铌在铸铁中的作用
铌铁合金用途
铌铁合金用途铌铁合金是一种重要的金属材料，它由铌和铁两种元素组成，具有良好的耐腐蚀性、高温强度和抗氧化性能。
在工业生产、航空航天、冶金等领域都有广泛的应用。
本文将从以下几个方面介绍铌铁合金的用途。
一、工业生产领域1. 高速钢切削工具由于铌铁合金具有高硬度、高韧性和高温强度等优良特性，因此可以用于制造高速钢切削工具。
这些切削工具可以在高速旋转时保持稳定，同时还能够承受高温和压力的影响。
2. 钢铁冶炼在钢铁冶炼中，加入适量的铌铁合金可以提高钢材的质量和强度。
此外，它还可以改善钢材的耐腐蚀性能，并减少生产过程中废品率。
3. 船舶制造由于海水对金属材料有很强的腐蚀作用，因此在船舶制造中需要使用一些耐腐蚀性能较好的金属材料。
铌铁合金就是这样一种材料，它可以用于制造船舶的各种零部件，如螺旋桨、轴承等。
二、航空航天领域1. 航空发动机在航空发动机中，需要使用一些具有高温强度和抗氧化性能的金属材料。
铌铁合金正是这样一种材料，它可以用于制造涡轮叶片、燃烧室等部件。
2. 航天器制造在航天器制造中，需要使用一些具有高强度和低密度的金属材料。
铌铁合金可以满足这些要求，并且还具有良好的耐腐蚀性能和抗氧化性能。
因此，在航天器制造中广泛应用于火箭发动机、卫星等部件的制造。
三、冶金领域1. 钢水净化剂在钢水净化过程中，加入适量的铌铁合金可以提高钢水的纯度和质量，并且还可以减少废品率。
2. 熔炼炉衬板由于铌铁合金具有良好的耐高温性能和耐腐蚀性能，因此可以用于制造熔炼炉的衬板。
这些衬板可以承受高温和强酸等腐蚀介质的影响，从而延长熔炼炉的使用寿命。
四、其他领域1. 医疗器械由于铌铁合金具有良好的生物相容性和抗腐蚀性能，因此可以用于制造一些医疗器械，如人工关节、牙科种植体等。
2. 环保领域由于铌铁合金具有良好的耐腐蚀性能和抗氧化性能，因此可以用于制造环保设备，如废气处理设备、废水处理设备等。
它们可以有效地减少环境污染，并保护生态环境。
铌的用途和在合金中的应用
铌的用途和在合金中的应用铌是一种重要的金属元素，拥有广泛的用途和在合金中的应用。
本文将介绍铌在不同领域的用途，并详细探讨其在合金中的应用。
1. 铌的用途1.1 超导材料铌是目前应用最广泛的超导材料之一。
在超导领域，铌常作为导线和线缆材料使用，其低温下的超导性能优异，能够承受较强的电流密度。
铌超导材料被广泛应用于磁共振成像( MRI)、能源传输、磁测量和核磁共振等领域。
1.2 耐蚀材料铌具有优异的耐腐蚀性能，可以用于制造化工设备、火箭推进剂等对耐蚀性有较高要求的领域。
铌能够抵抗各种酸、碱、盐等腐蚀介质的侵蚀，同时还能保持较高的强度和韧性。
1.3 电子元器件铌还被广泛应用于电子元器件和集成电路中。
由于铌的高熔点、良好的导电性、氧化性能和耐热性，它可以用于制造电容器、电阻器、晶体管等。
铌还可作为电子束曝光装置中的阴极材料，用于制造微电子元件。
2. 铌在合金中的应用2.1 高温合金铌在高温合金中广泛应用。
高温合金是一种耐高温和耐腐蚀的特种合金，常用于航空航天、核工业和化工等领域。
铌能够提高高温合金的强度和耐腐蚀性能，同时还能提高其耐热和氧化性能，延长使用寿命。
2.2 钢铁冶炼铌在钢铁冶炼中的应用主要体现在不锈钢和低合金钢中。
铌可以提高钢材的强度、硬度和耐腐蚀性能，同时改善钢材的冷加工性能。
此外，铌还能够抑制钢材的晶界腐蚀和析出物的形成，提高钢材的整体性能。
2.3 铸造合金铌在铸造合金中具有重要作用，能够增加合金的强度、硬度和耐磨性。
铌合金还具有较高的热膨胀系数和耐蚀性，适用于制造耐高温、耐磨损的零部件和工具。
2.4 超合金铌作为超合金的重要成分之一，能够显著提高其高温强度和耐腐蚀性能。
超合金主要应用于高温、高压和强腐蚀环境下的航空航天、能源和化工领域。
