Твердость и микроструктура сплавов ниобия, легированных танталом, иттрием, гафнием и цирконием, в зависимости от температуры отжига

Представлены результаты исследования микроструктуры, твердости, фазового состава и кристаллического строения фаз сплавов ниобия, легированных танталом, гафнием, цирконием и иттрием, после термической обработки в диапазоне температур от 500 до 1200°C при длительности 1 ч. Изучены сплавы с различным химическим составом: Nb–7,5%Ta–1%Hf, Nb–7,5%T–1%Zr и Nb–7,5%Ta–0,2%Zr–0,003%Y. Полученные данные позволяют оптимизировать режимы термической обработки сплавов для достижения требуемых механических свойств, а также для улучшения технологичности производства сверхпроводящих материалов на основе Nb₃Sn.

1. Tarantini C., Balachandran S., Heald S. M., Lee P. J., Paudel N., Choi E. S., Larbalestier D. C. Ta, Ti and Hf effects on Nb3Sn high-field performance: temperature-dependent dopant occupancy and failure of Kramer extrapolation // Superconductor Science and Technology. – 2019. – V. 32 (12). – P. 124003.

2. Tarantini C., Sung Z. H., Lee P. J., Ghosh A. K., Larbalestier D. C. Significant enhancement of compositional and superconducting homogeneity in Ti rather than Ta-doped Nb3Sn // Applied Physics Letters. – 2016. – V. 108 (4).

3. Influence of Nb alloying on Nb recrystallization and the upper critical field of Nb3Sn / N. Paudel et al. // Physical Review Materials. – 2024. – N 8 (8). – P. 084801.

4. Effect of the addition of Ta on microstructure and properties of Ti–Nb alloys / S. A. Souza et al. // Journal of alloys and compounds. – 2010. – V. 504, N 2. – P. 330–340.

5. Balachandran S., Tarantini C., Lee P. J., Kametani F., Su Y. F., Walker B., Larbalestier D. C. Beneficial influence of Hf and Zr additions to Nb4 at. % Ta on the vortex pinning of Nb3Sn with and without an O source // Superconductor Science and Technology. – 2019. – V. 32 (4). – P. 044006.

6. The beneficial effect of yttrium microalloying in the solid solution treatment of AISI 321 stainless steel: Grain refinement and inclusions modification / J. B. Hu et al. // Materials Today Communications. – 2024. – N 38. – P. 108077.

7. Micro-alloying effects of yttrium on the microstructure and strength of silicon carbide joint brazed with chromium-silicon eutectic alloy / H. X. Li et al. // Journal of Alloys and Compounds. – 2018. – V. 738. – P. 354–362.

8. Micro-alloying effects of yttrium on recrystallization behavior of an alumina-forming austenitic stainless steel / W. Zhao et al. // Journal of Iron and Steel Research International. – 2016. – V. 23, N 6. – P. 553–558.

9. Leaching behavior of copper, zinc and lead from contaminated soil with citric acid / H. Park et al. // Materials transactions. – 2013. – V. 54, N. 7. – P. 1220–1223.

10. The investigation of magneto-transport properties of PtSb2 single crystal synthesized by Sb-flux method / K. Zhang et al. // Journal of Alloys and Compounds. – 2017. – V. 694. – P. 935–938.

11. Effect of yttrium addition on grain growth of α-, β- and α+β-titanium alloys / B. Poorganji et al. // Journal of Physics: Conference Series. – 2010. – V. 240, N 1. IOP Publishing.

12. Исследование влияния термической обработки на структуру и механические свойства полуфабрикатов из сплава NbTa (Zr, Hf, Y), предназначенных для изготовления Nb3Sn сверхпроводников / Т. Ю. Соболева, Н. В. Коновалова, И. М. Абдюханов и др. // Сверхпроводимость: фундаментальные и прикладные исследования. – 2024. – № 2. – С. 42–56.

13. ГОСТ 2999–75. Металлы и сплавы. Метод измерения твердости по Виккерсу. – М.: Изд-во стандартов, 2007. – C. 30.

14. Горелик С. С., Расторгуев Л. Н., Скаков Ю. А. Рентгенографический и электронно-оптический анализ. Изд. 2-е. – М.: Металлургия, 1970. – 366 с.

15. Горелик С. С., Добаткин С. В., Капуткина Л. М. Рекристаллизация металлов и сплавов. Изд. 3-е. – М.: МИСИС, 2005. – 432 с.

16. Бочвар А. А. Металловедение. Изд. 5-е. – М.: Металлургиздат, 1956. – 496 с.

17. Абдюханов И. М., Алиев Р. Т., Цаплева А. С., Алексеев М. В., Передкова Т. Н., Мареев К. А., Дробышев В. А., Кравцова М. В. Исследование структуры и механических свойств прутков из сплава Nb–Ta, предназначенных для изготовления Nb3Sn-сверхпроводников // Вопросы атомной науки и техники. Серия: Материаловедение и новые материалы. – 2017. – № 4. – С. 24–31.

18. Абдюханов И. М., Савельев И. И., Цаплева А. С., Алексеев М. В., Дергунова Е. А., Дробышев В. А., Кравцова М. В., Потапенко М. М. Исследование влияния термической обработки на структуру и механические свойства полуфабрикатов из сплава Nb–1%Zr, предназначенных для изготовления Nb3Sn сверхпроводников // Вопросы атомной науки и техники. Серия: Материаловедение и новые материалы. – 2019. – № 3. – С. 4–14.