退火制度对Nb752合金板材组织和性能的影响

孙小勇

摘  要：文章通过对Nb752合金板材的成品退火温度和退火时间的调整，将不同退火温度和退火时间的Nb752合金板材金相组织和力学性能进行比较，确定了适当的完全再结晶的退火参数范围，给出了适合产品要求的退火制度。

关键词：Nb752合金;板材成品退火;板材退火组织

中图分类号：TG132.3       文献标志码：A         文章编号：2095-2945（2019）30-0079-02

Abstract： In this paper， through the adjustment of annealing temperature and annealing time of Nb752 alloy sheet， the micro-structures and mechanical properties of Nb752 alloy sheet with different annealing temperatures and annealing times are compared， and the appropriate annealing parameter range of complete re-crystallization is determined. The annealing system suitable for the requirements of the product is given.

Keywords： Nb752 alloy; finished sheet annealing; sheet annealing micro-structure

鈮合金同钨合金和钼合金相比，具有塑性好，加工和焊接性能优良，因而能制成薄板和外形复杂的零件。其熔点高、比重低、高温强度大，可作为1100℃以上的高温结构材料[1]，可用作航天和航空工业的热防护和结构材料。

Nb752合金是通过固溶强化的具有较高强度的铌基合金。美国联合碳化物公司Stellite研究分部于1957年开始研究Nb-W-Zr系合金，于1962年挑选了具有良好加工性能和综合机械性能相结合的合金成分：Nb-10%W-2.5%Zr（简称Nb752），于1963年底完成了宽30吋板材的小规模试生产。

本文结合Nb752合金板材的生产，研究了成品退火制度对板材组织与性能的影响

1 坯料制备及实验方法

采用“填充挤压法”，将Ф150mm的Nb752合金锭制成Ф214mm的挤压锭，在3150t挤压机上挤压出Ф70mm左右的Nb752合金棒材。再在1250t水压机上锻造为30-35×90-120×Lmm的板坯。经过1300℃×1h真空退火后，在850℃-900℃时温轧至3.5-5.5mm。再进行1300℃×1h真空退火，在1200mm四辊冷轧机上冷轧制成0.8×630×L的板材。其加功率为78%-85%。以此0.8mm板材作为本次实验的坯料。

对板材分别进行1000℃×1h AC、1100℃×1h AC、1200℃×1h AC、1250℃×1h AC、1300℃×1h AC、1400℃×1h AC、1500℃×1h AC、 1000℃×10h AC、1200℃×10h AC、1400℃×10h AC退火处理，取试样进行力学性能及金相组织分析。

2 实验结果与分析

2.1实验结果

退火温度对Nb752合金室温拉伸性能的影响，见图1。

不同退火温度时，Nb752合金的金相组织，见图2。

2.2结果分析

从图1可以看出：在退火温度低于1250℃时，随着退火温度的提高，Nb752合金试样的抗拉强度和屈服强度呈明显降低的趋势，延伸率呈明显的升高趋势。在退火温度高于1250℃时，各性能的变化趋势趋于缓和。 退火温度从1000℃升高到1250℃时，抗拉强度由745MPa降低到565MPa，屈服强度由625 MPa降低到440 MPa，延伸率由13.0%升高到25.5%。而退火温度从1250℃升高到1500℃时，抗拉强度一直在560 MPa左右，屈服强度保持在440 MPa左右，延伸率在25.5%-29.0%。说明在温度高于1250℃退火时，Nb752合金内部的点、线、面缺陷得到充分消除，内应力基本消除。

从图2可以看出，Nb752合金在1200℃以上退火时，再结晶组织已经明显增加，形变带逐渐减少，晶粒也相应的长大。在1400℃×1h退火后，Nb752合金再结晶晶粒已明显聚合和长大。因此从显微组织来看，Nb752合金板材再结晶退火的最佳温度区间是1200℃-1350℃。根据退火炉结构特点、装料方式、炉料内外层保温时间的差异以及实际生产情况，生产中采用1300℃×1h退火。

Nb752合金在1000℃×1h退火后，组织没有明显的变化，但经过10h长时间处理后，沿形变带边界出现了少量细小的再结晶晶粒。说明在同一温度下延长保温时间，再结晶程度将显著提高。如1200℃×1h退火组织和1200℃×10h退火组织也有此类现象。在退火温度为1000℃-1200℃时，1000℃×10h退火后试样的力学性能大致与1100℃×1h退火后试样的力学性能相当，1200℃×10h退火后试样的力学性能大致与1300℃×1h退火后试样的力学性能相当。但是在1400℃时，两种退火时间下，试样的强度变化不大，退火10h的试样在延伸率上升高较明显。

3 结束语

（1）Nb752合金板材的退火温度可选择在1200℃-1350℃，本实验中将其定为1300℃×1h，可以生产出性能稳定合格的板材。

（2）在完成再结晶退火且晶粒尚未明显长大时，Nb752合金板材退火的时间长度对其强度影响不大，延伸率有明显升高。

参考文献：

[1]陈英.Nb752合金抗氧化涂层的研究[J].材料工艺，1979（01）：29-35+45.