高温铌合金的应用

　　国外60年代开始发展铌基合金，主要用于核设施和航空航天工业，现已在通讯卫星、人体成像设备和各种高温部件上得到应用。铌合金的特点是可在比镍基合金高数百度的温度下保持有效的强度，但氧化和长时蠕变敏感性限制了它的大量应用。
　　应用比较多的商业铌合金有C-103(Nb-10Hf-1Ti)、Nb-1Zr、PWC-11(Nb-1Zr-0.1C)、WC-3009(Nb-30Hf-9W)、FS-85(Nb-28Ta-10W-1Zr)等。C-103熔点2350℃，密度8.85g/cm³；PWC-11熔点2410℃，密度8.57g/cm³；WC-3009密度为10.1g/cm³。
　　在1100～1500℃的航空航天应用中，C-103合金用途广泛，它的强度高，很好的冷成形性和焊接性使它可被制成形状极复杂的构件，如推力锥和高温阀门。
　　由于C-103基本上没有氧化抗力，其构件都要涂以硅化物涂层。硅化物涂层中除含有硅外，一般含有铪、铬、铁和镍。由于其热膨胀系数的明显差异，涂层中有大量微裂纹，幸而这些裂纹在高温使用中没有大的扩展。带涂层的C-103成功地应用于P&W公司燃气涡轮发动机的加力燃烧室鱼鳞片。这些鱼鳞片位于发动机尾端，在加力燃烧室形成高温衬套，它们要在1200～1300℃持续～100h。
　　铌合金也已评定用于美国国家空天飞机的高温部件，用于制造高超音速进气边缘和鼻锥，作为“热管”(heat pipe)热管理系统。“热管”概念的设计是把热区(如高超音速进气边缘)的极高热量通过辐射传到较冷区域。一个500g的铌热管可以消散10kW的热量，因而使其构件可在1250～1350℃等温地工作。这些装置已成功地进行试验。