» » Сплавы тантала и ниобия с никелем
07.02.2017

Добавка тантала и ниобия к металлам железной группы, особенно к никелю и кобальту, значительно повышает коррозионную стойкость последних.
Более важное практическое значение имеют сплавы на основе никеля, являющегося более дешевым и распространенным металлом, чем кобальт.
На рис. 146 и 147 показаны диаграммы состояния систем никель — тантал по данным И.И. Корнилова и Е.Н. Пылаевой, а также Теркельсена и никель — ниобий по данным С.А. Погодина и А.Н. Зеликмана.
Сплавы тантала и ниобия с никелем

Сплав никеля с 30% Ta, по данным Теркельсена обладает высокими антикоррозионными свойствами. Повидимому, это относится к 30%-ному сплаву, закаленному с 1200—1300°, сохраняющему при этом однофазную структуру твердого раствора. При медленном охлаждении по данным И.И. Корнилова и Е.H. Пылаевой твердый раствор с 30% Ta распадается с выделением интерметаллического соединения Ni3Ta (изменение растворимости тантала в никеле с температурой Теркельсеном не изучалось).
Сплавы тантала и ниобия с никелем

Высокими антикоррозионными свойствами обладают также и никель-ниобиевые сплавы.
На рис. 148 и 149 показаны результаты исследований С.А. Погодина и А.Н. Зеликмана по коррозии никельниобиевых сплавов в концентрированной соляной кислоте (37%-ная HCl) и в крепкой азотной кислоте (65,3%-ная HNO3) при комнатной температуре.
На рис. 148 видно, что сплавы никеля с ниобием, содержание которого ограничено пределами a-твердого раствора, показывают высокую стойкость при длительном контакте с крепкой соляной кислотой, причем характерно наблюдающееся уменьшение скорости коррозии с момента окончания так называемого индукционного периода — примерно после двух суток. Скорость коррозии стабилизируется при этом на цифре ниже 0,1 г/м2 в час (за 6—8 суток).
Сплавы тантала и ниобия с никелем

При воздействии крепкой азотной кислотой на сплавы ниобия с никелем отмечается значительное преобладание стойкости у сплава с 16,9% Nb по сравнению со сплавом с 8,3% Nb, несмотря на то, что состав первою сплава уже выходит за пределы насыщенного твердого раствора и является двухфазным (α-твердый раствор + β-фаза). Высокая стойкость двухфазных сплавов по отношению к азотной кислоте позволяет предположить, что причиной этого является образование пассивирующей пленки.
Производство сплавов тантала и ниобия с никелем осуществляется путем обычной плавки в индукционных плавильных печах. Вначале расплавляется никель с добавкой, если это требуется, например такого раскислителя, как марганец под соответствующим флюсом, затем в расплавленный никель вводят нужное количество кусков компактного ниобия или тантала или добавляют легко получаемую алюминотермическим методом лигатуру Ni— Nb или Ni—Ta.
Сплавы могут отливаться в металлические изложницы нужной формы с целью последующей обработки давлением или резанием.