铌元素对钢的影响

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钢材中的化学成分对钢材的作用

钢材中的化学成分对钢材的作用（一）钢材中的化学成分对钢材的作用1、碳（C）：钢中含碳量增加，屈服点和抗拉强度升高，但塑性和冲击性降低，当碳量0.23%超过时，钢的焊接性能变坏，因此用于焊接的低合金结构钢，含碳量一般不超过0.20%。

碳量高还会降低钢的耐大气腐蚀能力，在露天料场的高碳钢就易锈蚀；此外，碳能增加钢的冷脆性和时效敏感性。

2、硅（Si）：在炼钢过程中加硅作为还原剂和脱氧剂，所以镇静钢含有0.15－0.30%的硅。

如果钢中含硅量超过0.50-0.60%,硅就算合金元素。

硅能显著提高钢的弹性极限，屈服点和抗拉强度，故广泛用于作弹簧钢。

在调质结构钢中加入1.0－1.2%的硅，强度可提高15－20%。

硅和钼、钨、铬等结合，有提高抗腐蚀性和抗氧化的作用，可制造耐热钢。

含硅1－4%的低碳钢，具有极高的导磁率，用于电器工业做矽钢片。

硅量增加，会降低钢的焊接性能。

3、锰（Mn）：在炼钢过程中，锰是良好的脱氧剂和脱硫剂，一般钢中含锰0.30－0.50%。

在碳素钢中加入0.70%以上时就算“锰钢”，较一般钢量的钢不但有足够的韧性，且有较高的强度和硬度，提高钢的淬性，改善钢的热加工性能，如16Mn钢比A3屈服点高40%。

含锰11－14%的钢有极高的耐磨性，用于挖土机铲斗，球磨机衬板等。

锰量增高，减弱钢的抗腐蚀能力，降低焊接性能。

钢材中的化学成分对钢材的作用（二）钢材中的化学成分对钢材的作用/文青岛宏正金属4、磷（P）：在通常情况下，磷元素是模具钢材中的有害元素，磷（P）元素能够增加模具钢的冷脆性，使模具钢焊接性能变坏；降低模具钢的塑性，使模具钢的冷弯性能变坏。

因此通常要求模具钢中含磷量小于0.045%，优质模具钢要求更低。

5、硫（S）：硫（S）元素在一般情况下也是有害元素。

硫（S）元素使模具钢产生热脆性，降低模具钢的延展性和韧性，在锻造和轧制时造成裂纹。

硫（S）元素对模具钢的焊接性能也不利，降低其耐腐蚀性。

所以通常要求硫含量小于0.055%，优质钢要求小于0.040%。

铌在特殊钢中的应用

铌在特殊钢中的应用中信微合金化技术中心专家委员会孟繁茂摘要本文综述了铌在特殊钢中的应用，重点介绍了铌、钒、钛的冶金特性及其应用原理，提出铌在我国特殊钢品种结构调整、性能优化的应用及其重要性。

关键词铌、微合金化、特殊钢Niobium Application In Special SteelsMENG Fanmao(Expert Committee of CITIC Microalloy Technology Center)Abstract This paper discusses Niobium application in sp ecial steels and introduces the metallurgical characteristics of Nb, V, and Ti and related application theories. It also voices the i mportance of Nb in the aspects of product mix adjustment and proper ty optimization of special steels.Key Words Niobium, Microalloying, Special Steels一、迎接WTO的挑战WTO就要来临了，我国即将加入世贸，这是大好形势。

“山雨欲来，风满楼”，各行各业都在准备迎接世界经济洪流进入我国市场的挑战。

特钢行业也不例外。

近期，关于特殊钢生产现状和特殊钢如何发展的专论文章，连篇累牍。

问题的焦点是我国特殊钢怎样赶上世界先进水平；不外乎引进先进的冶金装备、改造旧设备，实行集约化生产等等。

本文诣在介绍铌在特殊钢中应用和产品性能优化成果，开发新品种趋势，为我国的特殊钢的生产发展，从一个侧面提供知识资源，供钢材生产厂，特钢产品制作厂以及最终用户使用，开发新产品参考应用。

