界说：Nb-10W-2.5Zr铌棒是以铌为基体
，增长约10%钨和约2.5%锆进行固溶强化和沉淀强化而造成的高温合金棒材
，国表对应商标为Cb-752（亦称Nb-752或CB-752）
，贸易标识为Haynes-Stellite Nb-752
。该合金属于中强度高温铌合金
，自20世纪60年代问世以来
，已成为航空航天和核工业领域不成或缺的关键资料
，以其优异的比强度、优良的室温加工机能和出多的高温不变性
，在极端工况前提下阐发杰出
。

铌钨合金中
，钨是铌的有效强化元素
，但随着钨增长量的增长
，合金的塑性-脆性转变温度将上升
，晶粒也显著长大
。因而
，要得到高强度迪腙钨合金
，须适本地节造钨的增长量
，同时还须适量参与细化晶粒、降低塑性-脆性转变温度的元素如锆和铪等
。1961年
，美国研造成功能于航天飞机蒙皮的Nb-10W-2.5Zr合金
，以来又发展成为Nb-10W-1Zr-0.1C合金
。70年代初
，中国也研造成功NbW10Zr2.5和NbW10Zr1C0.1合金
。

主题定位：Nb-10W-2.5Zr铌棒→航天高温结构件、核反映堆工程部件、喷气发起机零件
，是在1100°C以上高温环境中代替镍基高温合金的关键难熔金属资料
。该合金的工作温度领域覆盖2000°F至3000°F（约1093°C至1649°C）
，在高于镍基高温合金使用极限（1100°C）的高温环境中拥有不成代替的职位
。

商标系统与化学成分

商标与尺度对照

AMS7855E是Nb-10W-2.5Zr棒材的现行国际尺度
，涵盖铸造铌合金棒材、杆材和线材
，2008年颁布的AMS7855C版本曾作为汗青版本使用多年
。

化学成分

间隙元素如碳、氮、氧需严格节造在极低水平（通常≤0.015%）
，以预防对塑性造成不利影响
。Nb-10W-2.5Zr合金的设计基于固溶强化和沉淀强化两种主题思造：钨原子作为置换式固溶原子
，其原子半径与铌相近但差距足够产生晶格畸变
，有效故障位错活动
，提高高温强度；锆元素则作为活性金属元素
，不仅可能改善合金的抗氧化机能
，还可与间隙元素碳形成弥散散布的碳化物相（如ZrC）
，在高温下提供悠久不变的强化成效
。固然钨是有效的强化元素
，但过高的钨含量会导致合金的塑性-脆性转变温度上升
，因而钨含量节造在10%左右
，实现了高温强杜纂工艺机能的最佳平衡
。

主题肠能特点

物理机能

以上物理机能数据来自American Elements产品技术资料
。

力学机能——室温至超高温的齐全数据

Nb-10W-2.5Zr合金的主题价值在于其从室温到超高温领域内均维持优异的力学机能
。

室温力学机能：

以上数据综合自中国铌钨合金机能表、American Elements产品数据及文件综合数据
。

高温力学机能：

以上数据来自中国典型铌钨合金力学机能表
。

该合金在1093°C的高温下仍能维持约271MPa的抗拉强度；当温度进一步升高至1371°C时
，其抗拉强度仍可达121MPa；甚至在1645°C的极端高温下
，该合金还能维持约54MPa的抗拉强度
，并且延长率不降反升
，阐发出优异的高温塑性
。

与其他铌合金的高温强度对比（1093°C） ：

Nb-10W-2.5Zr在1093°C下的抗拉强度显著优于C-103（Nb-10Hf-1Ti）
，是其在高温结构利用中取代C-103的沉要技术凭据- 
。

塑性-脆性转变温度（DBTT）

以上数据来自中国典型铌钨合金塑性-脆性转变温度表
。合金在室温下阐发出优良的成形性
，且拥有低于零度的转变温度
，这一个性使其在室温下可能进行通例成形加工
。

抗氧化机能与涂层需要

Nb-10W-2.5Zr合金拥有所有难熔金属所固有的高温不抗氧化的弊端
，在高温氧化环境中使用时
，必须加涂抗氧化涂层- 
。这是该合金在工程利用中最沉要的技术约束前提
。

