鈮鎢合金 Nb521（含 5% W）用于航天發動機噴管時，如何通過固溶強化抵抗 1600℃高溫？

鎢原子（原子半徑 137pm）溶于鈮基體（原子半徑 143pm）形成置換固溶體，因原子尺寸差異產生晶格畸變，阻礙位錯運動，實現固溶強化。在 1600℃高溫下，鎢的高熔點（3422℃）和低擴散系數抑制鈮基體的晶粒長大與蠕變。Nb521 合金中，5% 鎢的添加使合金在 1550℃時抗拉強度達 420-760MPa，相比純鈮（同溫度下強度約 200MPa）顯著提升。此外，固溶體中鎢的分布形成 “原子級釘扎” 效應，延緩高溫下晶界滑移，從而抵抗噴管內高溫燃氣（約 3000℃）的熱沖擊與機械應力。

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