Stiprināšanas maršruti niobija sakausējumiem

Galvenie niobija stiprināšanas ceļi ir cietā šķīduma, nokrišņu un deformācijas termiskā apstrāde. Niobija sakausējumos sakausējuma elementu volframa un molibdēna iekļaušana var ievērojami palielināt stiprību augstā un zemā temperatūrā, bet pārāk daudz samazina sakausējuma procesa veiktspēju. Tantals ir mēreni stiprinošs elements un pazemina sakausējuma plastisko trauslo pārejas temperatūru. Vēl viens veids, kā stiprināt niobija sakausējumus, ir pievienot titānu, cirkoniju un hafniju, kā arī noteiktu oglekļa procentuālo daudzumu, lai izveidotu difūzu karbīda fāzi nokrišņu stiprināšanai. Turklāt šie aktīvie elementi var uzlabot citas īpašības, piemēram, titāns var ievērojami uzlabot sakausējuma izturību pret oksidēšanu un procesa veiktspēju; hafnijs un cirkonijs var uzlabot sakausējuma izturību pret izkausētu sārmu metālu koroziju; hafnijs var ievērojami uzlabot sakausējuma izturību pret oksidēšanu un metināšanas veiktspēju. Augstas stiprības niobija sakausējumi parasti satur lielu skaitu cieto šķīdumu elementu (volframa, molibdēna, tantala u.c.) cietā šķīduma stiprināšanai, un stiprināšanu ar nokrišņiem izmanto arī, lai sakausējumiem piešķirtu augstu izturību (sk. Metālu stiprināšana). Šie sakausējumi ir grūtāk plastiski apstrādājami un prasa stingru deformācijas procesa parametru kontroli. Vidēja stipruma sakausējumi papildus Nb-10W-1Zr-0.1C sakausējumiem, kas satur karbīda nokrišņu stiprināšanas fāzi, cietā šķīduma stiprinošo elementu vidējam saturam tiek pievienotas citas šķirnes, lai nodrošinātu kam ir lielisks kopējais sniegums. Zemas stiprības sakausējumiem var garantēt izcilu apstrādājamību, ja vien tiek pievienots atbilstošs titāna, cirkonija un hafnija daudzums.

Niobijam ir slikta augstas temperatūras oksidācijas izturība, un tas sāk ātri oksidēties aptuveni 600 grādu temperatūrā. Niobija oksidācijas pretestība ir ļoti zema, un niobija oksidācijas izturība ir ļoti zema. Lai gan WC-3015 (Nb-15W-4Ta-28Hf-2Zr-0.1C), piemēram, augstas stiprības niobija attīstība sakausējumiem ar noteiktu oksidācijas pretestības pakāpi, bet tālu no faktiskajām prasībām, joprojām ir jāpaļaujas uz augstas temperatūras oksidācijas izturīgiem pārklājumiem, lai aizsargātu. Niobija sakausējuma efekta aizsardzība ir labāka Si-Cr-Fe sistēma, Cr-Ti-Si sistēma un Al-Cr-Si sistēmas pārklājums.