常用涂层系统蕴含：

• Si-Cr-Fe系硅化物涂层：Si20Cr20Fe涂层在循环氧化试验（1300°C/20min/105Pa）中
  ，Cb-752紧固件的寿命可达40幼时- 
  。

• Cr-Ti-Si系涂层：在2800°F（1538°C）下
  ，Cr-Ti-Si涂层在Cb-752合金上的循环氧化防护寿命为4~10幼时- 
  。

• 高熵硅化物涂层：2025年颁发的钻研选取放电等离子烧结步骤在铌合金表表造备了(Ta,Mo,W,Zr)Si?等高熵硅化物涂层
  ，涂层可在1100°C~1500°C氧化前提下作难熔金属资料提供不少于200幼时的防护- 
  。

执行尺度

AMS7855E对棒材的再结晶状态、化学成分、力学机能和检验步骤作出了系统划定
。采购时建议以“AMS7855E”或“Nb-10W-2.5Zr Cb-752”双沉标识下单
，并在技术和谈中明确：

• 交货状态：再结晶退火态（Recrystallized）

• 晶粒度要求：凭据利用场景确定晶粒度等级

• 力学机能验证：室温及高温抗拉强度、屈服强度、延长率实测值

• 无损检测：超声检测内部缺点要求

• 表表质量：无裂纹、折叠、气孔、同化物和残留氧化物

加工工艺与关键技术

专用加工流程

1. 锭坯造备

Nb-10W-2.5Zr合金常选取粉末冶金法和熔炼法造备锭坯
。粉末冶金法是将铌、钨和其他元素粉末经混料、压造和烧结造成预合金条
，而后选取两次以上真空电子束熔炼或真空电弧熔炼或这两种熔炼步骤相结合造备锭坯
。由于钨的熔点（约3422°C）远高于铌（2468°C）
，必要屡次熔炼能力确保钨在合金中齐全溶化
。电子束熔炼的主张在于去除预合金条中的杂质（如间隙元素、低熔点金属和非金属杂质）、节造合金成分和造备肯定尺寸的锭坯
。真空电弧熔炼的主张在于造备成分更均匀、晶粒较细、直径更大的锭坯
。

2. 挤压开坯

锭坯切削加工后
，在1200°C以上温度进行挤压开坯和铸造
。典型挤压参数为：挤压温度约1205°C
，挤压比4:1- 
。热锻温杜着化为1300°C
，铸造过程中需选取硅化物涂层、铝化物涂层或真空不锈钢包套；ず辖鹈馐苎趸
。

3. 轧造与拉拔

铸造后的坯料在500°C以下温度进行轧造、拉拔
，可造备棒材、板材、带材、线材等产品
。热轧温度领域为430°C至1000°C以上
。钻研批注
，在1000°C和室温下轧造的Cb-752合金阐发出优良的强度-塑性组合
，而在375°C轧造的合金塑性较差
，强度略有降低- 
。当总变形量达到85%时
，可获得均匀藐幼的晶粒组织
。

4. 焊接

Nb-10W-2.5Zr合金通常选取惰性气体；の偌福═IG）和电子束焊（EBW）工艺进行自身焊接
，也可用钎焊步骤同钛和钛合金焊接
。焊接前
，焊接金属必须用CCl?蹬仔机溶剂断根油污和其他玷污痕迹
，焊接操作时必须在高真空（真空度低于1.333×10??Pa）或高纯惰性气体；は淠诮
。铌钨合金的焊接操作必须极度仔细
，不然不易得到塑性优良的接缝
。电子束焊因其高速和低传染水平而得到宽泛利用- 
。

