Nb-1Zr lässt sich zu Platten, Bändern, Stäben, Drähten, Rohren und verschiedenen kundenspezifisch gefertigten Bauteilen verarbeiten. Platten und Bleche aus Nb-1Zr finden vor allem in Hochtemperaturanwendungen, im Vakuum, in der chemischen Verfahrenstechnik sowie in spezialisierten technischen Bereichen Verwendung. In der Praxis können Nb-1Zr-Platten gewalzt, geschert, gestanzt, gebogen, geschweißt und spanend bearbeitet werden. Da es sich bei Niob jedoch um ein reaktives hochschmelzendes Metall handelt, unterscheiden sich die Verarbeitungsumgebung und die Prozesskontrolle erheblich von denen, die bei herkömmlichem Stahl oder Aluminium angewandt werden.
Verarbeitungseigenschaften von Nb-1Zr-Platten/-Blechen: 1. Gute Plastizität und Kaltumformbarkeit: Nb-1Zr weist eine hervorragende Plastizität auf, die unter geeigneten Verarbeitungsbedingungen Kaltwalzen, Kaltbiegen, Stanzen und andere plastische Umformverfahren ermöglicht. Die Herstellung von Platten erfolgt in der Regel nach folgendem Ablauf: Schmieden → Warmwalzen → Kaltwalzen → Zwischenglühen → Fertigwalzen; durch mehrstufiges Walzen lassen sich die geforderte Dicke und Maßgenauigkeit schrittweise erreichen. Bei dünneren Nb-1Zr-Blechen führt das Kaltwalzen zu einer überlegenen Oberflächenqualität und Maßpräzision. 2. Walzverhalten: Das Walzen ist ein wesentliches Verfahren zur Bearbeitung von Nb-1Zr-Platten. Obwohl das Material sehr plastisch ist, tritt mit zunehmender Kaltverformung eine Kaltverfestigung ein. Daher ist bei einem hohen Gesamtverformungsgrad in der Regel ein Zwischenglühen erforderlich. Ein typischer Fertigungsablauf ist: Nb-1Zr-Block → Schmieden → Warmwalzen → Glühen → Kaltwalzen → Zwischenglühen → Fertigwalzen. Durch die Steuerung des Umformgrades pro Walzstich, des Gesamtverformungsgrades sowie der Glühparameter lassen sich spezifische mechanische Eigenschaften und Gefügezustände einstellen. 3. Biegeverhalten: Aufgrund seiner guten Plastizität kann Nb-1Zr im entsprechenden Zustand gebogen und umgeformt werden. Das Biegeverhalten hängt jedoch nicht nur von der spezifischen Nb-1Zr-Legierung ab, sondern auch von Faktoren wie der Plattendicke, dem Grad der Kaltverformung, dem Glühzustand, der Walzrichtung, der Oberflächenbeschaffenheit und dem Biegeradius. Für Produkte, die einen kleinen Biegeradius erfordern, empfiehlt es sich, vorzugsweise Materialien in einem entsprechend geglühten Zustand zu verwenden.
Bei komplexen Tiefziehteilen lassen sich die Auswirkungen der Kaltverfestigung durch einen Prozess mit mehreren Umformstufen und Zwischenglühungen abmildern. Wenn die Anwendung eine starke Verformung erfordert, ist es nicht ratsam, das zu erwartende Umformergebnis allein auf Basis der Zugeigenschaften von standardmäßigem Nb-1Zr-Blech vorherzusagen; stattdessen sollten Umformversuche durchgeführt werden. Nb-1Zr lässt sich mittels geeigneter Schweißverfahren fügen, beispielsweise durch Wolfram-Inertgasschweißen (WIG/TIG) oder andere Verfahren unter Schutzgasatmosphäre. Da Niob und seine Legierungen bei hohen Temperaturen leicht Sauerstoff, Stickstoff und Wasserstoff aufnehmen, ist eine sorgfältige Kontrolle der Schutzgasatmosphäre während des Schweißens unerlässlich.
Insgesamt handelt es sich bei Nb-1Zr um eine Legierung auf Niob-Basis, die sich durch eine gute Duktilität und Verarbeitbarkeit auszeichnet. Sie eignet sich für Walzprozesse, Kaltumformung, Biegen, Stanzen, Schweißen sowie für die spanende Bearbeitung. Faktoren wie der Glühzustand des Materials, der Grad der Kaltverformung, die Blechdicke, die Walzrichtung, die Oberflächenbeschaffenheit und das jeweils angewandte Verarbeitungsverfahren haben einen maßgeblichen Einfluss auf das endgültige Umformergebnis.
