر النيكل النقي بالانفصال والتفاعل غير الكامل.
Q2. معدل الإضافة الأمثل؟
عادةً 2-5% بالوزن في سبائك النيكل الفائقة. قد تشكّل نسبة Nb الزائدة (>5%) أطوار ليفز هشّة (على سبيل المثال، NbNi₃)، مما يقلل من المتانة.
Q3. حدود الشوائب؟
القبعات الحرجة: O ≤0.15% (يمنع شوائب الأكسيد)، C ≤0.05% (يتجنب هشاشة الكربيد)، S/P ≤0.02% (يقلل من التشقق الساخن).
معلومات ذات صلة
1-طرق التحضير الشائعة
يتم إنتاج النيكل NiNb عن طريق الصهر بالحث الفراغي (VIM) أو الاختزال الحراري للألمنيوم:
عملية VIM: يُحمّل النيوبيوم عالي النقاء (99.95%) والنيكل الإلكتروليتي في بوتقة MgO تحت غاز الأرجون. يتم تسخين الشحنة بالحث إلى 1,600-1,650 درجة مئوية، ويتم تجانسها لمدة 2-4 ساعات، ثم تُصب في سبائك. يعمل التبريد السريع (أقل من 100 درجة مئوية/الدقيقة) على منع انفصال النحاس الأصفر.
الألمنيوم: يتم إشعال مزيج من مركّز Nb₂O₅O₅ وأكسيد النيكل (NiO) ومسحوق الألومنيوم في مفاعل حراري. يعمل التفاعل الطارد للحرارة (2,200 درجة مئوية) على تقليل الأكاسيد إلى سبيكة منصهرة، مما ينتج عنه 60-65% من النيكل مع أقل من 0.15% من الأكسيد.
تشمل الخطوات النهائية التكسير إلى كتل 10-50 مم، والفصل المغناطيسي لإزالة بقايا الخبث.