5. 热处置

Nb-10W-2.5Zr合金常选取解除应力退火和再结晶退火以及高温固溶时效处置
。再结晶退火温度领域为2200~2400°F（1204~1316°C）
，真空度要求＜0.1μm汞柱或惰性气体；- 
。

6. 涂层

在高温氧化环境中使用时
，必须加涂抗氧化涂层
。常选取Cr-Ti-Si和Cr-Fe-Si系涂层
，可得到较好的抗氧化机能
。Si-Cr-Fe系硅化物涂层是目前工程利用中最成熟的涂层系统
。

具体利用领域

航天飞机蒙皮

Nb-10W-2.5Zr合金最驰名的利用是作为航天飞机蒙皮资料
。1961年美国研造成功该合金
，正是为相识决航天飞机再入大气层时面对的高温结构挑战
。合金在2000°F至3000°F（约1093°C至1649°C）温度领域内拥有潜在的有效强度
，且拥有低温转变温度
。

火箭发起机部件

Nb-10W-2.5Zr合金用于造作火箭发起机喷管和点火室等部件
，利用其高温强度和抗蠕变机能
。合金在1000~1400°C领域内仍维持相当高的强度- 
。在火箭发起机高温燃气冲刷环境下
，Nb-10W-2.5Zr合金的高温比强度和抗蠕变机能使其成为关键结构资料
。

核反映堆工程

该合金在核反映堆工程中用于特定高温利用场景
，其高温强度和耐侵蚀机能在核工业领域拥有沉要价值
。Nb-10W-2.5Zr合金对液态金属（如钠、锂）拥有优异的耐蚀性
，合用于空间核动力反映堆的液态金属冷却回路
。

喷气发起机零件

铌钨合金重要用于喷气发起机零件以及空间发电系统热辐射屏和导管等
。该合金可用于高机能燃气轮机发起机的叶片和导向叶片等经历极端温度和应力的部件
。

空间发电系统热辐射屏和导管

铌钨合金拥有较高温度下的强度和优良的室温塑性
，用通例成形加工技术可造成各类加工材和零件
，用于空间发电系统热辐射屏和导管等
。

未来发展新领域

增材造作（3D打
。

Nb-10W-2.5Zr合金的增材造作在成为钻研热点
。TANIOBIS GmbH已开发出AMtrinsic? Nb-10W-2.5Zr球形合金粉末
，该粉末经过预调度处置
，专为增材造作设计
，展示出改善的力学机能
，极度适合高温航空航天利用- 
。在激光粉末床熔融（LPBF）和电子束熔融（EBM）工艺中
，Nb-10W-2.5Zr合金粉末的造备工艺（电极感应熔炼气雾化等）在不休优化
，为复杂状态高温部件的急剧造作启发了新的技术蹊径- 
。

高熵硅化物涂层技术

2025年颁发的钻研在铌合金表表成功造备了(Ta,Mo,W,Zr)Si?、(Ta,Mo,W,Ti)Si?和(Ta,Mo,W,Zr,Ti)Si?三种高熵硅化物涂层
。选取先机械合金化合成高熵合金粉再放电等离子烧结的步骤
，在铌合金表表反映烧结造备的涂层可在1100°C~1500°C氧化前提下作难熔金属资料提供不少于200幼时的防护- 
。这类新型涂层技术将显著耽搁Nb-10W-2.5Zr合金在高温氧化环境中的使用寿命
。

核聚变与先进核能系统

随着核聚变工程和第四代核反映堆技术的发展
，Nb-10W-2.5Zr合金在高温液态金属冷却系统和空间核动力装置中的利用远景持续拓展
。合金对液态金属的优异耐蚀性和高温强度使其成为先进核能系统关键部件的候选资料
。