铌超合金广泛用于制造航空发动机叶片、涡轮叶片和燃烧室等高温部件。
综上所述，铌在各个领域拥有广泛的用途和在合金中的应用。
其超导性能、耐蚀性和高温强度使得铌成为重要的功能材料，在科学研究和工业生产中发挥着重要作用。
铌及铌铁的应用
铌及铌铁的应用在钢铁工业中铌可以作为合金剂加入，在不锈钢与耐热钢中加入铌，有利于提高其塑性和抗蚀性，结构钢中加入铌，可改善其焊接性能，并提高强度和可塑性，并阻止焊缝腐蚀。
对高温钢和高温合金来说，铌是不可缺少的，因为铌可以提高高温强度，细化晶粒，阻止高温下晶粒长大。
铌与碳结合成碳化物，可消除碳化铬沉积在不锈钢中的有害作用，提高抗腐蚀能力。
纯铌及其合金用于电子、化学、轻工业、飞机与火箭制造及其他技术方面。
铌铁是钢铁的“味精”，在炼钢时加入适量的铌铁，就会大幅度提高钢材的强度、韧性可焊性和耐腐蚀性。
1990年，中国铌铁消耗不足50吨，2011年以增加到1250吨，含铌钢的产量超过200万吨。
最近10年来，中国钢铁企业使用巴西铌铁，生产出近1000万吨的高强度铌合金钢。
如今，在中国许多大工程建设项目中都已广泛使用国产高强度的含铌钢，如稀奇东送工程，长江、黄浦江的跨江大桥建设，青藏公路以及长江三峡水电站。
碳钢中加入0.02%—0.03%的铌，屈服强度提高了80—100MPa，抗拉强度提高了20—50MPa，且焊接性能好。
不锈钢中一般加入铌为碳量的8—10倍时，可大大提高其抗腐蚀性能。
铌铁的应用领域：铌铁应用不断拓展。
主要用在三级螺纹钢上。
作为微合金元素使用的铌铁，其应用领域越来越广。
上世纪90年代末期，全世界铌铁产量估计超过4000吨，而我国近100多吨，尚属于起步阶段，我国的合金钢一般比例在5%—6%，低于工业发达国家10%—15%的水平。
随着钢铁工业的发张，铌铁用量也将大幅度增长。
以铌代钒的推广有了进展。
铌、钒、钛在钢中的作用主要是细化晶粒和促进碳、氮化物析出强化。
近年来，国能一些钢厂在生产合金钢种已逐步推广以铌代钒。
铌在铸铁中的作用及含铌铸铁_铸铁中的微量元素讲座之三_翟启杰
专题讲座—— — 铌在铸铁中的作用及含铌铸铁
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专题讲座—— — 铌在铸铁中的作用及含铌铸铁
变结束温度含钼铸铁更高一些。 由此可见， 铌和 钼可以提高铸铁的高温组织稳定性。 !" # 铌在铸铁中的存在形态 铸铁中铌总量很低，难以直接测定铌在 铸铁基体组织中的存在， 采用测定显微硬度的方 法可以间接确定铌等合金元素在铸铁基体组织 中的存在。图 % 是普通、 含铌、 含镍、 含钼冷硬铸 铁基体组织显微硬度， 该图表明铌、 镍、 钼都使铸 铁中渗碳体显微硬度显著提高， 而镍和铌使莱氏 体和珠光体硬度稍有提高， 钼对莱氏体和珠光体 硬度影响不大。这表明， 铌、 钼、 镍三种元素都可 以固溶到渗碳体组织中， 其中镍的固溶强化作用 最大， 铌次之。铌和镍也可以固溶到珠光体和莱 氏体中。
铌在钢铸件与锻件中的应用
铌在钢铸件与锻件中的应用Geoffrey TitherReference Metals Company, Inc.，1000 Old Pond Road，Bridgeville, PA 15017-0217, U.S.A.摘要：近20年来，含铌的微合金钢在铸钢中的应用越来越多。
本文对这种钢的进展尤其是对其在海上工业中和在要求提高高温特性的应用方面作了详细的描述。
同时，还讨论了含铌合金钢在锻造中,特别是在汽车部件和紧固件中应用的发展。
1 引言微合金化钢消耗了世界铌总产量的80%，其产量占世界产钢总量的大约10%（世界年产钢量大约在8亿吨以上），注意到这一点非常重要。
除了汽车、管线、建筑和结构等用量大的领域外，微合金化的含铌钢还越来越多地应用于诸如铸件、锻件、汽车锻件和紧固件等小批量的领域。