二、现代钢特点现代钢生产的三大技术是材质纯净化，晶粒细化，尺寸精确化。

合金元素对钢的组织与性能的影响

合金元素对钢的组织与性能的影响1.碳(C)：碳是钢中最常见的合金元素，它通过固溶在铁基体中形成固碳溶体，使钢的硬度、强度和耐磨性提高。

但过高的碳含量会导致钢的脆性增加，因此一般钢中的碳含量控制在0.2%以下。

2.硅(Si)：硅主要用于降低钢材的热膨胀系数和电阻率，同时可以提高钢的硬度和强度。

3.锰(Mn)：锰能够提高钢的强度和硬度，并且可以提高钢的冷加工硬化能力。

锰还能够抑制钢的脆性。

4.磷(P)和硫(S)：磷和硫是常见的杂质元素，它们会影响钢的冷加工性能和耐腐蚀性。

过高的磷含量会降低钢的冷加工硬化能力，而过高的硫含量会导致钢的韧性下降。

5.铬(Cr)：铬可以提高钢的硬度、强度和耐腐蚀性。

铬能够形成铬-铁共晶体，提高钢的硬化能力，并且能够在钢表面形成氧化铬层，起到防腐蚀的作用。

6.镍(Ni)：镍可以提高钢的强度和延展性，并且能够提高钢的耐腐蚀性。

镍还可以降低钢的温度转变时的韧性转变温度。

7.钼(Mo)：钼可以提高钢的硬度、强度和热刺激稳定性。

钼还能够提高钢的抗腐蚀性和耐磨性。

8.钛(Ti)和铌(Nb)：钛和铌能够形成稳定的碳化物，提高钢的硬度和强度。

它们还能够提高钢的耐热性能和耐腐蚀性。

9.铝(Al)：铝可以提高钢的强度、耐热性和耐腐蚀性。

此外，铝还能够与氮形成稳定的氮化物，提高钢的硬度和强度。

10.稀土元素：稀土元素可以提高钢的强度、耐磨性和抗腐蚀性，并且能够改善钢的冷加工硬化能力和热稳定性。

总的来说，合金元素的添加可以改变钢的组织结构并提高其性能。

选择合适的合金元素，并控制其含量可以使钢具备不同的性能，满足不同领域的需求。

铌在中高碳钢中的作用

▪ 碳可增大NbC在奥氏体中的固溶度积，常见温度范围内 1%的碳含量大致增大NbC在奥氏体中的固溶度积约一个数量级；由于中高碳钢中碳远超理想化学配比，故1%碳含量可使固溶铌增大约一个数量级
▪ 碳的影响主要集中于温度项，即固溶度积对数-倒数直线的斜率将发生变化，碳含量的影响在高温区（1050℃以上）较小而低温区（1050℃以下）较大；即在低温区1%碳含量可使固溶度积增大一个数量级以上，而高温区则将小于一个数量级
▪ 高碳钢中铌在高温下仍具有一定的固溶度，1200℃时可固溶约0.02%，800~900℃可固溶数ppm。
研究进展2：铌在晶体缺陷的偏聚
▪ 室温下铌的原子直径为0.2941nm，铁的原子直径为 0.25537nm，相差15%左右，固溶于铁基体中的铌会造成较大的晶格畸变；为减小系统自由能，铌原子将会偏聚到晶体缺陷如晶界、位错处
中共析碳含量降低，故先共析铁素体的量较计算值少。而含铌钢中的先共析铁素体较无铌钢的多，且随着Nb含量的增加先共析铁素体量增多，表明Nb的加入使共析碳含量升高，共析点右移。
铌提高共析碳含量的应用
▪ 钢中主要合金元素固溶后均使共析碳含量降低，铌的特殊作用将使其具有非常重要的应用价值
0.78%C-0.064%Nb steel, annealed state
铌提高共析碳含量
▪ 根据过量的先共析铁素体量可计算出含铌钢中共析点的碳含量，结果为：0.04% Nb钢 0.8815% ， 0.064% Nb 钢 0.8893% 。扣除NbC占用的碳后可得： 0.04% Nb钢 0.8810% ，0.064% Nb 钢 0.8885%。
研究进展1：碳对碳化铌在奥氏体中的固溶度积公式的影响
根据我们的热力学研究结果，完全基于二元系相图和纯物质的热力学数据，可得到不含任何合金元素的铁基体中NbC的固溶度积公式为：

铌、钽应用领域

书山有路勤为径，学海无涯苦作舟铌、钽应用领域由于铌和钽性质相近，作为功能材料和结构材料多数情况下有共同的应用领域或可以相互代用。

但实际上，由于资源差别和性质上较小的差异，在主要应用领域、用量等方面则有很大差别。

铌资源丰富、生产量和消费量都很大；钽资源量小、生产量和消费量均较小。

下面是钽和铌的主要应用领域：一、电子工业：金属钽表面生成的致密氧化膜，具有单向导电的阀金属性质，适合生产高可靠、长寿命的电容器，广泛用于军事设备和高技术领域如导弹、雷达、电视机、电子计算机、手机等。

