NB6966 Níquel Niobio Aleación Maestra

Descripción de la aleación maestra de níquel y niobio

La aleación maestra de níquel y niobio (NiNb), compuesta por un 60-65% de niobio y un 35-40% de níquel con impurezas rigurosamente controladas (Fe ≤0,5%, Al/Si ≤0,1%, C ≤0,05%, O ≤0,15%), sirve como aditivo transformador en superaleaciones basadas en níquel al permitir la formación de precipitados gamma-doble-prima (γ'') (Ni₃Nb) durante los tratamientos térmicos de envejecimiento. Estos precipitados coherentes en forma de disco a nanoescala (10-50 nm de diámetro) obstruyen el movimiento de las dislocaciones, confiriendo una resistencia excepcional a altas temperaturas (>1.000 MPa a 700°C) y a la fluencia (vida de ruptura >500 horas a 750°C/300 MPa). El bajo contenido de oxígeno de la aleación impide la formación de inclusiones de óxido, lo que garantiza una homogeneidad microestructural crítica para la resistencia a la fatiga en ciclos térmicos (por ejemplo, 10⁴ ciclos a 800°C). Las superaleaciones modificadas con NiNb presentan una estabilidad superior a la oxidación gracias a las escamas protectoras de cromo-alúmina que resisten la sulfuración y la corrosión en caliente en entornos agresivos como los tubos de escape de los reactores. Desde el punto de vista eléctrico, el niobio mejora la conductividad térmica (12 W/m-K a 800 °C) para una disipación eficaz del calor en los álabes de las turbinas, al tiempo que mantiene la ductilidad (15-20% de alargamiento) mediante límites de grano refinados. La aleación funde a 1.350-1.450°C, disolviéndose uniformemente en fundidos de superaleaciones sin segregación, y su relación Nb/Ni optimizada garantiza una precipitación γ'' completa sin formación de fases Laves frágiles. Entre sus aplicaciones se incluyen los discos de turbina Inconel 718, el revestimiento de combustible de reactores nucleares y las cámaras de empuje de cohetes, donde el NiNb prolonga la vida útil 3-5 veces más que las aleaciones convencionales al estabilizar las microestructuras contra el engrosamiento hasta 850°C.

Aplicaciones de la aleación maestra de níquel y niobio

El NiNb (60-65% Nb, 35-40% Ni) es fundamental en superaleaciones aeroespaciales como el Inconel 718, donde forma precipitados gamma-doble-prima (γ'') (Ni₃Nb) durante el envejecimiento. Estos intermetálicos a nanoescala proporcionan una resistencia excepcional a altas temperaturas (>1.000 MPa a 700°C), resistencia a la fluencia (vida de ruptura >500 horas a 750°C) y estabilidad a la oxidación para discos de turbinas de motores a reacción, revestimientos de cámaras de combustión y toberas de cohetes. En infraestructuras energéticas, el NiNb mejora el revestimiento del combustible de reactores nucleares y los álabes de turbinas de gas, resistiendo los daños por radiación y la fatiga térmica. La fabricación aditiva aprovecha los polvos modificados con NiNb para componentes impresos en 3D que requieren una estabilidad microestructural superior a 800 °C.

Embalaje de la aleación maestra de níquel-niobio

Nuestros productos se embalan en cajas de cartón personalizadas de distintos tamaños en función de las dimensiones del material. Los artículos pequeños se embalan de forma segura en cajas de PP, mientras que los artículos más grandes se colocan en cajas de madera personalizadas. Garantizamos un estricto cumplimiento de la personalización del embalaje y el uso de materiales de amortiguación adecuados para proporcionar una protección óptima durante el transporte.

Embalaje: Cartón, caja de madera o personalizado.

Por favor, revise los detalles de embalaje proporcionados para su referencia.

Proceso de fabricación

1.Método de prueba

(1)Análisis de composición química - Verificado mediante técnicas como GDMS o XRF para garantizar el cumplimiento de los requisitos de pureza.

(2)Pruebas de propiedades mecánicas: incluye pruebas de resistencia a la tracción, límite elástico y elongación para evaluar el rendimiento del material.

(3)Inspección dimensional: mide el grosor, la anchura y la longitud para garantizar el cumplimiento de las tolerancias especificadas.

(4)Inspección de la calidad de la superficie: comprueba la existencia de defectos como arañazos, grietas o inclusiones mediante un examen visual y ultrasónico.

(5)Pruebas de dureza: determina la dureza del material para confirmar la uniformidad y la fiabilidad mecánica.

Consulte los procedimientos de ensayo de SAM para obtener información detallada.

Preguntas frecuentes sobre la aleación maestra de níquel-niobio

Q1. ¿Por qué utilizar NiNb en lugar de niobio puro?

La matriz de níquel del NiNb garantiza una disolución más lenta y controlada en los fundidos de la superaleación, evitando la vaporización del Nb y permitiendo una precipitación γ'' homogénea. El Nb puro corre el riesgo de segregación y reacción incompleta.

Q2. ¿Cuál es la tasa de adición óptima?

Típicamente 2-5 wt% en superaleaciones de níquel. Un exceso de Nb (>5%) puede formar fases Laves frágiles (por ejemplo, NbNi₃), reduciendo la tenacidad.

Q3. ¿Límites de impurezas?

Límites críticos: O ≤0,15% (evita las inclusiones de óxido), C ≤0,05% (evita la fragilidad del carburo), S/P ≤0,02% (minimiza el agrietamiento en caliente).

Información relacionada

1.Métodos comunes de preparación

El NiNb se produce mediante fusión por inducción en vacío (VIM) o reducción aluminotérmica:

Proceso VIM: El niobio de gran pureza (99,95%) y el níquel electrolítico se cargan en un crisol de MgO bajo argón. La carga se calienta por inducción a 1.600-1.650°C, se homogeneiza durante 2-4 horas y, a continuación, se funde en lingotes. El enfriamiento rápido (<100°C/min) suprime la segregación del Nb.

Aluminotermia: Una mezcla de concentrado de Nb₂O₅, óxido de níquel (NiO) y polvo de aluminio se enciende en un reactor refractario. La reacción exotérmica (2.200°C) reduce los óxidos a aleación fundida, produciendo un 60-65% de Nb con <0,15% de O. La escoria (Al₂O₃) se separa tras el enfriamiento.

Las etapas finales incluyen la trituración hasta grumos de 10-50 mm y la separación magnética para eliminar los residuos de escoria.