铌是高熔点金属,钢灰色,原子量为92.9064,外层电子结构4d45s1,熔点2467℃,沸点4740℃,密度(20℃)为8.6g/cm3。有两个共晶点和一个MgZn2。二个共晶点分别位于Nbll.6%、1360℃和Nb约55%、1560℃处。工业生产的铌铁(FeNb60)的熔化温度范围为1520~1600℃,密度约8.0g/cm3。铌铁主要用于冶炼高温(耐热)合金,不锈钢和高强度低合金钢。铌在不锈钢和耐热钢中,与钢中的碳生成稳定的碳化铌。均匀地分布在钢的晶粒边界,防止高温下钢的晶粒长大,对钢的组织起细化作用,可提高钢的强度、韧性和蠕变性能。铌与碳的化学亲和力远远大于铬与碳,因此,当不锈钢中有铌存在时,可防止在钢的晶界析出碳化铬,因而提高钢的抗腐蚀能力。钢中的铌与氮生成稳定的氮化铌,提高了钢的表层抗腐蚀能力。钢中的铌与氧生成稳定的氧化铌,使钢的表面形成氧化铌薄膜,可阻止氧向内部扩散而起抗氧化作用。碳素钢添加Nb0.015%~0.05%,可起细化组织作用,使钢具有良好的成型性和焊接性能。铌对钢的奥氏体再结晶有强烈的阻止作用,使钢在较高的温度下,有效地控制轧制,而且控制轧制的强韧化效果十分显著。所以铌作为微合金元素在碳素钢中的用量大大增加。美国在微合金中的用铌量,在1959年仅占铌总消耗量的1.9%,而1988年上升为68%。
铌在高温合金中起固溶强化和碳化物沉淀强化作用,提高高温合金的屈服强度和表面稳定性。铌的重量是难熔金属中较轻的一种,也是高温合金大量使用的因素之一。铌镍合金作为镍基高温合金的添加剂,主要是生产718合金。永磁合金中加入铌,可提高合金的矫顽力性能。
铸铁中加入铌,有助于球化和珠光体组织的形成。起孕育和细化铸件组织的作用。铌可提高铸件在高温下的强度、韧性、硬度和使用寿命。电焊条用铌铁作为焊料组分,来提高焊接质量。
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