2000 年世界生产了钽电容器240 亿支。

二、钢铁工业：世界85％～90％的铌以铌铁形式用于钢铁生产。

铌是钢的微合金化元素的佼佼者，当加入0.1％合金元素时，提高钢的屈服强度（N/mm2）为：铌118，钒71.5，钼40，锰17.5，钛为0。

实际上钢中只需加入0.03％～0.05％Nb 便可使钢的屈服强度提高30％以上。

作为合金元素，铌主要用于生产不锈钢和高强度低合金钢（HSLA），广泛用于输油、输气管道、汽车工业、船舶制造、铁路运输、建筑工业、重型机械和海港建设等部门。

三、原子能工业：铌的高熔点、耐蚀性和相对小的热中子俘获截面等优点适合制造反应堆的铀放热元件的包套管、过热器等。

四、石油、化学工业：铌和钽具有高度耐蚀性、良好的强度和加工塑性，因而是化工设备的优良结构材料。

多用于无机酸生产（硝酸、硫酸、盐酸）、石油炼制等设备中。

五、航天航空工业：铌和钽的热强合金具有良好热强性能、抗热性能和加工性能，广泛用于制造航空发动机的零部件、燃气轮机的叶片。

在美国几乎所有喷气式战斗机的发动机的热部件都采用铌合金。

各种合金元素对钢性能的影响

各种合金元素对钢性能的影响合金化是通过向钢中添加不同的金属元素来改变钢的性能。

下面将介绍18种常见的合金元素对钢的性能的影响。

1.碳(C)：碳是钢中最主要的合金元素之一，它能提高钢的硬度和强度。

2.硅(Si)：硅的加入可以提高钢的耐高温性能和氧化抵抗能力。

3.锰(Mn)：锰的加入可以提高钢的硬度、韧性和耐磨性。

4.磷(P)：磷的加入可以增加钢的冷脆性，但适量的磷可以提高钢的强度和硬度。

5.硫(S)：硫的加入可以提高切削性能和加工性能，但会降低钢的韧性。

6.铬(Cr)：铬的加入可以提高钢的抗热腐蚀性能和抗氧化能力。

7.镍(Ni)：镍的加入可以提高钢的强度、韧性和耐腐蚀性能。

8.钼(Mo)：钼的加入可以提高钢的硬度、强度和耐磨性。

9.钒(V)：钒的加入可以提高钢的强度、耐磨性和抗冲击性。

10.钛(Ti)：钛的加入可以提高钢的强度、韧性和耐腐蚀性能。

11.铝(Al)：铝的加入可以提高钢的强度、硬度和抗腐蚀性能。

12.铜(Cu)：铜的加入可以提高钢的强度、硬度和导热性能。

13.铌(Nb)：铌的加入可以提高钢的强度、耐磨性和抗腐蚀性能。

14.稀土元素(RE)：稀土元素的加入可以改善钢的热处理性能和强度。

15.钒(V)：铌的加入可以增加钢的硬度、强度和韧性。

16.硼(B)：硼的加入可以提高钢的韧性、强度和耐磨性。

17.锡(Sn)：锡的加入可以提高钢的耐腐蚀性和强度。

18.磷(P)：磷的加入可以增加钢的脆性和韧性。

这些合金元素的加入可以根据特定的要求来调整钢的性能，例如提高强度、硬度、韧性、耐腐蚀性能、磨损性能和抗冲击性等。

然而，合金化也会引入一些问题，例如增加成本、降低可焊性和提高加工难度等。

因此，在设计和选择合金钢时需要综合考虑各种因素。

铌

铌铌是一种银灰色的、稀有的、质地较软且具有延展性的过渡金属，它的氧化物——五氧化二铌的作用和氧化铝及氧化锌相似，可以保护金属内部不再被腐蚀。

铌可以加入不锈钢中，使不锈钢在高温下不易碎裂。

因为铌的物理性质及化学性质与钽相似，且这两种元素往往共生，以致于很难分离出不含杂质钽的纯铌。

1955年，开始工业规模生产，到1980年铌年产量达14，000吨(80%产自巴西)。

元素简介铌[1]在地壳中的含量为0.002%，主要矿物有铌铁矿〔（Fe，Mn）（Nb，Ta）2Ob〕、烧绿石〔（Ca，Na）2（Nb，Ta，Ti）2O6（OH，F）〕和黑稀金矿、褐钇铌矿、钽铁矿、钛铌钙铈矿。

铌的化学性质铌的化学性质在很多方面跟同族（第5族，即VB族）的前面的元素相似。

高温下，铌会跟绝大多数非金属单质反应：室温即与氟单质反应，200 °C即与氯气和氢气反应，400 °C与氮气反应，产物通常是填隙式且不是整比化合物。

铌置于空气中200 °C开始被氧化，却能够抵抗熔融碱金属和酸（包括王水、盐酸、硫酸、硝酸和磷酸等）的腐蚀。

铌能被热的，浓的无机酸腐蚀，包括氢氟酸或氢氟酸/硝酸混合酸。

尽管铌能显示出所有正常的氧化态（从+5到−1），其最稳定的价态为+5价。

铌能够形成+5价氧化物五氧化二铌（Nb2O5），+4价的二氧化铌（NbO2）还有+3价的三氧化二铌（Nb2O3）和较为罕见的氧化态+2价的一氧化铌（NbO）。

最稳定的氧化态为+5，五氧化物跟非整比的二氧化物是最常见的铌氧化物。

铌的五氧化物主要用于生产电容器，光学玻璃，或作为制备铌的其他化合物的起始材料。

制备这些化合物，我们可以将其五氧化二物溶解在碱性氢氧化物溶液中，或是将之与其他金属的氧化物共同熔融。

例如制备铌酸锂（LiNbO3）、铌酸镧（LaNbO4）。

对于铌酸锂的结构，铌酸根离子（NbO3−）不是作为单体存在，而是三角形扭曲的钙钛矿结构的一部分，而对于铌酸镧的结构则包含孤立的NbO4−离子。

铌在铸铁中应用

铌作为钢和铁的合金元素被使用由来已久。

铌被加入到奥氏体不锈钢中，以改善奥氏体不锈钢的抗晶界腐蚀能力。

这种含铌奥氏体不锈钢被用于制造化工和石油工业的大型设备。

铌加入到镍铬基和钴基高温合金中，可提高其高温稳定性和高温强度。

近二十年铌在材料中的应用得到了进一步的发展，〔1〕由于铌可以推迟先共析铁素体的析出，并大大延迟奥氏体开始转变为珠光体的时间，在低合金钢中加入0.05%~0.10%的铌，在铸态下得到贝氏体钢，免去了贝氏体化热处理过程；〔2〕由于铌可以显著提高铸钢的高温组织稳定性，而被用于铸钢轧辊的生产中。

