Нитридное упрочнение ниобиевых сплавов

Для повышения высокотемпературной прочности тугоплавких металлов в качестве упрочняющей фазы следует также рассматривать нитриды. Дисперсная нитридная фаза характеризуется большей по сравнению с карбидами термодинамической стабильностью в ниобии и некоторых тугоплавких металлах. К таким фазам прежде всего следует отнести ZrN, HfN, TiN.

Эффективность упрочнения тугоплавких металлов дисперсными формированиями нитридов переходных металлов можно объяснить тем, что для этих фаз характерно дендритообразное строение. Обход дислокациями таких дендритообразных частиц сложной формы затруднен даже при высоких и сверхвысоких температурах, отсюда повышенный уровень прочности дисперсноупрочненных ниобиевых сплавов при высоких и сверхвысоких температурах.

Высокопрочные дисперсноупрочненные ниобиевые сплавы можно использовать при температурах до 1300 °С, а при кратковременном нагружении — до 1500 °С. На рис. 15.2 показано, при каких условиях сохраняются стабильные значения предела прочности дисперсноупрочненных ниобиевых сплавов, несмотря на снижение предела текучести материала при высоких температурах. Схема иллюстрирует кажущуюся независимость предела прочности от температуры в интервале 0,2—0,57 Тпл.

Результаты анализа зависимости высокотемпературной прочности Nb от содержания в основе упрочняющей фазы состава MeN позволяют оптимизировать объемную долю фазы МeN, которая не должна превышать 4 об. %.