NB6966 Nickel Niobium Master Alloy

Description de l'alliage maître nickel-niobium

Le Nickel Niobium Master Alloy (NiNb), composé de 60-65% de niobium et de 35-40% de nickel avec des impuretés rigoureusement contrôlées (Fe ≤0,5%, Al/Si ≤0,1%, C ≤0,05%, O ≤0,15%), sert d'additif transformateur dans les superalliages à base de nickel en permettant la formation de précipités gamma-double-prime (γ'') (Ni₃Nb) au cours des traitements thermiques de vieillissement. Ces précipités nanométriques cohérents en forme de disque (10-50 nm de diamètre) bloquent le mouvement des dislocations, ce qui leur confère une résistance exceptionnelle à haute température (>1 000 MPa à 700°C) et une résistance au fluage (durée de vie de la rupture >500 heures à 750°C/300 MPa). La faible teneur en oxygène de l'alliage empêche la formation d'inclusions d'oxyde, ce qui garantit une homogénéité microstructurale essentielle pour la résistance à la fatigue lors des cycles thermiques (par exemple, 10⁴ cycles à 800°C). Les superalliages modifiés au NiNb présentent une stabilité supérieure à l'oxydation grâce à des écailles protectrices de chrome-alumine qui résistent à la sulfuration et à la corrosion à chaud dans des environnements agressifs tels que les échappements de réacteurs. Sur le plan électrique, le niobium améliore la conductivité thermique (12 W/m-K à 800°C) pour une dissipation efficace de la chaleur dans les pales de turbine, tout en maintenant la ductilité (15-20% d'allongement) grâce à des joints de grains affinés. L'alliage fond à 1 350-1 450°C, se dissout uniformément dans les fusions de superalliages sans ségrégation, et son rapport Nb/Ni optimisé assure une précipitation γ'' complète sans formation de phase Laves cassante. Les applications comprennent les disques de turbine en Inconel 718, les gaines de combustible des réacteurs nucléaires et les chambres de poussée des fusées, où le NiNb prolonge la durée de vie de 3 à 5 fois plus que les alliages conventionnels en stabilisant les microstructures contre l'usure grossière jusqu'à 850°C.

Applications de l'alliage maître nickel-niobium

Le NiNb (60-65% Nb, 35-40% Ni) joue un rôle essentiel dans les superalliages aéronautiques tels que l'Inconel 718, où il forme des précipités gamma-double-prime (γ'') (Ni₃Nb) au cours du vieillissement. Ces intermétalliques nanométriques offrent une résistance exceptionnelle à haute température (>1 000 MPa à 700°C), une résistance au fluage (durée de vie de la rupture >500 heures à 750°C) et une stabilité à l'oxydation pour les disques de turbine des moteurs à réaction, les revêtements des chambres de combustion et les tuyères des fusées. Dans les infrastructures énergétiques, le NiNb améliore les gaines de combustible des réacteurs nucléaires et les aubes des turbines à gaz, en résistant aux dommages causés par les radiations et à la fatigue thermique. La fabrication additive utilise des poudres modifiées au NiNb pour les composants imprimés en 3D qui nécessitent une stabilité microstructurale à plus de 800°C.

Emballage de l'alliage maître nickel-niobium

Nos produits sont emballés dans des cartons personnalisés de différentes tailles en fonction des dimensions du matériau. Les petits articles sont solidement emballés dans des boîtes en PP, tandis que les articles plus volumineux sont placés dans des caisses en bois personnalisées. Nous veillons à respecter strictement la personnalisation de l'emballage et à utiliser des matériaux de rembourrage appropriés pour assurer une protection optimale pendant le transport.

Emballage : Carton, caisse en bois ou sur mesure.

Veuillez consulter les détails de l'emballage fournis à titre de référence.

Processus de fabrication

1.méthode d'essai

(1)Analyse de la composition chimique - vérifiée à l'aide de techniques telles que GDMS ou XRF pour garantir la conformité aux exigences de pureté.

(2)Essai des propriétés mécaniques - Comprend des essais de résistance à la traction, de limite d'élasticité et d'allongement pour évaluer les performances du matériau.

(3)Contrôle dimensionnel - Mesure de l'épaisseur, de la largeur et de la longueur pour s'assurer du respect des tolérances spécifiées.

(4)Contrôle de la qualité de la surface - recherche de défauts tels que des rayures, des fissures ou des inclusions par un examen visuel et ultrasonique.

(5)Essai de dureté - Détermination de la dureté du matériau pour confirmer l'uniformité et la fiabilité mécanique.

Veuillez vous référer aux procédures d'essai SAM pour des informations détaillées.

FAQ sur les alliages maîtres de nickel et de niobium

Q1. Pourquoi utiliser le NiNb au lieu du niobium pur ?

La matrice de nickel du NiNb assure une dissolution plus lente et mieux contrôlée dans les fusions de superalliages, empêchant la vaporisation du Nb et permettant une précipitation γ'' homogène. Le Nb pur risque la ségrégation et une réaction incomplète.

Q2. Taux d'addition optimal ?

Typiquement 2-5 wt% dans les superalliages de nickel. Un excès de Nb (>5%) peut former des phases de Laves fragiles (par exemple NbNi₃), ce qui réduit la ténacité.

Q3. Limites d'impuretés ?

Plafonds critiques : O ≤0,15% (empêche les inclusions d'oxyde), C ≤0,05% (évite la fragilité du carbure), S/P ≤0,02% (minimise la fissuration à chaud).

Informations connexes

1)Méthodes de préparation courantes

Le NiNb est produit par fusion par induction sous vide (VIM) ou par réduction aluminothermique :

Procédé VIM : Du niobium de haute pureté (99,95 %) et du nickel électrolytique sont chargés dans un creuset en MgO sous argon. La charge est chauffée par induction à 1 600-1 650 °C, homogénéisée pendant 2 à 4 heures, puis coulée en lingots. Un refroidissement rapide (<100°C/min) supprime la ségrégation du Nb.

Aluminothermie : Un mélange de concentré de Nb₂O₅, d'oxyde de nickel (NiO) et de poudre d'aluminium est enflammé dans un réacteur réfractaire. La réaction exothermique (2 200°C) réduit les oxydes en alliage fondu, ce qui donne 60-65 % de Nb avec <0,15 % d'O. Le laitier (Al₂O₃) est séparé après refroidissement.

Les étapes finales comprennent le broyage en morceaux de 10 à 50 mm, la séparation magnétique pour éliminer les résidus de laitier.