Nb-5W-2Mo-1Zr (enthält Spuren von C: ~0,01 %); Typischer Bereich: W 4,5–5,1 Gew.-%, Mo 1,60–2,10 Gew.-%, Zr 0,75–0,98 Gew.-%, Rest ist Niob, und Verunreinigungen (O, N, Fe usw.) werden streng auf extrem niedrige Werte kontrolliert. Der Verstärkungsmechanismus ist Mischkristallverfestigung + NbC/ZrC-Dispersionsausscheidungshärtung. Die Dichte beträgt ca. 8,7–8,8 g/cm³; der Schmelzpunkt liegt bei ca. 2630 °C. Mit einer Schutzbeschichtung kann die Dauereinsatztemperatur 1550 °C erreichen und ist damit deutlich höher als die der herkömmlichen Niob-Legierung C103 (1200–1300 °C). Der Elastizitätsmodul bei Raumtemperatur beträgt ca. 124 GPa (Stab). Mechanische Eigenschaften (geschmiedeter Stab im geglühten Zustand): Zugfestigkeit σb ≈ 440 MPa, Streckgrenze σ0,2 ≈ 328 MPa, Bruchdehnung δ5 ≈ 31 %, Brucheinschnürung ψ ≈ 77 %. Die Festigkeit oberhalb von 1400 °C ist fast doppelt so hoch wie die von C103, und die Kriechgeschwindigkeit bei 1300 °C und 50 MPa beträgt nur etwa 1/100 derjenigen von C103. Bearbeitung und Oxidationsbeständigkeit: Warm- und Kaltumformung sowie spanende Bearbeitung sind möglich; eine Schutzbeschichtung mit siliziumhaltigem Molybdän ist erforderlich; das unbeschichtete Material neigt in heißer Luft zu schneller Oxidation; gute Schweißbarkeit, geeignet für die Herstellung komplexer Heißendbauteile.
Der Mutterblock wird durch Vakuum-Elektronenstrahlschmelzen (EB) oder EB + Vakuum-Selbstverbrauchslichtbogenschmelzen (VAR) hergestellt. Der Block wird zunächst bei hoher Temperatur warmextrudiert und anschließend mehrfach bei 1300–1400 °C geschmiedet (das homogenste Gefüge wird nach dem Schmieden bei 1400 °C erzielt). Die Rekristallisation erfolgt durch Vakuumglühen bei 1350 °C. Abschließend durchläuft es eine Fehlerprüfung (Ultraschall), eine Oberflächenbearbeitung und eine Maßkontrolle. Es weist eine gute Hochtemperaturfestigkeit auf und kann oberhalb von 1200 °C (im Vakuum oder unter Schutzgasatmosphäre) eingesetzt werden. Es ist korrosionsbeständig gegenüber flüssigen Metallen (wie Natrium- und Kaliumlegierungen) und bestimmten Salzschmelzen. Es besitzt einen geringen Neutronenabsorptionsquerschnitt und eignet sich daher für die Nuklearindustrie. Verarbeitungsfähige Nioblegierungen lassen sich in der Regel durch Verfahren wie Schmieden, Walzen und Ziehen verarbeiten. Gängige Durchmesser reichen von einigen zehn Millimetern bis über hundert Millimeter (z. B. φ70, φ160 mm), die Länge wird kundenspezifisch angepasst. Die Oberfläche kann als schwarz geschmiedet, gedreht oder mit poliertem Kern ausgeführt sein. Anwendungsgebiete: Düsen, Brennkammern und Verlängerungsstücke von Flüssigkeitsraketentriebwerken; Schubkammern von Satelliten-Lageregelungstriebwerken; außerdem Verwendung in Hochtemperaturvorrichtungen und Hochtemperaturofenkomponenten der Nuklearindustrie.
Um das unbeschichtete Material vor schneller Oxidation und Materialermüdung in einer Umgebung mit Temperaturen über 600 °C zu schützen, ist eine Beschichtung erforderlich. Ergänzend sind Si-Mo- und andere Hochtemperatur-Antioxidationsmittelbeschichtungen vorzusehen.
Temperaturkontrolle bei der Verarbeitung: Die Warmverarbeitungstemperatur sollte 1300–1400 °C betragen. Niedrige Verarbeitungstemperaturen sind zu vermeiden, um Risse zu verhindern. Wärmebehandlung und Schweißen unter Schutzgasatmosphäre (z. B. Argon) sind durchzuführen, um Versprödung durch Wasserstoff- oder Sauerstoffaufnahme zu verhindern. Konstruktionsanpassung: Dank der ausgezeichneten Hochtemperaturfestigkeit und Kriechfestigkeit kann das Kühlsystem vereinfacht und das Strukturgewicht reduziert werden.
Die Plastizität dieses Werkstoffs ermöglicht die Verarbeitung durch Warmschmieden, Kaltumformen, Strangpressen und Walzen. Er eignet sich zur Herstellung von Stäben, Blechen, Rohren usw. Die Schweißeigenschaften sind ausgezeichnet; die Schweißnahtfestigkeit erreicht über 90 % der Festigkeit des Grundwerkstoffs, wodurch er sich für die Montage komplexer Bauteile eignet. Die Zerspanbarkeit ist gut; der Werkstoff kann bei Raumtemperatur gedreht, gefräst und gebohrt werden, jedoch sind Hartmetallwerkzeuge erforderlich. Auf ausreichende Wärmeableitung ist zu achten, um eine Bearbeitungshärtung zu vermeiden. Für die Wärmebehandlung wird eine Vakuumglühung bei 1350 °C empfohlen, um die Rekristallisation abzuschließen und ein homogenes Gefüge sowie optimale Eigenschaften zu erzielen.
