Nb521

Produktdetails

Niob 521 – Einführung

Die Nioblegierung Nb521 ist eine mittelfeste, duktile Nioblegierung mit Zusätzen von Wolfram (W), Molybdän (Mo), Zirkonium (Zr) und einer geringen Menge Kohlenstoff (C). Diese Zusammensetzung kombiniert Mischkristall- und Ausscheidungshärtung und verbessert so die mechanischen Eigenschaften der Nioblegierung bei Raumtemperatur und hohen Temperaturen.

Eigenschaften der Niob-521-Beschichtung

Die aus der Legierung Nb521 hergestellte Molybdänsilicid-Hochtemperatur-Antioxidationsbeschichtung weist eine gewisse Selbstheilungsfähigkeit auf und besitzt einen ähnlichen linearen Ausdehnungskoeffizienten wie die Legierung Nb521 selbst. Daher bietet Nb521 einen guten Oxidationsschutz und hervorragende Haftungseigenschaften. Die Nioblegierung Nb521 und die dazugehörige Hochtemperatur-Antioxidationsbeschichtung wurden erfolgreich für die Düsen des Gas-Sauerstoff-Kerosin-Triebwerks einer neuen Generation von Trägerraketen mit hohem Schub eingesetzt.

Herstellungsverfahren für Niob 521

Nb521 kann durch Vakuum-Elektronenstrahlschmelzen oder Vakuum-Elektronenstrahl- und Vakuumschmelzen zu Blöcken verarbeitet werden. Anschließend lassen sich die Nb521-Blöcke durch Warmumformung, Schmieden, Tiefziehen und Walzen zu Stangen, Blechen und Platten unterschiedlicher Spezifikationen weiterverarbeiten.

Wolfram (W) und Molybdän (Mo) werden der Legierung hauptsächlich aufgrund ihres hohen Schmelzpunktes und ähnlichen Atomradius zugesetzt. Sie bilden eine Substitutionsmischkristallphase, die die Kriechfestigkeit und die Hochtemperaturfestigkeit der Legierungsmatrix verbessert. Zirkonium und Kohlenstoff werden der Legierung beigemischt, da Kohlenstoff leicht eine disperse, ausscheidungshärtende Phase mit Zirkonium und Niob bildet. Diese Ausscheidungshärtung trägt zur Erhöhung der Hochtemperaturfestigkeit der Legierung bei.

Chemische Zusammensetzung von Nb 521 (Gew.-%)
Grad	W	Mo	Ta	V	Hf	Zr	Ti	C	O	N	Nb
Nb 521	4.7-5.5	1.7-2.5				0.7-1.2					Rest

Nb 521 Physical Properties
Klassifizierung	Schmelzpunkte/°C	Dichte (g·cm^-3)	Wärmeleitfähigkeit/W·(m·K^-1)	Wärmeausdehnungskoeffizient (10^-6K^-1)	Verarbeitungstemperatur Temperatur/℃
Nb 521	2452	8.85	48.7	7.40 (20~1205℃)	1370~1650

Niob 521 Anwendung

Im Vergleich zu anderen Hochtemperaturlegierungen bietet die Nioblegierung 521 Vorteile wie geringe Dichte und hohe spezifische Festigkeit bei hohen Temperaturen (600–1600 °C). Nb 521 zeichnet sich durch hervorragende Kalt- und Warmumformbarkeit sowie gute Schweißbarkeit aus. Sie lässt sich zu dünnwandigen und komplex geformten Teilen verarbeiten und wird zur Herstellung von Komponenten wie der Brennkammerverlängerung von Lageregelungs- und Bahnregelungstriebwerken für Raketen, Satelliten, Raumfahrzeuge und Flugkörper eingesetzt. Sie zählt zu den wichtigsten Werkstoffen für Strukturbauteile in der Luft- und Raumfahrt.

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