The Effect of Temperature on Mechanical Characteristics of Niobium Alloys of the System Nb-W-Mo-Zr

Efecto de la temperatura en las características mecánicas de las aleaciones de niobio del sistema Nb-W-Mo-Zr

Se analizan los datos obtenidos para la resistencia a corto plazo y la ductilidad de la chapa fina, el metal de soldadura y las uniones soldadas de las aleaciones de niobio 5VMTs y 10VMTs del sistema Nb-W-Mo-Zr en el intervalo de temperaturas 290 - 2 270 K. Se determinan la estructura, los mecanismos de deformación que rigen la deformación plástica y la naturaleza del fallo de la aleación en el intervalo de temperaturas.

INTRODUCCIÓN

Los materiales estructurales metálicos a base de niobio se distinguen por sus altas propiedades elásticas y de resistencia que son muy prometedoras para preparar artículos soldados para fines críticos destinados a operaciones a alta temperatura. Las aleaciones SVMT y 10VMT del sistema Nb-W-Mo-Zr son de las aleaciones de niobio más utilizadas y se relacionan con aleaciones bajas y medias de niobio, respectivamente, con refuerzo de solución sólida. Debido al contenido óptimo de elementos de aleación, combinan convenientemente altos índices de resistencia con ductilidad a baja temperatura y eficiencia tecnológica durante la soldadura y el mecanizado [1-3]. En este trabajo se analizan los datos obtenidos experimentalmente para la resistencia y ductilidad a corto plazo de productos semiacabados y uniones soldadas de aleaciones de niobio 5VMTs y 10VMTs a una temperatura amplia (290 - 2 270 K).

MATERIAL, TRATAMIENTO Y PRUEBA

La composición química de las aleaciones de niobio es la siguiente: para los SVMT (TU 48-4-310-72), wt. %: 4,5 - 5,5 W, 1,7-2,3 Mo, 0,7 - 1,15 Zr, 0,02 C, 0,01 0₂, 0,015 N₂, para los 10 VMT (TU48-0533-108-84), % en peso: 10 - 12 W, 1,7- 2,2 Mo, 0,5 - 1,0 Zr, 0,02 C, 0,02 0₂, 0,02 N₂.

El producto semiacabado se preparó mediante fusión al vacío seguido de forjado y deformación en caliente por etapas en láminas de 1 - 2 mm de espesor y un recocido de recristalización a 1670K durante 2 h en la etapa final de preparación. La soldadura se realizó por el método are en atmósfera controlada de helio a una velocidad de 0,28 cm/seg que correspondía a una energía de marcha de 2,35 y 3,87 kJ/cm para láminas de 1,0 y 2,0 cm de espesor.

En las condiciones de suministro, las láminas de aleaciones SVMT y 10TVMT son isotrópicas. La estructura del material es de grano fino con granos poliédricos equiaxiales con un tamaño de 25 - 50 um. Las uniones soldadas tienen un fortalecimiento de solución sólida que se manifiesta como una estructura celular típica de las aleaciones de niobio (Figura 1).

Las propiedades mecánicas se determinaron a partir de los resultados de las pruebas de muestras planas quíntuplemente proporcionales con una longitud de calibre de 12 y 15 mm en dispositivos de alta temperatura 1246-R y VTU-2V en un vacío no inferior a 0,1 Pa [4, 5] . La velocidad de deformación fue de 2 mm/min, que correspondía a una velocidad de deformación relativa de alrededor de 2,2x10” s”.

Para el material básico SVMTs y 10VMTs, para el cual se obtuvieron las selecciones más representativas de resultados de pruebas para especímenes de fundidos industriales, se realizó un tratamiento estadístico de los datos experimentales.