O Papel do Nióbio nas Superligas

O Papel do Nióbio nas Superligas

Elementos refratários são importantes adições de liga em superligas à base de níquel e ferro-níquel. Eles são responsáveis ​​pelo aumento das propriedades mecânicas de alta temperatura presentes nos sistemas de superligas atuais. Neste artigo, daremos uma olhada na função do nióbio em superligas.

O papel do nióbio nas superligas

Há muito tempo foi estabelecido que as superligas à base de níquel e ferro-níquel são "super" porque são fortalecidas por uma dispersão de gama primordial fina e coerente (y) e às vezes por gama double-prime (y ”) precipita dentro da fase gama (r). Essas fases conferem resistência à tração e fluência razoavelmente alta em temperaturas elevadas, mantendo a ductilidade adequada, tenacidade à fratura e propriedades de fadiga.

Esses precipitados são formados pela reação de precipitação do Ni com Al e Ti ou, no caso da superliga à base de ferro-níquel, Nb e Ti. Os elementos refratários, Nb e Ta, desempenham funções de fortalecimento em ambas as fases y e y de precipitação.

Esses elementos podem se comportar de maneira um pouco diferente como formadores de carboneto. Eles também são conhecidos por afetar a resistência à corrosão e a estabilidade da liga. Ambos os elementos são metais de abelha e são altamente inadequados na rede de Ni taxa; conseqüentemente, dando origem à sua merecida reputação como elementos de fortalecimento de solução sólida potentes nas fases y, bem como nas fases de precipitação. O tântalo e o nióbio são conhecidos por se dividirem nas fases de reforço y e 7 ”e também são formadores de carboneto do tipo MC.

Além disso, em vários graus, esses elementos aumentam o derretimento incipiente e as temperaturas de solidus. Isso resulta não apenas em uma faixa de temperatura mais alta e mais ampla para a solução e homogeneização, mas também em problemas de segregação durante o processo de refino e fusão a vácuo primário e durante os processos de fusão de refino de estruturas secundárias como VAR e ESR. No entanto, Ta é conhecido por diminuir a tendência para sardas durante a solidificação direcional das pás da turbina.

O papel do nióbio nas superligas

As funções detalhadas dos elementos refratários nas superligas não são bem compreendidas. Em particular, a tecnologia de base científica para substituir um elemento refratário por outro não existe. Por exemplo, não se sabe se Ta e Nb são melhores fortalecedores do que outros elementos refratários, por exemplo, W e MO.

Além disso, não se sabe se o grande grau de desajuste entre as fases y e de precipitação, devido às adições de elementos refratários, afeta propriedades como reforço de deformação e y e r ” engrossamento da cinética, que é um problema com respeito às aplicações de longo prazo.

A fim de projetar e desenvolver superligas mais aprimoradas, bem como conservar os elementos de liga mais caros e menos abundantes, um melhor entendimento do papel desses elementos refratários no propriedades mecânicas e microestruturais em superligas são necessárias.

Conclusão

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