ニオブ鉄の特性と用途

ニオブは高融点金属で、スチールグレー、原子量 92.9064、外部電子構造 4d5s、融点 2467 ℃、沸点 4740 ℃、密度 (20 ℃) は 8.6 g/cm3 です。 図 1 は、フェロニオブ二元系の平衡状態図を示しています。 2 つの共晶点と MgZn2- 型のラシュマン相 εNbFe2 があります。 ２つの共晶点は、Ｎｂ１１．６％、１３６０度およびＮｂ約５５％、１５６０度に位置する。 工業的に生産されるフェロニオブ (FeNb60) の融解温度は 1520 度から 1600 度の範囲であり、密度は約 8.0 g/cm3 です。

フェロニオブは、主に高温（耐熱）合金、ステンレス鋼、高強度低合金鋼の製錬に使用されます。 ステンレス鋼や耐熱鋼に含まれるニオブと、鋼に含まれる炭素から安定した炭化ニオブが生成します。 鋼の粒界に均一に分布し、高温での鋼の粒成長を防ぎ、鋼の組織化が精製に役割を果たし、鋼の強度、靭性、クリープ特性を向上させることができます。 ニオブと炭素の化学親和性は、クロムと炭素の化学親和性よりもはるかに大きいため、ニオブがステンレス鋼中に存在すると、鋼の粒界で炭化クロムが析出するのを防ぎ、鋼の耐食性を向上させることができます。 鋼中のニオブと窒素により安定した窒化ニオブが生成され、鋼表面の耐食性が向上します。 鋼中のニオブと酸素は安定した酸化ニオブを生成し、鋼の表面に酸化ニオブ皮膜を形成し、内部の酸化防止効果への酸素の拡散を防ぎます。 炭素鋼に Nb0.015% ～ 0.05% を添加すると、組織を微細化する役割を果たし、鋼の成形性と溶接性が向上します。 鋼のオーステナイト再結晶に対するニオブは強力な防止効果があるため、高温での鋼、圧延の効果的な制御、および圧延強化効果の制御が非常に重要です。 したがって、炭素鋼中の微量合金元素としてのニオブの量が大幅に増加しました。 米国におけるニオブの微細合金化は、1959 年にはニオブの総消費量のわずか 1.9% でしたが、1988 年には 68% まで増加しました。
高温合金中のニオブは固溶強化と炭化物析出強化の役割を果たし、高温合金の降伏強度と表面安定性を向上させます。 ニオブの重量は高融点金属の中で最も軽いものの 1 つであり、多くの高温合金が使用される要因の 1 つとなっています。 ニオブ - ニッケル合金は、主に 718 合金を製造するために、ニッケルベースの高温合金への添加剤として使用されます。 永久磁石合金にニオブを添加すると、合金の保磁力特性が向上します。
鋳鉄へのニオブの添加は、球状組織およびパーライト状組織の形成に寄与します。 妊娠し洗練されたキャスティング組織として機能します。 ニオブは、高温での鋳物の強度、靭性、硬度、耐用年数を向上させます。 電極は、溶接の品質を向上させるために、はんだ成分としてフェロニオブを使用しています。