**Спецификация продукта: Алюминий-ниобиевый лигатурный сплав (сплав Al-Nb)**
**Версия:** 1.0 | **Дата:** 2025-04-02
---
### **1. Общий обзор**
Алюминиево-ниобиевый лигатурный сплав (сплав Al-Nb) - это специализированный высокоэффективный лигатурный сплав, в котором используется ниобий (также известный как колумбий) для улучшения свойств при повышенных температурах, измельчения зерна и сопротивления рекристаллизации в алюминиевых сплавах. Ниобий образует стабильные интерметаллиды с алюминием, в частности Al₃Nb, которые обеспечивают исключительную термическую стабильность и упрочняющие эффекты осаждения. Этот лигатурный сплав в основном используется в аэрокосмической, автомобильной и высокотемпературной промышленности.
---
### **2. Международные стандарты**
Лигатуры Al-Nb указаны в нескольких международных стандартах:
- **ASTM:** ASTM B179 (Стандартная спецификация для алюминиевых сплавов в слитках и расплавленных формах)
- **ISO:** ISO 209-1 (Деформируемый алюминий и алюминиевые сплавы)
- **EN:** EN 1676 (Алюминий и алюминиевые сплавы - Лигатуры)
- **AMS:** AMS 4484 (лист и пластина из алюминиево-ниобиевого сплава)
- **GB/T:** GB/T 8734 (лигатуры из алюминиевого сплава)
- **Типичные марки лигатур: Al-10%Nb, Al-20%Nb, Al-30%Nb, Al-40%Nb
---
### **3. Химический состав (% по массе)**
Типичные диапазоны составов лигатуры Al-Nb:
| Элемент | Содержание (%) | Роль и комментарии |
|---------------------|-------------------|------------------------------------------|
| Ниобий (Nb) | 5,0 – 40,0 | Первичный легирующий элемент |
| Тантал (Ta) | ≤ 2.0 | Часто присутствует в коммерческом ниобиуме |
| Железо (Fe) | ≤ 0.15 | Контроль примесей |
| Кремний (Si) | ≤ 0.10 | Контроль примесей |
| Титан (Ti) | 0 – 3.0 | Дополнительная добавка для рафинирования зерна |
| Цирконий (Zr) | 0 – 2.0 | Опциональное дополнение для повышения устойчивости |
| Другие примеси | ≤ 0.10 Всего | — |
| Алюминий (Al) | Баланс | Основной металл |
---
### **4. Физические свойства**
| Собственность | Стоимость / Диапазон |
|---------------------------|-----------------------------------|
| Плотность | 3,2 – 4,5 г/см³ |
| Диапазон плавления | 660 – 2470°C (Nb плавится при 2470°C) |
| Интерметаллидные фазы | Al₃Nb (основной), AlNb₂, AlNb₃ |
| Кристаллическая структура | DO₂₂ (тетрагональный) для Al₃Nb |
| Теплопроводность | 70 – 120 Вт/м·К |
| Электропроводность | 20 – 35 % МАКО |
| Твердость по Виккерсу | 90 – 180 ВВ |
| Коэффициент теплового расширения | 18–22 × 10⁻⁶/K |
---
### **5. Основные характеристики и преимущества**
- **Исключительная устойчивость к высоким температурам:** Сохраняет прочность до 500°C
- ** Превосходное измельчение зерна: ** Эффективный контроль размера зерна за счет зарождения Al₃Nb
- **Сопротивление рекристаллизации:** Значительно повышает температуру рекристаллизации
- **Упрочнение осадков:** Образует когерентные осадки Al₃Nb с высокой стабильностью
- **Стойкость к окислению:** Повышенная стойкость к высокотемпературному окислению
- **Сопротивление ползучести:** Отличная устойчивость к деформации под нагрузкой при высоких температурах
---
### **6. Применение продукта**
- **Аэрокосмические компоненты:** Лопатки турбин, компоненты двигателей, конструкционные детали
- **Автомобильные поршни:** Высокотемпературные поршневые сплавы
- **Ядерное применение:** Конструкционные компоненты в ядерных реакторах
- **Теплообменники:** Высокотемпературные системы терморегулирования
- **Аддитивное производство:** Специальные порошки для высокопроизводительной 3D-печати
- **Электронная упаковка:** Приложения с контролируемым расширением
- **Спортивные товары:** Высокопроизводительные компоненты для автомобильных гонок
---
### **7. Доступные формы**
- **Лигатура:** Слитки, зубчатые прутки, гранулы
- **Специальные формы:** Порошок для аддитивного производства, нестандартные формы
- ** Высокая чистота: ** 99,95% для критически важных областей применения
- **Стандартные размеры:** 2–10 кг слитков
---
### **8. Технические рекомендации по использованию**
- **Скорость добавления:** 0,1–2,0% Nb к расплаву (обычно 0,3–1,0% для оптимальных эффектов)
- **Температура расплава:** 780–880°C
- **Время выдержки:** 45–120 минут для полного растворения
- **Перемешивание:** Требуется энергичное механическое перемешивание
- **Температура литья:** 720–780°C
- **Термическая обработка:** Обработка раствора при 530–600°C, старение при 350–450°C
---
### **9. Сравнение характеристик при высоких температурах**
| Система сплавов | Максимальная рабочая температура (°C) | Сопротивление ползучести | Стоимость | Применение |
|--------------|----------------------|------------------|------|--------------|
| **Аль-Нб** | 500 | Превосходно | Высокий | Аэрокосмическая, атомная промышленность |
| **Аль-Зр** | 400 | Очень хорошо | Средний | Общая высокотемпературная |
| **Аль-Ск** | 350 | Хорошо | Очень высокий | Аэрокосмическая промышленность премиум-класса |
| **Аль-Ти** | 300 | Ярмарка | Низкий | Общего назначения |
---
### **10. Металлургические механизмы**
- Образует когерентные DO₂₂-структурированные осадки Al₃Nb
- Обеспечивает дисперсионное упрочнение за счет стабильных интерметаллидов
- Повышает температуру рекристаллизации на 200–250°C
- Улучшает стабильность границ зерен при высоких температурах
- Создает эффект штифтинга Зенера для контроля роста зерна
---
### **11. Параметры контроля качества**
- Постоянство содержания ниобия (±0,15%)
- Низкое содержание газов (водорода
Упаковка
Стандартная упаковка:
Типичная оптовая упаковка включает в себя паллетированный пластик 5 галлонов/25 кг. ведра, бочки с фиброй и сталью до 1 тонны супермешков в полных контейнерах (FCL) или грузовиках (T/L). Исследуемые и отобранные количества, а также гигроскопичные, окисляющие или другие чувствительные к воздуху материалы могут быть упакованы в условиях аргона или вакуума. Растворы упаковываются в полипропиленовые, пластиковые или стеклянные банки объемом до 2305 галлонов для жидкости на поддонах Специальная упаковка доступна по запросу.
