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I. Introduzione
Nel campo di frontiera della moderna scienza dei materiali, le leghe a base di niobio occupano una posizione importante in molte industrie di fascia alta con i loro vantaggi unici di prestazione. Come materiale tipico della lega a base di niobio, il piatto della lega Nb1Zr è diventato uno dei punti focali della ricerca dei materiali e dell'applicazione industriale con le sue eccellenti prestazioni complete. È composto da niobio (Nb) come matrice e circa l'1% zirconio (Zr) elemento è aggiunto. Questo sistema di componenti accuratamente formulato conferisce alla piastra in lega una serie di proprietà eccellenti, rendendola svolgere un ruolo indispensabile in settori chiave come l'aerospaziale, l'industria nucleare e l'industria elettronica.
II. Composizione e microstruttura
(I) Composizione chimica
In Nb1Zr alloy plate, niobium as the main component provides good intrinsic properties, such as high melting point, low density and good conductivity. The addition of 1% zirconium element plays a key role in strengthening and modifying. Zirconium can refine the grains of the alloy, effectively improve the strength and hardness of the alloy, and enhance its creep resistance. In addition, due to the strong affinity between zirconium and oxygen, it can react with oxygen preferentially, thus forming a dense oxide film on the surface of the alloy, protecting the niobium matrix from further oxidation, and significantly improving the oxidation resistance of the alloy.
(II) Microstruttura
A livello microscopico, la piastra in lega Nb1Zr presenta una struttura a grano fine uniformemente distribuita. Questa struttura si forma gradualmente durante la fusione, la lavorazione e il trattamento termico della lega. La dimensione del grano fine non solo aiuta a migliorare la resistenza e la resistenza della lega, ma migliora anche le sue prestazioni di lavorazione e la resistenza alla corrosione. Sotto un microscopio elettronico, si può osservare che l'elemento di zirconio è uniformemente distribuito nella matrice di niobio, e alcuni atomi di zirconio possono essere concentrati ai confini del grano, migliorando ulteriormente le prestazioni della lega attraverso il meccanismo di rafforzamento del confine del grano.
III. Caratteristiche di prestazione
(I) Proprietà meccaniche
Alta resistenza e alta tenacità: la piastra in lega Nb1Zr mostra un buon equilibrio di resistenza e tenacità a temperatura ambiente e ad alta temperatura. La sua resistenza alla resa e alla trazione sono considerevoli e possono sopportare grandi carichi esterni senza deformazione plastica. Allo stesso tempo, la piastra in lega ha una certa resistenza e non è facile da rompere quando colpita. Questa caratteristica lo rende adatto per scenari di applicazione con rigorosi requisiti sulle proprietà meccaniche del materiale, come le parti hot end dei motori aerospaziali.
Buona resistenza alla fatica: sotto l'azione di carichi alternati, le piastre in lega Nb1Zr mostrano un'eccellente resistenza alla fatica. I granuli fini e le fasi di rafforzamento uniformemente distribuite nella sua microstruttura ostacolano efficacemente l'inizio e l'espansione delle crepe di affaticamento, prolungando così la vita di affaticamento del materiale. Ciò rende la piastra in lega ha un'eccellente affidabilità in parti che devono sopportare carichi ciclici per un lungo periodo di tempo, come le strutture delle ali degli aeromobili.
(II) Proprietà fisiche
Resistenza ad alte temperature: la piastra in lega ha eccellente resistenza ad alte temperature, con un punto di fusione fino a 2468 ℃ e un'alta temperatura di ricristallizzazione. In un ambiente ad alta temperatura, la piastra in lega può mantenere una buona struttura organizzativa e proprietà meccaniche e resistere efficacemente allo strisciamento ad alta temperatura. Allo stesso tempo, l'elemento di zirconio nella lega migliora la sua capacità antiossidante, permettendogli di lavorare in modo stabile per un lungo periodo di tempo in un'atmosfera ossidante ad alta temperatura ed è adatto per elementi di riscaldamento, scudi termici e altre parti di forni ad alta temperatura.