含1.5%Nb的轧辊的使用寿命是高铬铸铁轧辊寿命的3倍；〔3〕铌在高温合金中的应用也引人注目，含35%Ni、25%Cr的Fe-Ni-Cr-Nb合金有极好的组织稳定性、蠕变断裂强度和抗碳化及还原性，可在1130℃下的空气中使用；〔4〕铌对组织稳定性的贡献还受到生物合金工作者的重视，铌加入到钛合金中，以提高其抗腐蚀性，这种钛合金被用作牙齿材料；〔5〕在AL203纤维增强金属间化合物基复合材料中，Nb2Al+NbAl 被认为是比较好的基体组织；〔6〕在航天工业中，C103(Nb 1.0% Hf1% Ti0.5% Zr)铌合金由于在1500℃的高温下仍然具有大于50MPa的强度，被用来制造高性能火箭发动机辐射冷却推力室和喷管延伸段以及连接法兰环等；〔7〕铌在微合金化钢中的应用发展也很快，特别是在冷轧汽车薄板生产中取得了长足进步。

本文详细介绍铌在铸铁中应用的研究结果，并对铌在铸铁中的应用前景进行探讨。

一、铌对灰铸铁组织及力学性能的影响采用高频感应电炉熔炼和湿型浇注研究了铌对3.0%～3.4%C、1.8%～2.0%Si、0.7%～0.9%Mn灰铸铁力学性能及耐磨性的影响，结果如图1至图4所示。

研究结果表明，灰铸铁的抗拉强度、抗弯强度和冲击韧性都随着铌含量的增加而提高，当灰铸铁中含铌量高于0.25%时，其各项性能明显提高。

铌元素的功能主治是什么

铌元素的功能主治是什么
1. 引言
铌元素是一种重要的化学元素，在医学、工业和科学研究领域有着广泛的应用。

它具有多种功能和主治，本文将讨论铌元素的功能主治并提供详细解释。

2. 铌元素的功能主治
以下是铌元素的主要功能和主治：
2.1 电子元件制造
•铌元素在电子元件制造中扮演着重要的角色。

它具有优异的导电性能，可用于制造电容器、液晶显示器和电视屏幕等电子产品。

•铌元素的导电性能稳定可靠，适用于高频率电路和高温环境下的电子元件制造。

2.2 钢铁生产
•铌元素是一种重要的钢铁添加剂。

它可以提高钢铁的强度和硬度，提高耐磨性能和抗腐蚀性能。

•铌元素还可以改善钢铁的冷加工性能和焊接性能，提高钢铁产品的质量和可加工性。

2.3 医学应用
•铌元素在医学领域有着重要的应用。

它可以用于制造人工关节和植入物，改善植入物与人体组织的相容性。

•铌元素还可以用于制造牙齿种植体和牙齿修复材料，提高牙科治疗的效果和耐久性。

2.4 光学材料
•铌元素在光学材料领域具有广泛的应用。

它可以用于制造光学玻璃、光学纤维和光学涂层，提高光学设备的性能和效果。

•铌元素的光学性能稳定，能够提供优异的折射率、透光性和色彩表现。

3. 结论
铌元素具有多种功能和主治，在电子元件制造、钢铁生产、医学应用和光学材
料等领域都发挥着重要的作用。

通过了解铌元素的功能和主治，我们可以更好地理解其在不同领域中的应用和重要性。

总之，铌元素在现代社会的科技发展和医学进步中起着重要的作用，对于推动社会发展和提高人们的生活质量具有积极意义。

铌元素对钢的影响

(1)查下稀土(铌Nb)对低碳钢的组织影响。

如，Nb的加入，会减小母相的层错能，增大新相的应变能，使板条宽度减小，还有Nb是强碳化元素，使C原子偏聚在晶界，起钉扎作用，等等一些影响。

查好了发word给我，带上参考文献文献搜索工具：1、万方、维普、知网2、goole-学术搜索-(2)查下低碳钢准解理断裂及解理断裂中裂纹传播路径及影响因素。

附上文献(一)Nb在钢中阻止再结晶的进行和阻碍再结晶晶粒长大的作用显著，原因是Nb的碳氮化物在轧钢时可以“钉扎”晶界，“钉扎力”大于该温度下的再结晶驱动力。

含Nb钢中有板状粗大析出物(富N的Nb(C，N))和细小的球状析出物(富C的Nb(c，N))，其中富c的Nb(C，N)可有效地钉扎晶界，Nb还可以与碳、氮结合形成NbC—NbCo．孙NbN等相，在再结晶过程中，因NbC、NbN、Nb(CN)对位错的钉扎和阻止亚晶界的迁移使再结晶时间大大延长，且随析出量的增加而增大。

