**Технический лист продукта: алюминиево-ниобийный мастер-сплав (Al-Nb сплав)**
**Версия:** 1.0 | **Дата:** 2025-04-02
---
### **1. Общий обзор**
Алюминиево-ниобийный мастер-сплав (Al-Nb Alloy) — это специализированный высокоэффективный мастер-сплав, использующий ниобий (также известный как колумбий) для улучшения повышенных температурных свойств, очистки зерен и устойчивости к рекристаллизации в алюминиевых сплавах. Ниобий образует стабильные интерметаллические соединения с алюминием, особенно Al₃Nb, которые обеспечивают исключительную термическую стабильность и эффект усиления осадками. Этот мастер-сплав в основном используется в премиальной аэрокосмической, автомобильной и высокотемпературной промышленности.
---
### **2. Международные стандарты**
Мастер-сплавы Al-Nb определены в нескольких международных стандартах:
- **ASTM:** ASTM B179 (Стандартная спецификация для алюминиевых сплавов в слитках и расплавленных формах)
- **ISO:** ISO 209-1 (кованые алюминиевые и алюминиевые сплавы)
- **EN:** EN 1676 (Алюминиевые и алюминиевые сплавы — мастер-сплавы)
- **AMS:** AMS 4484 (лист и пластины из алюминиево-ниобиевого сплава)
- **GB/T:** GB/T 8734 (Мастер-сплавы из алюминиевого сплава)
- **Типичные сорта мастер-сплава:** Al-10%Nb, Al-20%Nb, Al-30%Nb, Al-40%Nb
---
### **3. Химический состав (% веса)**
Типичные диапазоны состава для мастер-сплава Al-Nb:
| Элемент | Содержание (%) | Роль и замечания |
|---------------------|-------------------|------------------------------------------|
| Ниобий (Nb) | 5.0 – 40.0 | Первичный легирующей элемент |
| Тантал (Ta) | ≤ 2.0 | Часто присутствует в коммерческом ниобии |
| Железо (Fe) | ≤ 0.15 | Контроль примесей |
| Кремний (Si) | ≤ 0.10 | Контроль примесей |
| Титан (Ti) | 0 – 3.0 | Опциональное добавление по очистке зерен |
| Цирконий (Zr) | 0 – 2.0 | Опциональное дополнение для повышения стабильности |
| Другие примеси | ≤ всего 0,10 | — |
| Алюминий (Al) | Баланс | Базовый металл |
---
### **4. Физические свойства**
| Свойство | Ценность / Диапазон |
|---------------------------|-----------------------------------|
| Плотность | 3,2 – 4,5 г/см³ |
| Ареал плавления | 660 – 2470°C (Nb тает при 2470°C) |
| Интерметаллические фазы | Al₃Nb (первичная), AlNb₂, AlNb₃ |
| Кристаллическая структура | DO₂₂ (тетрагональный) для Al₃Nb |
| Теплопроводность | 70 – 120 Вт/м·К |
| Электрическая проводимость | 20 – 35 % IACS |
| Vickers Hardness | 90 – 180 HV |
| Коэффициент теплового расширения | 18–22 × 10⁻⁶/K |
---
### **5. Ключевые характеристики и преимущества**
- **Исключительная устойчивость при высоких температурах:** Сохраняет прочность до 500°C
- **Превосходное очищение зерна:** Эффективный контроль размера зерен через нуклеацию Al₃Nb
- **Устойчивость к рекристаллизации:** Значительно повышает температуру рекристаллизации
- **Усиление осадков:** Образует когерентные Al₃Nb осадки с высокой стабильностью
- **Устойчивость к окислению:** Повышенная устойчивость к окислению при высоких температурах
- **Сопротивление ползучести:** Отличная устойчивость к деформации под нагрузкой при высоких температурах
---
### **6. Применение продуктов**
- **Аэрокосмические компоненты:** Лопасти турбин, компоненты двигателя, конструктивные детали
- **Автомобильные поршни:** Высокотемпературные поршневые сплавы
- **Ядерные приложения:** Структурные компоненты в ядерных реакторах
- **Теплообменники:** Системы теплоуправления при высоких температурах
- **Аддитивное производство:** Специальные порошки для высокоэффективной 3D-печати
- **Электронная упаковка:** Приложения с контролируемым расширением
- **Спортивные товары:** Высокопроизводительные автомобильные гоночные компоненты
---
### **7. Доступные формы**
- **Мастер-сплав:** слитки, выемки, гранулы
- **Специальные формы:** Порошок для аддитивного производства, индивидуальные формы
- **Высококачественные качества:** 99,95% для критически важных применений
- **Стандартные размеры:** слитки весом 2–10 кг
---
### **8. Технические рекомендации по использованию**
- **Скорость сложения:** 0,1–2,0% Nb к расплаву (обычно 0,3–1,0% для оптимального эффекта)
- **Температура расплавления:** 780–880°C
- **Время ожидания:** 45–120 минут для полного растворения
- **Перемешивание:** Требуется интенсивное механическое перемешивание
- **Температура литья:** 720–780°C
- **Термическая обработка:** Обработка раствором при 530–600°C, выдержка при 350–450°C
---
### **9. Сравнение производительности при высоких температурах**
| Система сплавов | Максимальная сервисная температура (°C) | Сопротивление ползучести | Стоимость | Применение |
|--------------|----------------------|------------------|------|--------------|
| **Ал-Нб** | 500 | Отлично | Высокий | Аэрокосмическая и ядерная энергетика |
| **Аль-Зр** | 400 | Очень хорошо | Средний | Общая высокая температура |
| **Аль-С** | 350 | Хорошо | Очень высокий | Премиальная аэрокосмическая индустрия |
| **Аль-Ти** | 300 | Справедливо | Low | Общее назначение |
---
### **10. Металлургические механизмы**
- Образует когерентные DO₂₂-структурированные Al₃Nb осадки
- Обеспечивает дисперсионное укрепление за счет стабильных интерметаллических веществ
- Повышает температуру рекристаллизации на 200–250°C
- Улучшает устойчивость границы зерен при высоких температурах
- Создаёт эффект заклинания Зенера для контроля роста зерен
---
### **11. Параметры контроля качества**
- Консистенция содержания ниобия (±0,15%)
- Низкое содержание газа (водород
Упаковка
Стандартная упаковка:
Типичная упаковка оптом включает паллетированный пластик объемом 5 галлонов/25 кг. ведра, волокнистые и стальные бочки до супермешков по 1 тонне в полном контейнере (FCL) или грузовиках (T/L). Исследовательские и пробные количества, а также гигроскопические, окисляющие или другие чувствительные к воздуху материалы могут упаковываться под аргон или вакуум. Растворы упаковываются в полипропиленовых, пластиковых или стеклянных банках до поддонов объемом 2305 галлонов. Специальный пакет доступен по запросу.