Bassa densità: la bassa densità del niobio rende la piastra in lega Nb1Zr ha una densità relativamente bassa mantenendo al contempo un'alta resistenza, che è di grande importanza in campi sensibili al peso come l'aerospazio. L'uso della piastra in lega Nb1Zr può ridurre il peso dei componenti e migliorare l'efficienza del carburante e la capacità di carico utile degli aeromobili.
(III) Prestazioni di elaborazione
Nonostante le sue molte eccellenti proprietà, la piastra in lega Nb1Zr ha ancora buone prestazioni di lavorazione. Può essere realizzato in parti di varie forme e dimensioni attraverso laminazione convenzionale, forgiatura, taglio, saldatura e altri processi di lavorazione. Durante la lavorazione, controllando ragionevolmente i parametri di lavorazione come la temperatura e il tasso di deformazione, il verificarsi di difetti come crepe e delaminazione può essere evitato in modo efficace, che fornisce comodità per la produzione industriale. Ad esempio, durante il processo di laminazione, lo spessore e la qualità della superficie della piastra possono essere controllati con precisione attraverso più processi di laminazione a caldo e a freddo; durante la saldatura, l'uso di metodi di saldatura appropriati e parametri di processo può ottenere giunti saldati di alta qualità per soddisfare le diverse esigenze di diversi campi industriali.
IV. Campi di applicazione
(I) Campo aerospaziale
Parti dei motori degli aeromobili: nei motori degli aeromobili, le parti calde come le camere di combustione e le pale della turbina devono lavorare in ambienti duri di alta temperatura, alta pressione e flusso d'aria ad alta velocità. La piastra in lega Nb1Zr è diventata un materiale ideale per la fabbricazione di queste parti a causa della sua alta resistenza, resistenza ad alte temperature e bassa densità. Può resistere a condizioni estreme, garantire il funzionamento efficiente e stabile del motore e migliorare le prestazioni e l'affidabilità dell'aeromobile. Ad esempio, il rivestimento della camera di combustione realizzato in piastra in lega Nb1Zr può mantenere l'integrità strutturale sotto la pulitura del gas di combustione ad alta temperatura, ridurre la perdita di calore e migliorare l'efficienza di combustione.
Parti strutturali dell'aeromobile: A causa dell'alta resistenza e della bassa densità del piatto della lega di Nb1Zr, è anche ampiamente usato nelle parti strutturali dell'aeromobile, come le travi delle ali, i telai della fusoliera, ecc. Le parti strutturali fatte di questa piastra in lega possono ridurre il peso garantendo la resistenza strutturale, migliorare la manovrabilità e l'economia di carburante dell'aeromobile. Inoltre, la sua buona resistenza alla fatica garantisce anche la sicurezza dell'aeromobile durante il servizio a lungo termine.
(II) Industria nucleare
Rivestimento del combustibile nucleare: nei reattori nucleari, il rivestimento del combustibile nucleare deve avere una buona sezione trasversale di assorbimento di neutroni, resistenza alle radiazioni e resistenza alla corrosione per prevenire la perdita di materiali radioattivi nel combustibile nucleare e mantenere l'integrità strutturale in ambiente di irradiazione a lungo termine. La piastra in lega Nb1Zr soddisfa questi requisiti e può proteggere efficacemente il combustibile nucleare e garantire il funzionamento sicuro dei reattori nucleari.
Componenti strutturali del nucleo: la piastra in lega Nb1Zr è utilizzata anche nei componenti strutturali del nucleo come il meccanismo di azionamento della barra di controllo e la griglia di posizionamento. Può mantenere proprietà meccaniche stabili e precisione dimensionale in ambiente ad alta temperatura, alta pressione e forte radiazione, fornendo un supporto affidabile per il normale funzionamento dei reattori nucleari.
(III) Industria elettronica
Produzione di tubi elettronici: nei tubi elettronici, la piastra in lega Nb1Zr è spesso utilizzata per la fabbricazione di catodi, anodi e altri componenti. La sua buona conduttività e stabilità termica possono soddisfare i requisiti dei tubi elettronici per le proprietà elettriche e termiche del materiale, garantendo il funzionamento efficiente dei tubi elettronici. Ad esempio, nei tubi elettronici ad alta potenza, gli anodi fatti di piastre in lega Nb1Zr possono resistere ad alte correnti e ad alto calore, migliorando la capacità di potenza e l'affidabilità dei tubi elettronici.
