Ниобий. Ковка и штамповка

 Ниобий можно подвергать всем видам обработки давлением. Ковку на молотах и гидравлических прессах можно производить при температурах выше и ниже рекристаллизационных.

Горячая ковка ниобия осуществляется при температурах порядка 1500°С.

Однако пластичность ниобия и ряд других преимуществ позволяет рекомендовать широкое применение ковки и штамповки его при температурах ниже рекристаллизационных.

Отжиг рекомендуется проводить в вакууме (10^-3 мм рт. ст.).Температура отжига снижается с увеличением степени деформации. Например, при степени деформации 3—12% температура рекристаллизационного отжига — 1300° С, а при степени деформации 50% она составляет 1150° С. Отжиг при температурах 1600° С и выше не рекомендуется вследствие значительного роста зерна.

При разработке технологических процессов надо принимать во внимание интенсивное газонасыщение металла при температурах выше 500° С. Во избежание частых подогревов ковку следует вести быстро, особенно для тонких поковок.

Первые обжатия слитка следует производить не более 10—15% и лучше первичную ковку с целью деформации литой структуры выполнять в вырезных бойках и на прессах вместо молотов. Если есть возможность, то целесообразно перед ковкой слитки дуговой плавки подвергать прессованию, при котором деформация протекает по схеме всестороннего сжатия.

Для горячей ковки надо применять термостойкий инструмент, выдерживающий температуры порядка 1700° С. Рабочую поверхность инструмента следует полировать для предотвращения схватывания металла с инструментом. По той же причине целесообразно инструмент изготовлять из алюминиевых бронз или из карбида вольфрама. Хорошие результаты дает также инструмент из бериллиевой бронзы. В качестве смазок можно применять воск или сульфированный жир.

Особенно пластичен металл электроннолучевой плавки и металл спеченных заготовок. Такие металлы допускают холодное обжатие до 90% без промежуточных отжигов. Для характеристики незначительного упрочнения во время холодной деформации укажем, что при росте степени деформации в 9 раз (от 10 до 90%) твердость металла возрастает только на 35%.

Однако надо учитывать, что ниобиевые сплавы, в частности легированные молибденом, вольфрамом, танталом (до 10%), титаном (до 5%) и ванадием (до 2%), упрочняются почти в 2 раза больше, чем нелигированный ниобий.

Ниобий дуговой плавки тоже можно обрабатывать вхолодную, но он больше содержит примесей, крупнозернист, менее пластичен и требует большего усилия для деформации. Так, твердость ниобия очищенного электроннолучевой плавкой, около 40 кГ /мм² (392 Мн/м²), а твердость технического ниобия дуговой плавки в 3 раза больше (120 кГ/мм² или 1176 Мн/м²).

Холодным прессованием слитков ниобия получали трубы и заготовки под прокатку.

Изменение пластичности ниобия можно характеризовать следующими данными: при температуре 20° С относительное удлинение составляет 19,2%, при 600° С — 17,5%, а при 1050 ^оС относительное удлинение достигает 42,5%.