Nb的碳化物和氮化物在800～900℃都有一定的溶解，从而在随后的空冷过程中能析出更多细小弥散分布的Nb的碳氮化物，对晶粒长大具有强烈的阻碍作用∞J。

另外，由于Nb的原子半径比铁大得多，固溶态Nb在晶界富集浓度高达1．O％以上(原子比)，而晶内较低，所以Nb具有强烈的拖曳晶界移动能力，这种作用远高于固溶Ti。

Nb的双重作用表现出提高了再结晶的温度、阻止晶粒长大的最终效果。

(二)1、铌能细化晶粒和降低钢的过热敏感性及回火脆性，提高强度，但塑性和韧性有所下降。

在普通低合金钢中加铌，可提高抗大气腐蚀及高温下抗氢、氮、氨腐蚀能力。

铌可改善焊接性能。

在奥氏体不锈钢中加铌，可防止晶间腐蚀现象。

2、固溶强化作用很明显，提高钢的淬透性(溶于奥氏体时)，增加回火稳定性，有二次硬化作用，提高钢的强度、冲击韧性，当含量高时(大于碳含量的8倍)，使钢具有良好的抗氢性能，并提高热强钢的高温性能(蠕变强度等)。

3、铌的有益作用是：1）能生成高度分散的强固的碳化物NbC（熔点3500℃），所以可细化晶粒，直加热至于1100～1200℃，仍可阻止晶粒长大。

铌在工业中的应用及地位

铌在工业中的应用及地位铌是一种重要的过渡金属元素，广泛应用于工业生产中。

它的独特性能使得铌在多个领域具有重要地位。

首先，铌在钢铁和合金工业中被广泛使用。

铌可以与钢中的碳和氮形成碳氮化物颗粒，提高钢的强度和耐磨性。

这使得铌合金在制造高速切削工具、刀具和机床具有重要的作用。

此外，铌合金还用于航天器、火箭、导弹和核电设备等高强度和高温环境下的零部件制造。

通过加入适量的铌，可以提高材料的耐高温性能，延长其使用寿命。

其次，铌在电子和半导体工业中有广泛的应用。

铌的大量使用主要是因为其具有良好的超导性能。

超导材料是电子和电力领域中的重要组成部分，具有低电阻和高磁场传输性能。

铌的超导转变温度相对较高，目前已经发展出了许多铌基超导材料，用于制造超导磁体、超导电缆以及在核磁共振成像和粒子加速器等设备中的应用。

此外，铌还在化工和冶金工业中广泛应用。

铌酸盐作为催化剂在石油加工、塑料制造、合成纤维和有机合成等领域具有重要作用。

铌还可以与其他金属形成高强度的金属间化合物，提高合金的力学性能和耐腐蚀性。

铌合金还可以用于生产各种耐腐蚀和高温合金，应用于某些特殊场合，如化学工业中的反应容器、石油和天然气开采中的高温高压设备。

此外，铌在医学领域也有应用。

铌可以与其他金属形成高强度和生物相容性的金属合金，用于植入物和人工关节的制造。

铌合金的高强度和生物稳定性使得这种材料成为医学领域中最常用的植入材料之一。

铌合金还用于制造牙科设备，如牙桥、人工牙齿等。

总的来说，铌在工业中具有广泛的应用和重要的地位。

它的独特性能使得它成为制造高强度、高温和耐腐蚀材料的理想选择。

随着技术的不断进步，对铌材料性能的要求也在不断提高，因此铌在工业中的应用前景将更加广阔。

铌元素对超低碳IF钢性能的影响

铌元素对超低碳IF钢性能的影响超低碳IF钢也即“无间隙原子钢”，自20世纪80年代以来，已成为国际上汽车板领域研究与生产的热点，以IF钢为代表的三代汽车板生产水平已成为一个国家钢铁发展水平的标志。

普通IF钢都是通过合适的化学成分配比与生产控制工艺来达到所需要的性能，具体表现在以下几个方面：极低的屈服强度、高的伸长率、高的塑性应变比(r值)、高的应变硬化指数(n值)、无时效性和适合连续退火线生产。

大量的研究表明，IF钢中的碳、氮含量和微合金元素钛、铌含量对钢的性能有着至关重要的影响。

先进的炼钢工艺可把钢中的碳、氮含量降低到0.003%以下，在碳、氮含量很低的前提下，钛、铌添加能有效地提高薄钢板的深冲性能，这是因为钛、铌与碳、氮结合成碳氮化合物，以第二相粒子的形式析出，使钢成为无间隙原子状态，这也是IF钢的原理所在。

根据微合金元素的不同，IF钢被分为三种：Ti-IF钢、Nb-IF钢和Ti+Nb-IF钢。

本文即通过连续退火试验和相关检验测试来比较Ti+Nb-IF钢与Ti-IF钢的性能，找出含Nb对超低碳IF钢性能的影响，分析其影响规律与机理。

分别取两种冷轧后未经退火的冷硬卷超低碳IF钢试样，厚0.7mm，热轧终轧温度均为930℃，热轧卷取温度为720℃，冷轧压下率为80%。

两个钢种的化学成分如表1所示。

表1 两钢种的化学成分(质量分数,%)钢种类别C Si Mn P S Als Ti Nb NTi-IF钢0.00150.0070.1520.0120.00840.040.0720.0020.0025Ti+Nb-IF0.00120.0060.1360.0120.00680.0290.0440.0250.0017钢退火温度是影响超低碳IF钢最终性能的关键参数之一。