Target di sputtering: nel processo di fabbricazione dei semiconduttori, i target di sputtering vengono utilizzati per depositare film sottili sui substrati. Gli obiettivi realizzati in piastre in lega Nb1Zr possono fornire deposito di film sottile di alta qualità e la loro uniformità e stabilità di composizione garantiscono la qualità e la coerenza delle prestazioni del film, migliorando così le prestazioni e l'efficienza produttiva dei dispositivi semiconduttori.
V. Processo di produzione
(I) Fusione
Fusione a arco consumabile al vuoto: Questo è un metodo di fusione comunemente utilizzato. Le materie prime vengono trasformate in elettrodi consumabili, che vengono fusi mediante riscaldamento ad arco in un ambiente a vuoto e solidificati in lingotti in un crogiolo di rame raffreddato ad acqua. Questo metodo può rimuovere efficacemente le impurità e garantire la purezza e l'uniformità della composizione della lega. Durante il processo di fusione, la microstruttura e le proprietà della lega possono essere ottimizzate controllando con precisione parametri come corrente, tensione e velocità di fusione.
Fusione del forno a letto freddo del fascio di elettroni: Le materie prime sono fuse da fasci di elettroni e raffinate e solidificate su un letto freddo. Questo metodo può ridurre ulteriormente il contenuto di impurità nella lega, in particolare l'effetto di rimozione di elementi nocivi come idrogeno e ossigeno. Allo stesso tempo, la fusione del forno del focolare freddo del fascio di elettroni può raggiungere la fusione continua, migliorare l'efficienza di produzione ed è adatta per la produzione su larga scala di lingotti della lega di Nb1Zr di alta qualità.
(II) Forgiatura e laminazione
Forgiare svuotatura: Il lingotto di lega ottenuto dalla fusione è riscaldato ad una temperatura adeguata, generalmente tra 1200-1400 ℃, ed è eseguito svuotatura forgiata. Durante il processo di forgiatura, vengono eseguite molteplici operazioni di sconvolgimento e estiramento per migliorare la struttura colata della lega, rompere i granuli grossolani, aumentare la densità e fornire buoni vuoti per la successiva lavorazione del laminaggio.
Laminazione a caldo: Il vuoto forgiato è riscaldato a 1000-1200℃ e laminato a caldo per i passaggi multipli. La laminazione a caldo può ulteriormente deformare la lega, raffinare i grani e migliorare le sue prestazioni complete. Durante il processo di laminazione a caldo, lo spessore e l'accuratezza dimensionale della piastra sono controllati accuratamente controllando parametri quali temperatura di laminazione, riduzione e velocità di laminazione.
Laminatura a freddo: Dopo che la piastra laminata a caldo è ricotta, viene laminata a freddo. La laminazione a freddo viene effettuata a temperatura ambiente. Attraverso la laminazione a freddo, la superficie della piastra può essere più liscia e la precisione dimensionale può essere più alta, migliorando ulteriormente la resistenza e la durezza della lega. Durante il processo di laminazione a freddo, è necessario controllare ragionevolmente il passaggio di laminazione e la quantità di riduzione secondo lo spessore e le esigenze di prestazione della piastra.
III) Trattamento termico
Recucita: la ricottura può eliminare lo stress residuo generato durante la lavorazione e migliorare la plasticità del materiale. Generalmente, la ricottura viene effettuata nell'intervallo di temperatura di 700-900 ℃, e il tempo di tenuta dipende dallo spessore della piastra e dalle condizioni dell'attrezzatura, di solito 1-3 ore. Dopo la ricottura, la tensione interna della piastra in lega viene rilasciata, la struttura è più uniforme ed è conveniente per la successiva lavorazione e utilizzo.
Trattamento della soluzione solida: il trattamento della soluzione solida consiste nel riscaldare la piastra in lega ad una temperatura più alta in modo che gli elementi in lega siano completamente sciolti nella matrice, e quindi raffreddarlo rapidamente per ottenere una soluzione solida sovrasatura. Per le piastre in lega Nb1Zr, la temperatura di trattamento della soluzione è generalmente 1000-1200 ℃, il tempo di tenuta è di 0,5-2 ore e quindi raffreddamento ad acqua o raffreddamento ad aria. Il trattamento della soluzione può migliorare la resistenza e la durezza della lega mantenendo una certa durezza.
