2023年第2期冷加工www.mw1950.com36工艺方案TechniqueSolutionNb521铌钨合金材料紧固件制造工艺胡庆宽1，2，谢茂阳1，2，付建建1，2，许永春1，2，何坤1，21.河南航天精工制造有限公司河南信阳4640002.河南省紧固连接技术重点实验室河南信阳464000摘要：阐述Nb521材料特性、机械加工特性，紧固件镦制成形性能、室温及高温性能。在传统制造工艺的基础上进行创新和优化，解决了Nb521紧固件制造中的一系列难题。工艺研究结果表明：该铌钨合金具有优异的工艺性能及高温性能，可满足宇航紧固件对材料性能的使用要求。关键词：Nb521；铌钨合金；紧固件；加工工艺；性能指标1序言Nb521铌钨合金属于超高温材料，又称难熔材料，具有优良的高温力学性能及优异的工艺性能，最高使用温度达1900℃，可满足发动机对超高温材料性能的使用要求，大幅度减少用于冷却燃烧室的推进剂流量，有利于提高发动机的性能[1]。随着新型号研制需求的增加，Nb521铌钨合金在我国航天领域的使用更加广泛，不但在导弹发动机上使用，在其他高速飞行器的某些高温部件上也开始使用。如某新型导弹发动机燃烧室尾喷口部位，工作温度高达1600～1800℃，拟选用Nb521材料制造紧固件，连接该部位的复合材料。本文通过对Nb521材料紧固件制造工艺的研究，以期找到合适的加工工艺，从而满足新型号任务需求。2材料特性2.1化学成分特性Nb521铌钨合金密度为8.65～9.0g/cm3，其基体化学成分为Nb，纯金属Nb对W、Mo、Zr等元素有很高的固溶度，这些元素与Nb形成多种固溶强化相，可显著提升合金的室温及高温力学性能；W和Mo两种元素熔点高，原子半径与Nb元素相近，可提高Nb合金的高温强度和蠕变性能；Zr主要起形成强化相，提升Nb基体强度的作用[2]。Nb521材料常见化学成分见表1。表1Nb521材料常见化学成分（质量分数）（%）NbWMoZrCTaSiFe余量4.5～5.51.7～2.30.7～1.20.05～0.12≤0.10≤0.01≤0.02AlTiCuONH其他元素单个总和≤0.02――≤0.01≤0.01≤0.002≤0.08≤0.152.2力学性能及显微组织特性由Nb521化学成分可知，其主要含Nb和W两种元素。随着W含量的增加，Nb合金的熔点逐步升高，Nb和W形成体心立方结构（bcc）的固溶体，无法通过热处理时效来强化。Nb521棒材交货状态为再结晶退火，显微组织为细小的等轴组织（见图1）。图1退火态显微组织Nb521棒材室温力学性能见表2。室温下，该材料抗拉强度较低，塑性和韧性较好，具有良好的塑性，可通过锻压、镦制等塑性加工方法成形。2023年第2期冷加工www.mw19...