对两种实验钢进行不同温度下的连续退火模拟试验。

退火试验的温度为760～860℃，每间隔20℃进行一次退火试验，对于每一个钢种而言，每一温度分别取纵向、横向和45°方向的试样各做一次。

如何用铌改善钢的性能

如何用铌改善钢的性能——含铌钢生产技术1 炼钢过程中的铌自20世纪20年代以来，铌（Nb）作为合金元素，添加到钢液中用来细化晶粒和增加钢材的强度。

1958年，National钢铁公司利用Nb的弱还原性，在半镇静钢中加入了Nb，开发了商品名称为GLWX［1］的高强度含Nb钢。

不只在美国，英国和日本也相继开发了称之为“经济钢”的高强度含Nb钢［2］。

由于该钢种具有理想的焊接性能，含铌钢板材和型材被广泛应用到建筑、桥梁、造船以及市政工程和运输车辆用材料上。

可见，Nb很早就被应用到钢铁产品的大规模生产中。

自20世纪60年代以来，热力学数据已表明含Nb钢的生产不会引起冶炼（包括熔炼、精炼和浇注）过程中某些棘手问题的出现。

比如当钢液中加入强氧化合金元素如Al、Ti 和Si时，由于它们和［O］反应，收得率很低，也不稳定。

与此同时，生成的脱氧产物常常以夹杂物的形式留在钢中，导致钢中形成各种缺陷。

使用Nb时可避免此类几乎不能克服的“夹杂问题”。

Nb是一种成本低，并可改善强度和延展性的最有效的元素。

20世纪80年代，钢铁企业引进了连续冶金工艺技术，如连铸、连续退火及直接轧制工艺（如连铸连轧和热机械处理控轧工艺），这些工业技术的利用不但可节省能源，还能大幅度降低生产成本。

其中，冶金工艺，如拉速、钢液温度和成分等须严格控制。

在上述工艺中，由于在钢液中添加铌铁工艺的进步，Nb的含量可控制在精确的范围。

目标Nb含量命中率接近100%，而且Nb含量的标准偏差已降低到可忽略不计的水平。

如今，Nb是用于连铸工艺开发新钢种和生产钢铁产品的最合适的元素。

此外，正如前面所提到的，生产含Nb钢产品可以避免产生脱氧产物问题（夹杂物）。

因此，在各个钢铁企业含Nb钢的实际生产比率得到了很大提高。

自从20世纪80年代以来，冶金企业Nb铁的消耗量就一直持续增长。

目前，Nb已经被添加到各个级别钢种中，在提高强度和延展性的同时也解决了夹杂物问题。

还有一种趋势就是在利用新研发或新改进的工艺开发和生产高强度钢时都偏重于添加Nb。

《高Nb微合金钢中NbC的析出对组织与硬度的影响》范文

《高Nb微合金钢中NbC的析出对组织与硬度的影响》篇一一、引言高Nb微合金钢作为一种重要的工程材料，因其良好的力学性能和工艺性能，在桥梁、建筑、汽车制造等领域有着广泛的应用。

其中，铌（Nb）的添加对于钢的微观结构和性能起着至关重要的作用。

而NbC的析出行为作为影响钢的力学性能的关键因素之一，本文将深入探讨其在高Nb微合金钢中的析出过程及其对组织与硬度的影响。

二、NbC在高Nb微合金钢中的析出（一）NbC析出的基本原理在高Nb微合金钢中，铌元素与碳元素结合形成稳定的化合物NbC。

这种析出过程通常在钢的固溶处理过程中发生，随后在随后的冷却过程中进一步发展。

（二）NbC的析出过程NbC的析出过程受到温度、时间、合金元素含量等多种因素的影响。

在高温下，铌元素和碳元素在固溶处理过程中形成过饱和固溶体。

随着温度的降低，过饱和固溶体中的NbC开始析出，形成细小的碳化物颗粒。

三、NbC的析出对高Nb微合金钢组织的影响（一）对晶粒尺寸的影响NbC的析出有助于细化晶粒，这是因为细小的NbC颗粒可以作为非均质形核的核心，促进钢的晶粒细化。

此外，NbC的析出还可以阻碍晶粒长大，进一步优化钢的组织结构。

（二）对相组成的影响NbC的析出改变了钢中的相组成。

随着NbC的析出，钢中的硬质相增加，这有助于提高钢的硬度和耐磨性。

同时，铌元素的加入还可以促进其他稳定相的形成，进一步优化钢的组织结构。

四、NbC的析出对高Nb微合金钢硬度的影响（一）硬度提升的机理NbC作为一种硬质相，其析出可以显著提高钢的硬度。

这是因为NbC具有较高的硬度，且其细小的颗粒状结构可以有效地阻碍位错运动，从而提高钢的力学性能。

（二）硬度与NbC含量的关系高Nb微合金钢的硬度与其中的NbC含量密切相关。

一般来说，随着NbC含量的增加，钢的硬度也会相应提高。

然而，过高的NbC含量可能会导致钢的脆性增加，因此需要合理控制NbC 的含量以获得良好的综合性能。

五、结论高Nb微合金钢中NbC的析出对组织与硬度具有显著影响。

铌对微合金化奥氏体钢淬透性的影响

铌对微合金化奥氏体钢淬透性的影响C. Fossaert, G.Rees, T.Maurickx, H.K.D.H.Bhadeshia摘要采用膨胀仪测量形成大于95%马氏体的显微结构所需的临界冷却速率，表明改变碳化铌溶解度的范围对微合金化奥氏体钢的淬透性有很强的影响。