Trattamento dell'invecchiamento: il trattamento dell'invecchiamento consiste nel mantenere la piastra della lega dopo il trattamento della soluzione a una temperatura più bassa, in modo che gli elementi della lega nella soluzione solida sovrasatura precipitano, formino una fase di rafforzamento fine e migliorino ulteriormente le proprietà meccaniche della lega. La temperatura del trattamento di invecchiamento è generalmente 500-700 ℃, e il tempo di tenuta è di 2-8 ore. Controllando ragionevolmente la temperatura e il tempo del trattamento di invecchiamento, può essere ottenuto il miglior effetto di rafforzamento.
VI. Stato della ricerca e tendenza allo sviluppo
I) Stato della ricerca
Attualmente, la ricerca sulle piastre in lega Nb1Zr si concentra principalmente sull'ulteriore ottimizzazione delle sue prestazioni e sullo sviluppo di nuove aree di applicazione. In termini di ottimizzazione delle prestazioni, i ricercatori si impegnano a migliorare la resistenza, la tenacità, la resistenza ad alte temperature e la resistenza alla corrosione della lega regolando la composizione della lega, migliorando il processo di produzione e il sistema di trattamento termico. Ad esempio, aggiungendo tracce di altri elementi legati, come titanio e tantalio, i grani possono essere ulteriormente raffinati e le prestazioni complessive della lega possono essere migliorate; in termini di tecnologia di produzione, vengono studiati nuovi metodi di fusione e lavorazione per migliorare l'efficienza produttiva e la qualità del prodotto.
In termini di espansione del campo di applicazione, con il rapido sviluppo di nuove energie, informazioni elettroniche e altri settori, la domanda di materiali ad alte prestazioni continua ad aumentare. I ricercatori stanno esplorando il potenziale di applicazione delle piastre della lega di Nb1Zr in campi emergenti come le nuove batterie di energia e il calcolo quantistico, come i materiali degli elettrodi della batteria e i materiali del substrato per i chip quantistici.
(II) Tendenza di sviluppo
Alte prestazioni: In futuro, le piastre in lega Nb1Zr si svilupperanno verso una maggiore resistenza, una maggiore tenacità, una migliore resistenza alle alte temperature e resistenza alla corrosione. Attraverso la progettazione avanzata dei materiali e la tecnologia di preparazione, la microstruttura della lega è ulteriormente ottimizzata per raggiungere un miglioramento globale delle prestazioni.
Multifunzionalità: Sviluppare piastre in lega Nb1Zr con funzioni multiple, come buona conducibilità, proprietà magnetiche e proprietà meccaniche, per soddisfare le esigenze dei campi differenti per la multifunzionalità del materiale.
Greening: nel processo di produzione, concentrarsi sul risparmio energetico e sulla riduzione delle emissioni e sul riciclaggio delle risorse, sviluppare processi di produzione verdi e rispettosi dell'ambiente e ridurre l'impatto sull'ambiente.
Intelligenza: Combinando l'intelligenza artificiale e la tecnologia dei big data, l'intelligenza della progettazione della composizione della lega, il controllo del processo di produzione e la previsione delle prestazioni può essere realizzata e la R & amp; D l'efficienza e la stabilità della qualità del prodotto possono essere migliorate.
VII. Conclusione
Nel campo di frontiera della moderna scienza dei materiali, le leghe a base di niobio occupano una posizione importante in molte industrie di fascia alta con i loro vantaggi unici di prestazione. Come materiale tipico della lega a base di niobio, il piatto della lega Nb1Zr è diventato uno dei punti focali della ricerca dei materiali e dell'applicazione industriale con le sue eccellenti prestazioni complete. È composto da niobio (Nb) come matrice e circa l'1% zirconio (Zr) elemento è aggiunto. Questo sistema di componenti accuratamente formulato conferisce alla piastra in lega una serie di proprietà eccellenti, rendendola svolgere un ruolo indispensabile in settori chiave come l'aerospaziale, l'industria nucleare e l'industria elettronica.