高明声速飞行器热防护

高明声速飞行器在长功夫高速飞行过程中面对严沉的气动加热问题
，表表温度可达1500°C以上
。Nb-10W-2.5Zr合金结合新型高熵硅化物涂层技术
，有望用于高明声速飞行器前缘和热防护系统部件
。

选购步骤指南

第一步：明确利用场景与机能需要

第二步：核查化学成分

• 确认W含量在9.0~10.5%领域内
  ，Zr含量在2.0~3.0%领域内

• 沉点核查间隙元素O、N、C、H
  ，确保均在尺度限值内

• 要求供给商提供逐批次的化学成分全谱分析汇报

第三步：验证力学机能

• 要求提供室温及高温（1093°C、1371°C）的拉伸机能实测数据

• 确认退火态抗拉强度≥514MPa
  ，屈服强度≥412MPa
  ，延长率≥25%

• 对于高温利用
  ，要求提供蠕变机能数据

第四步：检验晶粒组织与表表质量

• 晶粒度等级凭据利用需要确定
  ，通常在5~8级领域

• 组织状态应为齐全再结晶

• 表表应无裂纹、折叠、气孔、同化物和残留氧化物

第五步：供给商技术能力评估

• 是否具备真空电子束熔炼或真空电弧熔炼能力（决定成吩旖均性）

• 是否具备铌钨合金的热加工能力（1200°C以上挤压/铸造设备）

• 是否具备真空退火设备（1200~1316°C再结晶退火）

• 能否提供涂层配套服务（Si-Cr-Fe系或Cr-Ti-Si系涂层）

• 是否具备航空航天或核工业行业供货资质

第六步：幼批量验证

建议在首批采购时进行幼批量验证：①确认化学成分和力学机能达标；②进行焊接工艺评定（如需焊接）；③进行涂层附着力和抗氧化机能测试（如需高温氧化环境使用）；④确认批次一致性后成立持久供给关系
。

FAQ（Nb-10W-2.5Zr铌棒常见问题解答）

Q1：Nb-10W-2.5Zr与纯铌棒（Nb2）的主题区别是什么？

A：主题区别在于强化机造和高温机能
。纯铌棒（Nb2/R04210）是贸易级非合金铌
，依附固溶强化和加工硬化提供强度
，室温抗拉强度仅约125MPa
，重要用于化工耐蚀和电子器件
。Nb-10W-2.5Zr通过增长10%钨（固溶强化）和2.5%锆（沉淀强化）进行合金化
，室温抗拉强度达到514MPa以上
，且在1093°C高温下仍维持约271MPa的强度
，专用于航空航天和核工业的高温结构件
。

Q2：Nb-10W-2.5Zr与C-103（Nb-10Hf-1Ti）若何选择？

A：两者都是沉要迪腙基高温合金
，但定位分歧
。C-103是低强度高延性合金
，拥有高延性和优良的焊接、涂层和成型机能
，密度更低（约8.85 g/cm?）
，合用于对成形性要求高、强度要求适中的场景
，如阿波罗登月舱火箭发起机喷管延长段
。Nb-10W-2.5Zr在1093°C下的抗拉强度（271.5MPa）显著高于C-103（约110MPa）
，合用于对高温强度要求更高的结构件
，如航天飞机蒙皮和火箭发起机部件
。选择时以1093°C下的强度需要为首要判断凭据
。

Q3：Nb-10W-2.5Zr铌棒在高温下必须使用涂层吗？

A：是的
，在高温氧化环境中使用时必须加涂抗氧化涂层
。Nb-10W-2.5Zr合金拥有所有难熔金属所固有的高温不抗氧化的弊端
，无涂层前提下在高温空气中会急剧氧化失效
。常选取Si-Cr-Fe系或Cr-Ti-Si系硅化物涂层
，其中Si20Cr20Fe涂层在1300°C循环氧化前提下可提供约40幼时的防护寿命
。2025年最新钻研的高熵硅化物涂层可在1100°C~1500°C氧化前提下提供不少于200幼时的防护
。

