铌合金(niobium alloys)

以铌为基加入若干种元素形成的合金，是一种重要的难熔金属材料。主要包括铌铪合金、铌钨合金、铌锆合金、铌钛合金、铌钨铪合金、铌钽钨合金和铌钛铝合金。铌合金通常保持了纯铌的低温塑性，同时具有比纯铌高得多的强度和其他性能。在钨、钼、钽、铌4大难熔金属材料中，铌合金具有最高的比强度。常用工业牌号铌合金的化学成分列于表。1961年，美国Nb-10W-2。5Zr合金投入工业规模生产。中国60年代初开始研究纯铌和铌合金的熔炼与塑性加工。70年代已研制成功约10种牌号的纯铌和铌合金材料。

典型工业铌合金牌号及其化学成分

合金化原理   铌和钨、钼、钽形成无限固溶体，同钛、锆、铪形成有限固溶体，与铝、锡、镍等生成金属间化合物，与碳、氮、硅等生成硬度和熔点很高的化合物。铌的合金化主要是通过替代式的元素形成的固溶强化，以及由化合物元素形成的弥散相的强化来改善和提高铌的强度，同时又保持纯铌的良好塑性。铌中合金元素添加量与强化增值的关系示于图。

制备方法及加工工艺   包括锭坯制备、塑性加工、切削、焊接、热处理和涂层。

锭坯制备 主要有粉末冶金法和熔炼法。粉末冶金法适用于小型铌制品和后加工用的锭坯的制备。真空电子束熔炼、真空白耗电弧熔炼以及这两种熔炼方法相结合，是制备铌和铌合金锭坯的主要方法。电子束熔炼用于铌和铌合金的提纯和制备小直径的锭坯。自耗电弧熔炼可制备大尺寸和合金成分更均匀的锭坯。采用电子束悬浮区域熔炼，可制备高纯铌和铌单晶锭坯。

塑性加工 纯铌锭坯可在室温～500℃ 范围内锻打、挤压、轧制和拉拔等加工。铌合金的强度高，故一般都要在1200℃ 以上进行挤压和锻造等初加工，然后在500℃ 以下进行轧制、拉拔、冲压等加工，制成板、棒、箔、带、线和锻件等产品。

切削 铌和铌合金切削时容易磨损和粘结刀具，故切削时宜用油水乳化液、四氯化碳等有机溶剂冷却和润滑，同时保持刀尖的锋利。

焊接 可用真空电子束焊和惰性气体保护钨极弧焊接，亦可用钎焊方法同钛和钛合金焊接。

热处理   主要有退火和固溶时效两种热处理。为防止大气污染，热处理须在真空或高纯惰性气体保护下进行。

涂层 在高温氧化环境中使用时，须加抗氧化涂层。