【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及鈮鎢合金的制備領域，尤其涉及一種鈮鎢合金(nbw5-1)棒材及其中溫徑向鍛造方法。
技術介紹
1、姿態(tài)及軌道控制發(fā)動機(姿軌控發(fā)動機)是火箭、衛(wèi)星等航天飛行器的核心部件之一，其主要組件包括儲箱、噴注器、噴管等。噴管是產生推力的關鍵部件，其內的壓力可達200大氣壓，溫度高達3000～4000℃，需要對噴管壁面進行冷卻。現有技術通常采用液膜冷卻來降低噴管的溫度。
2、航天用鈮鎢合金，尤其是nbw5-1合金，作為一種固溶強化和二次析出彌散強化型鈮合金，具備優(yōu)異的高溫高比強度、高溫蠕變性能、塑性和焊接性能。nbw5-1的名義成分為nb5w2mo1zr0.08c，是經過國軍標注冊的鈮鎢合金牌號，其通過w(鎢)和mo(鉬)元素實現固溶強化，而通過zr(鋯)與c(碳)結合形成的zrc顆粒來進行彌散強化。這些合金化措施顯著提高了合金的高溫性能、蠕變抗性和抗氧化性能。
3、為了滿足新型姿軌控發(fā)動機的使用要求，鈮鎢(nbw5-1)合金不僅需要具有較小的密度，還要求具備較高的室溫和高溫強度，以及良好的塑性和焊接性能。然而，現有的鈮鎢(nbw5-1)合金棒材加工工藝存在多個問題，例如粗大組織、不均勻、鍛造過程中開裂、鍛造周期長、成材率低等，無法滿足大規(guī)模生產需求。因此，如何通過控制鍛造加熱溫度、加熱方式和鍛造工藝參數，確保鈮鎢合金在鍛造過程中的穩(wěn)定性和性能，是當前面臨的重要技術問題。
技術實現思路
1、本專利技術提供了一種鈮鎢(nbw5-1)合金中溫徑向鍛造方法，旨在
2、本專利技術所采用的技術方案如下：
3、一種鈮鎢合金中溫徑向鍛造方法，包括以下步驟：
4、1)鈮鎢合金擠壓棒坯的預處理：對鈮鎢合金擠壓棒坯在750-950℃下加熱60-180分鐘，進行快鍛調直，得中溫徑向鍛造棒坯，在1250-1450℃下退火60-120分鐘；
5、2)中溫徑向鍛造：采用兩步法進行，第一步，將中溫徑向鍛造棒坯預熱到80-100℃，在其表面涂覆ta1350高溫玻璃粉，然后在1050-1150℃下保溫90-180min，采用徑向鍛造工藝將中溫徑向鍛造棒坯以每次直徑縮小7-10mm的方式鍛造為直徑70±1mm的棒材；第二步，再次將所得棒材預熱到80-100℃，在其表面涂覆ta1350高溫玻璃粉，然后在1050-1150℃下保溫90-180min，采用徑向鍛造工藝將中溫徑向鍛造棒坯以每次直徑縮小5-7mm的方式鍛造為所需規(guī)格的棒材。
6、上述中溫徑向鍛造方法制備的鈮鎢合金棒材的內部組織均勻、細小，具有較高的高溫強度，所述棒材的單節(jié)重量為125-135kg，所述棒材適用于航天發(fā)動機推力室及高溫結構件的制造。
7、本專利技術的原理基于中溫徑向鍛造技術，通過對鈮鎢合金(nbw5-1)材料在特定溫度范圍內進行鍛造，以改善其組織結構和力學性能。具體原理如下：
8、1.固溶強化和彌散強化原理
9、鈮鎢合金中的鎢(w)、鉬(mo)等元素通過固溶強化提高材料的高溫強度。同時，添加的鋯(zr)與碳(c)結合，形成彌散分布的zrc顆粒，對材料起到沉淀強化作用。通過這種合金化的方式，提高了鈮鎢合金的高溫蠕變性能和抗氧化性能。
10、2.中溫徑向鍛造原理
11、在鍛造過程中，通過中溫(1050-1150℃)加熱和徑向鍛造，使材料在不超過其塑性變形極限的條件下進行逐步減徑拔長。這種中溫鍛造可以避免高溫鍛造時產生的氧化、吸氣和材料燒損問題，同時有效細化材料的晶粒組織，改善其內部結構的均勻性，增強材料的抗拉強度和延展性。
12、3.多次鍛造和退火的組織優(yōu)化原理
13、通過多次中溫徑向鍛造與真空退火結合使用，鍛造過程能夠逐步破碎材料中的粗大晶粒，并通過退火消除材料的應力集中，進一步均勻化組織結構。退火還提高了材料的塑性和韌性，使得材料能夠在高溫、高壓環(huán)境下保持優(yōu)異的力學性能。
14、4.低氧化和低吸氣原理
15、本專利技術的中溫加熱過程通過在表面涂覆高溫玻璃粉，減少了材料在高溫環(huán)境下的吸氧、氧化現象。這不僅提升了材料的表面質量，還避免了由于氧化引起的脆性開裂問題。
16、本專利技術通過優(yōu)化中溫鍛造和退火工藝，實現了鈮鎢合金棒材的細晶組織控制，顯著提高了材料的高溫力學性能、耐蠕變性和抗氧化性，適用于航天發(fā)動機等高溫、高壓應用場景。其優(yōu)點主要體現在以下幾個方面：首先，材料的內部組織均勻且顆粒細小，有助于提升整體性能；其次，通過一次加熱的鍛造工藝，高效完成整個加工過程，減少吸氧現象，有效避免鍛造過程中材料開裂。此外，單節(jié)鍛造重量可達125-135公斤，生產效率顯著提高。與傳統(tǒng)方法相比，本專利技術的鍛造成材率更高，生產周期縮短，勞動強度降低，非常適合大規(guī)模批量生產。中溫徑向鍛造技術不僅減少了表面吸氣、氧化和燒損問題，還通過優(yōu)化加熱工藝，降低了加熱次數，進一步提高了整體生產效率和成品質量。
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1.一種鈮鎢合金中溫徑向鍛造方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述鍛造方法制備的鈮鎢合金棒材，其特征在于，所述棒材的內部組織均勻、細小，具有較高的高溫強度。
3.根據權利要求2所述的鈮鎢合金棒材，其特征在于，所述棒材的單節(jié)重量為125-135Kg。
4.根據權利要求2所述的鈮鎢合金棒材，其特征在于，所述棒材用于航天發(fā)動機推力室及高溫結構件的制造。
【技術特征摘要】
1.一種鈮鎢合金中溫徑向鍛造方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述鍛造方法制備的鈮鎢合金棒材，其特征在于，所述棒材的內部組織均勻、細小，具有較高的高溫強度。
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【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：孫偉，李兆博，謝新普，閆永，張晶，張嘉琪，
申請(專利權)人：寧夏東方鉭業(yè)股份有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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