II. Composizione e microstruttura
(I) Composizione chimica
In Nb1Zr alloy plate, niobium as the main component provides good intrinsic properties, such as high melting point, low density and good conductivity. The addition of 1% zirconium element plays a key role in strengthening and modifying. Zirconium can refine the grains of the alloy, effectively improve the strength and hardness of the alloy, and enhance its creep resistance. In addition, due to the strong affinity between zirconium and oxygen, it can react with oxygen preferentially, thus forming a dense oxide film on the surface of the alloy, protecting the niobium matrix from further oxidation, and significantly improving the oxidation resistance of the alloy.
(II) Microstruttura
A livello microscopico, la piastra in lega Nb1Zr presenta una struttura a grano fine uniformemente distribuita. Questa struttura si forma gradualmente durante la fusione, la lavorazione e il trattamento termico della lega. La dimensione del grano fine non solo aiuta a migliorare la resistenza e la resistenza della lega, ma migliora anche le sue prestazioni di lavorazione e la resistenza alla corrosione. Sotto un microscopio elettronico, si può osservare che l'elemento di zirconio è uniformemente distribuito nella matrice di niobio, e alcuni atomi di zirconio possono essere concentrati ai confini del grano, migliorando ulteriormente le prestazioni della lega attraverso il meccanismo di rafforzamento del confine del grano.
III. Caratteristiche di prestazione
(I) Proprietà meccaniche
Alta resistenza e alta tenacità: la piastra in lega Nb1Zr mostra un buon equilibrio di resistenza e tenacità a temperatura ambiente e ad alta temperatura. La sua resistenza alla resa e alla trazione sono considerevoli e possono sopportare grandi carichi esterni senza deformazione plastica. Allo stesso tempo, la piastra in lega ha una certa resistenza e non è facile da rompere quando colpita. Questa caratteristica lo rende adatto per scenari di applicazione con rigorosi requisiti sulle proprietà meccaniche del materiale, come le parti hot end dei motori aerospaziali.
Buona resistenza alla fatica: sotto l'azione di carichi alternati, le piastre in lega Nb1Zr mostrano un'eccellente resistenza alla fatica. I granuli fini e le fasi di rafforzamento uniformemente distribuite nella sua microstruttura ostacolano efficacemente l'inizio e l'espansione delle crepe di affaticamento, prolungando così la vita di affaticamento del materiale. Ciò rende la piastra in lega ha un'eccellente affidabilità in parti che devono sopportare carichi ciclici per un lungo periodo di tempo, come le strutture delle ali degli aeromobili.
(II) Proprietà fisiche
Resistenza ad alte temperature: la piastra in lega ha eccellente resistenza ad alte temperature, con un punto di fusione fino a 2468 ℃ e un'alta temperatura di ricristallizzazione. In un ambiente ad alta temperatura, la piastra in lega può mantenere una buona struttura organizzativa e proprietà meccaniche e resistere efficacemente allo strisciamento ad alta temperatura. Allo stesso tempo, l'elemento di zirconio nella lega migliora la sua capacità antiossidante, permettendogli di lavorare in modo stabile per un lungo periodo di tempo in un'atmosfera ossidante ad alta temperatura ed è adatto per elementi di riscaldamento, scudi termici e altre parti di forni ad alta temperatura.
Bassa densità: la bassa densità del niobio rende la piastra in lega Nb1Zr ha una densità relativamente bassa mantenendo al contempo un'alta resistenza, che è di grande importanza in campi sensibili al peso come l'aerospazio. L'uso della piastra in lega Nb1Zr può ridurre il peso dei componenti e migliorare l'efficienza del carburante e la capacità di carico utile degli aeromobili.
