Штабики металлов по ТУ 48-19-57-91: ниобиевые штабики марок Нб1 и Нб2
ТУ 48-19-57-91 распространяется на штабики металлов — полуфабрикаты из ниобия, получаемые методом порошковой металлургии или электронно-лучевой плавки. Штабик представляет собой цилиндрическую или прямоугольную заготовку, служащую исходной шихтой для дальнейшего переплава в слитки, а также для механической обработки. Стандарт нормирует химический состав, размеры и состояние поверхности штабиков из ниобия марок Нб1 и Нб2.
Технические характеристики и марки
Ниобиевые штабики по ТУ 48-19-57-91 выпускаются диаметром от 40 до 120 мм и длиной от 300 до 800 мм. Плотность ниобия — 8,57 г/см, температура плавления — 2468 C. Штабики получают спеканием прессованных заготовок или электронно-лучевой плавкой в вакууме. Остаточное содержание кислорода и азота регламентируется, поскольку эти примеси определяют твёрдость и пластичность металла при дальнейшей обработке.
- Нб1 — ниобий с суммарным содержанием примесей не более 0,15 %, применяется для легирования жаропрочных сплавов
- Нб2 — ниобий с более жёстким ограничением по кислороду и азоту, для сверхпроводящих компонентов
- Нб1-1 — вариант с регламентированным содержанием тантала не более 0,1 %
- Нб2-1 — с ограничением по углероду для вакуумных условий эксплуатации
Химический состав и нормируемые примеси
Основу штабиков составляет ниобий — не менее 99,5 % для марки Нб1. Лимитируются тантал, железо, кремний, титан, вольфрам, молибден, а также газовые примеси — кислород, азот, водород. Содержание тантала в марке Нб1 не превышает 0,5 %, в Нб2 — 0,2 %. Кислород нормируется на уровне 0,05–0,10 %, азот — не более 0,05 %. Именно газовые примеси определяют склонность штабика к хрупкому разрушению при холодной деформации.
| Марка | Nb, %, не менее | Ta, %, не более | O, %, не более | Диаметр, мм |
|---|---|---|---|---|
| Нб1 | 99,5 | 0,5 | 0,10 | 40–60 |
| Нб1-1 | 99,6 | 0,1 | 0,08 | 60–80 |
| Нб2 | 99,7 | 0,2 | 0,05 | 80–100 |
| Нб2-1 | 99,8 | 0,1 | 0,04 | 100–120 |
Области применения
Штабики из ниобия по ТУ 48-19-57-91 используются как шихтовая заготовка для вакуумно-дугового и электронно-лучевого переплава при производстве слитков и прутков. В металлургии жаропрочных сплавов штабики вводят в расплав для легирования никелевых и титановых композиций. В электротехнической промышленности ниобий применяется для изготовления сверхпроводящих элементов ускорителей и томографов. В химическом аппаратостроении — для футеровки реакторов, работающих в агрессивных средах.
- Шихта для электронно-лучевой плавки слитков ниобия и его сплавов
- Легирующая добавка в производстве жаропрочных никелевых сплавов
- Сверхпроводящие провода и катушки для МРТ-томографов
- Конструкционные элементы вакуумных печей и ионных источников
- Аноды электролитических конденсаторов повышенной ёмкости
Условия поставки и контроль качества
Штабики поставляются без термической обработки или после отжига в вакууме при температуре 1200–1400 C. Поверхность не должна иметь трещин, расслоений и следов окисления. Контроль химического состава выполняется спектральным анализом, газовые примеси определяются методом восстановительного плавления. Твёрдость ниобиевых штабиков составляет 80–120 HV в зависимости от содержания кислорода и азота.
Вопросы и ответы
Какие марки ниобия охватывает ТУ 48-19-57-91?
Стандарт распространяется на штабики марок Нб1, Нб1-1, Нб2 и Нб2-1, различающихся содержанием тантала и газовых примесей.
Для чего служат ниобиевые штабики?
Основное назначение — шихтовая заготовка для вакуумного переплава, а также легирование жаропрочных сплавов и производство сверхпроводящих элементов.
Какой диаметр штабиков регламентирован?
Стандарт устанавливает диаметр от 40 до 120 мм и длину от 300 до 800 мм в зависимости от марки и способа получения.
Почему нормируется содержание кислорода?
Кислород и азот повышают твёрдость и снижают пластичность ниобия, что затрудняет холодную деформацию и обработку давлением.