这一结论使以下假设合理化：固溶体中的铌，可能由于在奥氏体晶界的偏析，使奥氏体的淬透性提高，但碳化铌粒子的析出，使奥氏体的淬透性降低。

这个效应与硼在钢中的效应相似，而且与奥氏体晶粒尺寸的变化无关。

一、引言钢的焊缝热影响区中微观组织的计算已有若干模型(1,2,3), 也已有研究使得诸如铌等微合金元素的溶解动力学得以估算（4,5）。

以前，这些结果一直用于提高热影响区奥氏体晶粒尺寸的计算精确度，这基于析出物钉扎晶界进而影响晶粒尺寸。

然而，很显然微合金钢中碳化物的析出和溶解不仅仅限于只是钉扎作用（6-10）。

尽管铌的聚集的确非常小，但铁素体形成的动力学显然受到了抑制。

本项工作的目的是验证：通过热处理改变铌在奥氏体和碳化物中的分布，含铌微合金钢的硬化能力发生了明显的变化。

二、材料大部分的试验用钢是正火低碳含铌钢。

为便于比较，同时对类似化学成分但不含铌的合金进行了研究，两种钢的化学成分（钢1和钢2）如表1所示。

预期钢1中铌会形成碳化物，且假定析出物主要是碳化物，并且，本项研究中通篇使用了碳化铌这个名词。

表1 试验用钢化学成分C Mn Si Nb N钢1 0.152 1.545 0.467 0.035 0.0053钢2 0.178 1.527 0.023 —— 0.0037A、膨胀测量法模拟试验在装备计算机控制和数据收集的GLEEBLE 1500或THERMECHMASTOR 热机模拟器上完成。

这两种装置，使用激光（THERMECHMASTOR）或机械焊接热循环模拟转换器，能够通过测量伴随转变产生的尺寸变化来监测所发生的转变。

两种模拟装置均使用圆柱体型试样，GLEEBLE试样尺寸为5×70mm，THERMECHMASTER试样尺寸为8×12 mm。

微量元素在钢铁中的作用

钢铁中微量金属元素的作用：--------------------------------------1、磷（P）：使钢产生冷脆和降低钢的冲击韧性；但可改善钢的切削性能。

2、硅（Si）：能增加钢的强度、弹性、耐热、耐酸性及电阻系数等。

冶炼中的脱氧剂能增加钢的过热和脱碳敏感性。

3、锰（Mm）：能提高钢的强度和硬度及耐磨性。

冶炼时的脱氧剂和脱硫剂。

4、铬（Cr）：能增加钢的机械性能和耐磨性，可增大钢的淬火度和淬火后的变形能力。

同时又可增加钢的硬度、弹性、抗磁力和抗强力，增加钢的耐蚀性和耐热性等。

5、镍（Ni）：可以提高钢的强度、韧性、耐热性、防腐性、抗酸性、导磁性等。

增加钢的淬透性及硬度。

6、钒（V）：可赋于钢的一些特殊机械性能：如提高抗张强度和屈服点，明显提高钢的高温强度。

7、钛（Ti）：可防止和减少钢中气泡的产生，提高钢的硬度、细化晶粒、降低钢的时效敏感性、冷脆性和腐蚀性。

8、铜（Cu）：一般如P、S一样是残留有害元素。

Cu的存在会降低钢的机械性能，破坏钢的焊接性能，会使钢在锻轧等加工时产生热脆性。

钢中加入一定量的Cu，可提高钢的退火硬度，降低成本。

若含Cu 0.15～0.25%时，可使钢的耐大气腐蚀的性能。

9、铝（Al）：（1）低碳结构钢中 0.5～1%的Al有助于增加钢的硬度和强度；（2）铬钼钢和铬钢中含Al可增加其耐磨性；（3）高碳工具钢中Al的存在可使产生淬火脆性。

10、钨（W）：可提高钢的蠕变强度，又是钢中碳化物的强促进剂，每1%的W可提高钢的抗张强度和屈服点4＆#215;9.8N/cm²,并使其具有回火稳定性和高温强度。