(III) Prestazioni di elaborazione
Nonostante le sue molte eccellenti proprietà, la piastra in lega Nb1Zr ha ancora buone prestazioni di lavorazione. Può essere realizzato in parti di varie forme e dimensioni attraverso laminazione convenzionale, forgiatura, taglio, saldatura e altri processi di lavorazione. Durante la lavorazione, controllando ragionevolmente i parametri di lavorazione come la temperatura e il tasso di deformazione, il verificarsi di difetti come crepe e delaminazione può essere evitato in modo efficace, che fornisce comodità per la produzione industriale. Ad esempio, durante il processo di laminazione, lo spessore e la qualità della superficie della piastra possono essere controllati con precisione attraverso più processi di laminazione a caldo e a freddo; durante la saldatura, l'uso di metodi di saldatura appropriati e parametri di processo può ottenere giunti saldati di alta qualità per soddisfare le diverse esigenze di diversi campi industriali.
IV. Campi di applicazione
(I) Campo aerospaziale
Parti dei motori degli aeromobili: nei motori degli aeromobili, le parti calde come le camere di combustione e le pale della turbina devono lavorare in ambienti duri di alta temperatura, alta pressione e flusso d'aria ad alta velocità. La piastra in lega Nb1Zr è diventata un materiale ideale per la fabbricazione di queste parti a causa della sua alta resistenza, resistenza ad alte temperature e bassa densità. Può resistere a condizioni estreme, garantire il funzionamento efficiente e stabile del motore e migliorare le prestazioni e l'affidabilità dell'aeromobile. Ad esempio, il rivestimento della camera di combustione realizzato in piastra in lega Nb1Zr può mantenere l'integrità strutturale sotto la pulitura del gas di combustione ad alta temperatura, ridurre la perdita di calore e migliorare l'efficienza di combustione.
Parti strutturali dell'aeromobile: A causa dell'alta resistenza e della bassa densità del piatto della lega di Nb1Zr, è anche ampiamente usato nelle parti strutturali dell'aeromobile, come le travi delle ali, i telai della fusoliera, ecc. Le parti strutturali fatte di questa piastra in lega possono ridurre il peso garantendo la resistenza strutturale, migliorare la manovrabilità e l'economia di carburante dell'aeromobile. Inoltre, la sua buona resistenza alla fatica garantisce anche la sicurezza dell'aeromobile durante il servizio a lungo termine.
(II) Industria nucleare
Rivestimento del combustibile nucleare: nei reattori nucleari, il rivestimento del combustibile nucleare deve avere una buona sezione trasversale di assorbimento di neutroni, resistenza alle radiazioni e resistenza alla corrosione per prevenire la perdita di materiali radioattivi nel combustibile nucleare e mantenere l'integrità strutturale in ambiente di irradiazione a lungo termine. La piastra in lega Nb1Zr soddisfa questi requisiti e può proteggere efficacemente il combustibile nucleare e garantire il funzionamento sicuro dei reattori nucleari.
Componenti strutturali del nucleo: la piastra in lega Nb1Zr è utilizzata anche nei componenti strutturali del nucleo come il meccanismo di azionamento della barra di controllo e la griglia di posizionamento. Può mantenere proprietà meccaniche stabili e precisione dimensionale in ambiente ad alta temperatura, alta pressione e forte radiazione, fornendo un supporto affidabile per il normale funzionamento dei reattori nucleari.
(III) Industria elettronica
Produzione di tubi elettronici: nei tubi elettronici, la piastra in lega Nb1Zr è spesso utilizzata per la fabbricazione di catodi, anodi e altri componenti. La sua buona conduttività e stabilità termica possono soddisfare i requisiti dei tubi elettronici per le proprietà elettriche e termiche del materiale, garantendo il funzionamento efficiente dei tubi elettronici. Ad esempio, nei tubi elettronici ad alta potenza, gli anodi fatti di piastre in lega Nb1Zr possono resistere ad alte correnti e ad alto calore, migliorando la capacità di potenza e l'affidabilità dei tubi elettronici.
Target di sputtering: nel processo di fabbricazione dei semiconduttori, i target di sputtering vengono utilizzati per depositare film sottili sui substrati. Gli obiettivi realizzati in piastre in lega Nb1Zr possono fornire deposito di film sottile di alta qualità e la loro uniformità e stabilità di composizione garantiscono la qualità e la coerenza delle prestazioni del film, migliorando così le prestazioni e l'efficienza produttiva dei dispositivi semiconduttori.
