Упругости сплавов
Естественно, что прочность межатомной связи в твердых растворах еще не определяет полностью жаропрочность сплавов на основе ниобия, равно как и на основе любого другого металла. Для этого необходимо реализовать факторы, тормозящие развитие пластической деформации (создание термостойкости химических соединений и их рациональное распределение в сплаве, упрочнение границ зерен и др.), что может быть достигнуто при комплексном легировании. Однако повышение межатомной связи в кристаллической решетке твердых растворов ниобия, о чем свидетельствуют снижение коэффициентов термического расширения, повышение модуля упругости и характеристической температуры, создает предпосылки для повышения температурного уровня жаропрочности сплавов. Легирование ниобия в области твердых растворов вызывает повышение прочности и снижение пластичности сплавов при комнатной температуре в соответствии с общими закономерностями упрочнения твердых растворов; наиболее эффективно упрочняют ниобий, хром, рений, цирконий и титан, имеющие большое различие в атомных диаметрах по отношению к ниобию. По мере увеличения концентрации твердых растворов ниобия с танталом, вольфрамом, рением, молибденом, иридием и цирконием уменьшается коэффициент линейного расширения сплавов, повышаются модуль упругости и характеристическая температура, что свидетельствует об увеличении сил межатомного взаимодействия.
В настоящее время разработан ряд методов, с помощью которых можно управлять свойствами металлов и сплавов. Они основаны, в основном, на создании в кристаллите ряда устойчивых структурных нарушений, затрудняющих развитие пластической деформации.
При высоких температурах основную роль в процессе разрушения играют границы зерен. Они являются местом расположения ряда вредных легкоплавких элементов, обладающих очень низкой растворимостью. Влияние этих примесей на свойства металла, как показали эксперименты, может сказываться при их содержании в металле в количествах 0,0001-0,0003 вес. %. Примеси сдвигают температурную область разупрочнения границ зерен в сторону более низких температур, приводят к снижению пластичности, жаростойкости, жаропрочности и т. д.