铌的根基性质

铌在熔炼铸锭和增长其他元素形成合金时，以及深加工过程中的挤压、铸造、轧造、冲压成型、表表防护、以及焊接技术与铌脊合金资料的物理性质，化学性质、组织结构及力学性质有着相应的亲昵关系

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1、铌的物理性质

铌是元素周期表第V族副族元素，符号Nb，原子序数41，高熔点金属之一，铌的熔点2469±10℃，沸点4840℃，归类于难熔金属

。铌自身呈钢灰色，质硬同时拥有延展性，铌的密度8.66g/cm3，原子半径0.145nm

。金属资料冲压成型在是表力作用下，利用压力轧机、旋压机或其他设备对板材施加压力，使资料产生塑性变形，以获得分歧状态和尺寸零件的一种金属塑性加工步骤，涉及到资料的晶型

。铌拥有体心立方晶型，结构类型为A2，有48个滑移系，并且延性-脆性转变温度(DBTT)很低，幼于150℃，塑性变形能力良好，很容易出产成各类尺寸和状态的产品

。以铌板材为例，铌箔材厚度最薄能够轧造到0.01mm，并且0.1mm迪腙带材，能够利用模具冲压成直径2mm的杯状，被利用与LED光源的阴极资料

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铌作为高熔点的难熔金属资料，铌脊合金时时被利用在高温前提下，并且利用温度时时在1000℃以上，因而铌在高温下的热导率和热膨胀系数对铌资料在现实利用中有很大的影响

。铌的热导率和热胀系数别离如表1-1、表1-2所示

。从图1.1中看出随着温度升高，铌的热导率险些成正比例增长

。铌的热膨胀系数随着温度变动能够分为两段，在800℃以上，热膨胀系数忽然增长，并且随着温度升高逐步增大

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2、铌的化学性质

铌是极度不变的金属，与钽的化学性质极度靠近

。真空前提或者经过涂层；は，铌拥有优良的高温机能，但在大气环境中，它的高温机能受到严沉挑战

。铌被宽泛利用的航空、航天、原子能工业等领域，对资料在大气中使用的温度要求超过了1050℃甚至达到1800"C，这对铌脊合金的抗氧化性提出很高的要求

。在温度低于200℃的情况下，铌不会受到各类气体的影响，但是当温度在200℃左右时，铌就起头慢慢氧化，这时铌与氧反映，在表表形成一层；ば匝趸，当温度达到550℃时氧化反映加快天生Nb2O5白色粉末

。铌与氧反映通常会天生三种不变的氧化物Nb2O5、NbO2和NbO

。铌在250℃时起头吸收氢元素，天生间隙固溶体，使其脆化，塑性变差

。间隙元素碳、氮、氢、氧对铌的性影响极度显著，他们含量过高，铌的强度会迅速增长，塑性却迅速降落

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在较低温度下，铌与氧反映使其表层氧化膜厚度增长，形成；ば匝趸，接着氧化速度减慢，其反映速度降低，铌这种复杂的氧化过程与它氧化产品的多晶系统转变过程有关，铌在低温下各个分歧温度的空气中的氧化状态如表1-3所示

。表1-3中列出了铌在400℃左近，；ば匝趸ぶ鸩叫纬上晕⑵莶⑶易斐煞潜；ば匝趸；当温度高于500℃氧化速度迅速提高，氧化成正比例直线关系，如图1.1所示

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铌的高温耐酸侵蚀性仅次于钽，常温下铌在很多无机盐、有机酸、矿物酸及其水溶液中极度不变，但是抗碱性差，氢氟酸、氢氟酸加硝酸的混合酸可能侵蚀

。铌在各类化学介质中的抗腐机能如表1-4所示

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3、铌的力学机能

铌的力学机能是铌在表力作用下所显示的弹性和非弹性反映有关或涉及应力一应变关系的机能，是铌资料冲压成型加工最令人关切的指标

。反映铌板材冲裁机能的特点值有：屈服强度、强度极限、硬度、延长率、断面收缩率、加工硬化指数、弹性模量等

。它能够综合为以下几类参数：①塑性参数，蕴含伸长率、断面收缩率、爱力克辛值等；②变形抗力参数，它是资料在表力作用时抑造起头产生塑性变形的能力，重要参数有抗拉强度、抗压强度和抗剪强度；③屈服强度参数，它是资料起头塑性形变时所需应力；④弹性模量参数，它是构件刚性的表征，刚性越大，拉伸件弹性变形越

。孩萦捕炔问，它是衡量资料软硬水平的力学机能指标

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铌在室温下的泊松比为0.38，再结晶热处置后铌板弹性模量在分歧温度下如表1-5所示，铌的硬度随温度变动如表1-6所示

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4、铌的可加工性

铌在分歧状态下(如铸态、加工态、退火态、烧结态等)有分歧的微观组织，因而其力学机能差距显著

。好比铌板材在室温下，冷加工态的抗拉强度在550～689MPa，延长率5%~15％；进行热处置后，退火态的抗拉强度为310～379MPa，延长率15％~40％，由于力学机能在热处置前后的变动很大，资料的可加工机能必然相差很大

。在检验板材冲压成型机能的三种尝试步骤中，金属学尝试室其中之一，资料的结晶方位，晶粒度是沉要尝试内容，在反映整建机能的资料特点值方面，资料的组织机能是重要思考的一个方面

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通常情况下三种尝试步骤能够获取资料的热变性参数，以此能够评价资料的加工可能性

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1）高温拉伸尝试，高温拉伸试验很容易实现，并且得到资料在分歧温度下的强度和延性(延长率和断面收缩率)

。拉伸试验中很难节造应变率，出现缩颈后样品为不均匀状态，限度了要达到的应变量，导致断裂前的应变量的不确定性，因而拉伸试验数据评估可加工性受到限度

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2）旋转尝试，旋转中的变形为纯切变，在大应变时都无缩颈问题，应变率直接与转速对应容易节造，并且没有摩擦贡献

。旋转过程中，出格是大应变时，资料会有过度的再取向，这与塑性加工过程是不符的，因而旋转尝试数据评估资料可加工性也受限度

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3）热压缩试验中若是使用特定光滑但是均匀变形维持到大应变，压缩应力状态最靠近于铸造、挤压、轧造过程的前提

。在热压缩尝试当选取“不变应变率压缩”能够获得“有限元”法所需的流变应力数据和可深加工性数据以成立加工图，以此热压缩尝试在评价资料可加工性中被优先选取

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