V. Processo di produzione
(I) Fusione
Fusione a arco consumabile al vuoto: Questo è un metodo di fusione comunemente utilizzato. Le materie prime vengono trasformate in elettrodi consumabili, che vengono fusi mediante riscaldamento ad arco in un ambiente a vuoto e solidificati in lingotti in un crogiolo di rame raffreddato ad acqua. Questo metodo può rimuovere efficacemente le impurità e garantire la purezza e l'uniformità della composizione della lega. Durante il processo di fusione, la microstruttura e le proprietà della lega possono essere ottimizzate controllando con precisione parametri come corrente, tensione e velocità di fusione.
Fusione del forno a letto freddo del fascio di elettroni: Le materie prime sono fuse da fasci di elettroni e raffinate e solidificate su un letto freddo. Questo metodo può ridurre ulteriormente il contenuto di impurità nella lega, in particolare l'effetto di rimozione di elementi nocivi come idrogeno e ossigeno. Allo stesso tempo, la fusione del forno del focolare freddo del fascio di elettroni può raggiungere la fusione continua, migliorare l'efficienza di produzione ed è adatta per la produzione su larga scala di lingotti della lega di Nb1Zr di alta qualità.
(II) Forgiatura e laminazione
Forgiare svuotatura: Il lingotto di lega ottenuto dalla fusione è riscaldato ad una temperatura adeguata, generalmente tra 1200-1400 ℃, ed è eseguito svuotatura forgiata. Durante il processo di forgiatura, vengono eseguite molteplici operazioni di sconvolgimento e estiramento per migliorare la struttura colata della lega, rompere i granuli grossolani, aumentare la densità e fornire buoni vuoti per la successiva lavorazione del laminaggio.
Laminazione a caldo: Il vuoto forgiato è riscaldato a 1000-1200℃ e laminato a caldo per i passaggi multipli. La laminazione a caldo può ulteriormente deformare la lega, raffinare i grani e migliorare le sue prestazioni complete. Durante il processo di laminazione a caldo, lo spessore e l'accuratezza dimensionale della piastra sono controllati accuratamente controllando parametri quali temperatura di laminazione, riduzione e velocità di laminazione.
Laminatura a freddo: Dopo che la piastra laminata a caldo è ricotta, viene laminata a freddo. La laminazione a freddo viene effettuata a temperatura ambiente. Attraverso la laminazione a freddo, la superficie della piastra può essere più liscia e la precisione dimensionale può essere più alta, migliorando ulteriormente la resistenza e la durezza della lega. Durante il processo di laminazione a freddo, è necessario controllare ragionevolmente il passaggio di laminazione e la quantità di riduzione secondo lo spessore e le esigenze di prestazione della piastra.
III) Trattamento termico
Recucita: la ricottura può eliminare lo stress residuo generato durante la lavorazione e migliorare la plasticità del materiale. Generalmente, la ricottura viene effettuata nell'intervallo di temperatura di 700-900 ℃, e il tempo di tenuta dipende dallo spessore della piastra e dalle condizioni dell'attrezzatura, di solito 1-3 ore. Dopo la ricottura, la tensione interna della piastra in lega viene rilasciata, la struttura è più uniforme ed è conveniente per la successiva lavorazione e utilizzo.
Trattamento della soluzione solida: il trattamento della soluzione solida consiste nel riscaldare la piastra in lega ad una temperatura più alta in modo che gli elementi in lega siano completamente sciolti nella matrice, e quindi raffreddarlo rapidamente per ottenere una soluzione solida sovrasatura. Per le piastre in lega Nb1Zr, la temperatura di trattamento della soluzione è generalmente 1000-1200 ℃, il tempo di tenuta è di 0,5-2 ore e quindi raffreddamento ad acqua o raffreddamento ad aria. Il trattamento della soluzione può migliorare la resistenza e la durezza della lega mantenendo una certa durezza.
Trattamento dell'invecchiamento: il trattamento dell'invecchiamento consiste nel mantenere la piastra della lega dopo il trattamento della soluzione a una temperatura più bassa, in modo che gli elementi della lega nella soluzione solida sovrasatura precipitano, formino una fase di rafforzamento fine e migliorino ulteriormente le proprietà meccaniche della lega. La temperatura del trattamento di invecchiamento è generalmente 500-700 ℃, e il tempo di tenuta è di 2-8 ore. Controllando ragionevolmente la temperatura e il tempo del trattamento di invecchiamento, può essere ottenuto il miglior effetto di rafforzamento.