Q4：Nb-10W-2.5Zr铌棒的室温塑性若何？

A：该合金在室温下拥有优良的塑性
，延长率可达23%~31%
，这得益于铌基体自身优异的低温塑性以贾元素的晶粒细化作用
。合金的塑性-脆性转变温度低于129°C（基体金属）
，且拥有低于零度的转变温度
，因而在室温下可能进行通例成形加工
。但需把稳
，电子束焊接接头的塑性-脆性转变温度领域为22~77°C
，焊接结构件的低温塑性必要出格关注
。

Q5：Nb-10W-2.5Zr铌棒的铸造温度是几多？

A：该合金的挤压开坯温度在1200°C以上
，热锻温杜着化为1300°C
。热加工过程中需选取硅化物涂层、铝化物涂层或真空不锈钢包套；ず辖鹈馐苎趸
。铸造后的坯料在500°C以下温度进行轧造、拉拔
。钻研批注
，在1000°C和室温下轧造的合金阐发出优良的强度-塑性组合
，而在375°C轧造的合金塑性较差
。

Q6：Nb-10W-2.5Zr铌棒的再结晶退火工艺参数是什么？

A：再结晶退火温度领域为2200~2400°F（1204~1316°C） 
，真空度要求＜0.1μm汞柱或选取惰性气体；
。退火主张是获得齐全再结晶的均匀等轴晶组织
，为后续加工或直接使用提供不变的组织和机能
。

Q7：Nb-10W-2.5Zr铌棒的交货规格有哪些？

A：常见交货状态蕴含圆棒、线材、箔材、板材、带材和管材
。圆棒和线材直径领域为1~200mm
，箔材宽度≤150mm、厚度≤0.13mm
，板材宽度≥150mm、厚度≥4.8mm
，带材宽度≤150mm、厚度0.13~4.8mm
？善揪菘突枰ㄔ旃娓
。

Q8：采购Nb-10W-2.5Zr铌棒时
，必要哪些质量证明文件？

A：主题文件蕴含：①化学成分全谱分析汇报（沉点核查W、Zr含量及间隙元素O、N、C、H）；②力学机能汇报（室温及高温拉伸机能
，退火态抗拉强度≥514MPa、延长率≥25%）；③晶粒度检验汇报；④超声检测汇报（确保无内部缺点）；⑤焊接工艺评定汇报（如涉及焊接结构件）；⑥涂层机能测试汇报（如涉及高温氧化环境使用）
。建议要求供给商按AMS7855E尺度提供齐全的检验证书
。

Q9：Nb-10W-2.5Zr合金能否进行增材造作？

A：能够
。TANIOBIS GmbH已开发出专为增材造作设计的AMtrinsic? Nb-10W-2.5Zr球形合金粉末
，该粉末经过预调度处置
，展示出改善的力学机能
，极度适合高温航空航天利用
。粉末造备步骤蕴含电极感应熔炼气雾化等工艺
。增材造作技术为Nb-10W-2.5Zr合金造作复杂状态高温部件启发了新的可能性
，出格是对于传统加工步骤难以成形的复杂冷却通路结构
。

Q10：若何验证Nb-10W-2.5Zr铌棒在高温利用中的合用性？

A：建议采取四步验证：①核查成分与力学机能汇报——确认W、Zr含量和间隙元素在尺度领域内
，室和善高温拉伸机能达标；②涂层验证——在仿照工况温度下进行涂层抗氧化机能测试
，确认涂层寿命满足设计要求；③焊接工艺验证——如涉及焊接结构件
，按现实焊接工艺进行焊接工艺评定
，测试接头的高温力学机能和抗氧化机能；④幼批量试造——在现实工况前提下进行部件级验证
，确认合金在现实高温环境中的服役机能满足设计要求
。