11、钼（Mo）：可增加钢的强度又不致降低钢的可塑性和韧性，同时又能使钢在高温下具有足够的强度，能改善钢的冷脆性和耐磨性等。

12、钴（Co）：可以提高和改善钢的高温性能，增加其红硬性，提高钢的抗氧化性和耐蚀性能等。

13、铌（Nb）：可使钢的晶粒细化，降低钢的过热敏感性及回火脆性；改善钢的焊接性能，提高耐热钢的强度和抗蚀性等。

各元素在钢铁中的作用

各元素在钢铁中的作用钢铁是一种重要的建筑和工程材料，由铁和少量碳以及其他元素组成。

这些元素的添加可以改善钢铁的性能，使其适应不同的应用领域。

以下是各元素在钢铁中的作用：1. 碳（Carbon）：碳是钢铁中最常见的合金元素，其添加可以增加钢铁的硬度和强度。

具体来说，碳在钢铁中形成了碳化铁颗粒，这些颗粒使钢铁更加坚硬。

同时，适量的碳还可以提高钢铁的可加工性和耐磨性。

2. 硅（Silicon）：硅的添加可以改善钢铁的耐磨性、耐蚀性和热稳定性。

硅还可以降低钢铁的磁性，使其成为非磁性材料。

硅还可以促进钢铁中的纯净化过程，去除杂质并提高钢铁的质量。

3. 锰（Manganese）：锰的添加可以提高钢铁的硬度、强度、韧性和耐磨性。

锰还可以有效地抑制钢铁中的气体和杂质形成，并提高钢的挠曲强度和抗疲劳能力。

4. 磷（Phosphorus）：磷是钢铁中最常见的杂质之一，但适量的磷可以提高钢铁的硬度和强度。

然而，过量的磷会导致脆性，并降低钢铁的延展性。

因此，通常需要控制磷含量。

5. 硫（Sulfur）：硫是钢铁中另一个常见的杂质元素。

适量的硫可以提高钢铁的易切削性和加工性。

然而，过量的硫会降低钢铁的韧性和延展性，并导致热处理过程中的裂纹和剪切断裂。

6. 钼（Molybdenum）：钼的添加可以提高钢铁的硬度、强度和耐腐蚀性。

钼还可以增加钢铁的耐高温性能，使其在高温下仍保持良好的强度和韧性。

7. 铬（Chromium）：铬的添加可以提高钢铁的硬度、强度和耐腐蚀性。

铬还可以形成一种稳定的氧化层，保护钢铁不被氧化，从而提高其抗氧化能力。

8. 镍（Nickel）：镍的添加可以提高钢铁的韧性和抗腐蚀性能。

镍还可以改善钢铁的可塑性和加工性，并提高钢铁在高温下的性能。

9. 钒（Vanadium）：钒的添加可以提高钢铁的硬度、强度和耐磨性。

钒还可以改善钢铁的耐热性和热处理特性。

10. 钛（Titanium）：钛的添加可以提高钢铁的硬度、强度和耐腐蚀性。

31种元素对钢的性能的影响

31种元素对钢的性能的影响1.碳（C）：碳含量是钢的重要组成成分之一，对钢的强度、硬度和耐蚀性等性能有显著影响。

2.硅（Si）：硅的添加可以提高钢的抗腐蚀性能，增加热处理的稳定性。

3.锰（Mn）：锰的添加能够提高钢的强度和硬度，并增加冷加工性能。

4.磷（P）：磷的含量过高会降低钢的塑性和韧性，同时还会降低耐冲击性。

5.硫（S）：硫的含量过高会降低钢的延展性和韧性，同时还会降低冷加工性能。

6.钼（Mo）：钼的添加能够提高钢的强度和耐腐蚀性能，同时还可提高钢的耐高温性能。

7.铬（Cr）：铬的添加能够提高钢的耐腐蚀性能，形成钢的不锈性。

8.镍（Ni）：镍的添加可以提高钢的强度和耐腐蚀性能，并提高钢的冷冻硬化性能。

9.钛（Ti）：钛的添加可以提高钢的强度、硬度和耐蚀性。

10.铌（Nb）：铌的添加可以提高钢的强度和韧性，并使钢具有较好的高温稳定性。

11.钒（V）：钒的添加可以提高钢的强度和硬度，并提高钢的热处理稳定性。

12.铜（Cu）：铜的添加可以提高钢的强度和导热性能，同时还能改善钢的抗腐蚀性能。

13.硼（B）：硼的添加可以提高钢的硬度，改善钢的磨削性能。

14.镉（Cd）：镉的少量添加可以改善钢的磁性。

15.锡（Sn）：锡的添加可以提高钢的铸造性能和焊接性能。

16.铝（Al）：铝的添加可以提高钢的强度和耐腐蚀性能，并使钢具有较好的高温稳定性。

17.氮（N）：氮的添加可以提高钢的强度、硬度和抗腐蚀性能，同时还能提高钢的磁性。

18.硼（B）：硼的添加可以提高钢的硬度，改善钢的磨削性能。

19.镉（Cd）：镉的少量添加可以改善钢的磁性。

20.锡（Sn）：锡的添加可以提高钢的铸造性能和焊接性能。

21.铝（Al）：铝的添加可以提高钢的强度和耐腐蚀性能，并使钢具有较好的高温稳定性。

22.钛（Ti）：钛的添加可以提高钢的强度、硬度和耐蚀性。

23.锌（Zn）：锌的添加可以改善钢的热处理性能，提高钢的耐腐蚀性。

24.锶（Sr）：锶的添加可以提高钢的组织致密性和耐蚀性。