VI. Stato della ricerca e tendenza allo sviluppo
I) Stato della ricerca
Attualmente, la ricerca sulle piastre in lega Nb1Zr si concentra principalmente sull'ulteriore ottimizzazione delle sue prestazioni e sullo sviluppo di nuove aree di applicazione. In termini di ottimizzazione delle prestazioni, i ricercatori si impegnano a migliorare la resistenza, la tenacità, la resistenza ad alte temperature e la resistenza alla corrosione della lega regolando la composizione della lega, migliorando il processo di produzione e il sistema di trattamento termico. Ad esempio, aggiungendo tracce di altri elementi legati, come titanio e tantalio, i grani possono essere ulteriormente raffinati e le prestazioni complessive della lega possono essere migliorate; in termini di tecnologia di produzione, vengono studiati nuovi metodi di fusione e lavorazione per migliorare l'efficienza produttiva e la qualità del prodotto.
In termini di espansione del campo di applicazione, con il rapido sviluppo di nuove energie, informazioni elettroniche e altri settori, la domanda di materiali ad alte prestazioni continua ad aumentare. I ricercatori stanno esplorando il potenziale di applicazione delle piastre della lega di Nb1Zr in campi emergenti come le nuove batterie di energia e il calcolo quantistico, come i materiali degli elettrodi della batteria e i materiali del substrato per i chip quantistici.
(II) Tendenza di sviluppo
Alte prestazioni: In futuro, le piastre in lega Nb1Zr si svilupperanno verso una maggiore resistenza, una maggiore tenacità, una migliore resistenza alle alte temperature e resistenza alla corrosione. Attraverso la progettazione avanzata dei materiali e la tecnologia di preparazione, la microstruttura della lega è ulteriormente ottimizzata per raggiungere un miglioramento globale delle prestazioni.
Multifunzionalità: Sviluppare piastre in lega Nb1Zr con funzioni multiple, come buona conducibilità, proprietà magnetiche e proprietà meccaniche, per soddisfare le esigenze dei campi differenti per la multifunzionalità del materiale.
Greening: nel processo di produzione, concentrarsi sul risparmio energetico e sulla riduzione delle emissioni e sul riciclaggio delle risorse, sviluppare processi di produzione verdi e rispettosi dell'ambiente e ridurre l'impatto sull'ambiente.
Intelligenza: Combinando l'intelligenza artificiale e la tecnologia dei big data, l'intelligenza della progettazione della composizione della lega, il controllo del processo di produzione e la previsione delle prestazioni può essere realizzata e la R & amp; D l'efficienza e la stabilità della qualità del prodotto possono essere migliorate.
VII. Conclusione
Come materiale con eccellenti prestazioni complete, il piatto della lega di Nb1Zr ha mostrato un valore di applicazione importante in molti campi quali aerospaziale, industria nucleare e industria elettronica. La sua composizione unica e microstruttura gli conferiscono le caratteristiche di alta resistenza, resistenza alle alte temperature e buone prestazioni di elaborazione. Con il miglioramento continuo della tecnologia di produzione e la ricerca approfondita, le prestazioni del piatto in lega Nb1Zr saranno continuamente ottimizzate e il campo di applicazione sarà ulteriormente ampliato. In futuro, il piatto della lega di Nb1Zr dovrebbe svolgere un ruolo chiave nei campi più emergenti e dare un contributo importante alla promozione del progresso tecnologico e dello sviluppo in vari settori. Allo stesso tempo, attendiamo anche l'innovazione continua della scienza dei materiali, il piatto della lega di Nb1Zr può raggiungere più innovazioni di prestazione e innovazioni applicative e portare più sorprese e cambiamenti allo sviluppo della società umana.
Shaanxi Zhuohangxin Metal è un produttore leader e fornitore di prodotti di niobio, tra cui principalmente piastre di niobio, barre di niobio, ingotti di niobio, tubi di niobio, ecc. Ci siamo impegnati a fornire ai clienti i migliori prodotti, i prezzi più bassi e la consegna più tempestiva.
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