为上述应用开发的所有钢都表现出较高的韧性、焊接性能和强度。
微合金钢也表现出良好的高温性能，因此其潜在的应用领域扩大了。
此外，对于某些应用上，如海上构件用连接头（offshore nodes），由于降低了应力集中，含铌铸钢在疲劳性能方面有了很大的改善。
尽管已经取得了很好的进展，但是铸造和锻造业仍然不完善，还需要我们集中精力来完善这门“相对新的”技术。
本文综述了在铸造和锻造领域中的一些最新进展。
2 微合金钢的设计微合金钢是典型的含有少量的铌、钒、钛和铝的中低碳钢，这些合金元素或者单独加入或者复合加入。
大多数商业化微合金钢的物理冶金学以及机械性能改善方面的进展已在文献（1-9）中详细地讨论了，这里只做简要的总结：（1） 晶粒细化以提高强度和韧性；（2） 比较低的碳含量（0.003%~0.15%）以改善韧性和焊接性能；（3） 正火处理、终轧后冷却、或淬火或正火后时效处理过程中沉淀析出产生强化；（4） 由于针状铁素体、贝氏体或马氏体等低温相变产物引起亚结构强化；（5） 固溶强化，尽管这种强化方法由于最有效的固溶元素——碳、氮、磷和硅对钢的韧性产生极坏的影响而受到限制。
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。
压铸模具钢中各种合金元素的作用
模具钢中的合金元素，最常用的有硅、锰、铬、镍、钼、钨、钒，钛，铌、硼、铝等；以下将分别说明它们在钢中的作用：1、硅在钢中的作用:(1)提高钢中固溶体的强度和冷加工硬化程度使钢的韧性和塑性降低。
(2)硅能显著地提高钢的弹性极限、屈服极限和屈强比,这是一般弹簧钢。
(3)耐腐蚀性。
硅的质量分数为15％一20％的高硅铸铁，是很好的耐酸材料。
含有硅的钢在氧化气氛中加热时，表面也将形成一层SiO2薄膜，从而提高钢在高温时的抗氧化性。
(4)缺点：使钢的焊接性能恶化。
2、锰在钢中的作用：（1）锰提高钢的淬透性。
（2）锰对提高低碳和中碳珠光体钢的强度有显著的作用。
（3）锰对钢的高温瞬时强度有所提高。
锰钢的主要缺点是：（1）含锰较高时，有较明显的回火脆性现象。
（2）锰有促进晶粒长大的作用，因此锰钢对过热较敏感t在热处理工艺上必须注意。
这种缺点可用加入细化晶粒元素如钼、钒钛等来克服。
（3）当锰的质量分数超过1％时，会使钢的焊接性能变坏（4）锰会使钢的耐锈蚀性能降低。
3、铬在钢中的作用：（1）铬可提高钢的强度和硬度。
（2）铬可提高钢的高温机械性能。
（3）使钢具有良好的抗腐蚀性和抗氧化性。
（4）阻止石墨化。
（5）提高淬透性。
缺点：①铬是显著提高钢的脆性转变温度；②铬能促进钢的回火脆性。
4、镍在钢中的作用：（1）可提高钢的强度而不显著降低其韧性。
（2）镍可降低钢的脆性转变温度，即可提高钢的低温韧行。
（3）改善钢的加工性和可焊性。
（4）镍可以提高钢的抗腐蚀能力，不仅能耐酸，而且能抗碱和大气的腐蚀。
5、钼在钢中的作用：（1）钼对铁素体有固溶强化作用。
（2）提高钢热强性（3）抗氢侵蚀的作用。
（4）提高钢的淬透性。
缺点：钼的主要不良作用是它能使低合金钼钢发生石墨化的倾向。
6、钨在钢中的作用：（1）提高强度。
（2）提高钢的高温强度。
（3）提高钢的抗氢性能。
（4）是使钢具有热硬性；因此钨是高速工具钢中的主要合金元素。
7、钒在钢中的作用：（1）热强性。
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。
有色金属铌的用途
有色金属铌的用途一、铌在钢铁工业中的用途铌这个小元素啊，在钢铁工业里可有着大大的作用呢。
你想啊，钢铁要变得更强更耐用，铌就能帮上忙。
它可以被添加到钢铁里面，这样生产出来的钢啊，强度就会大大提高。
就像是给钢铁注入了超级力量一样。
比如说那些大型的桥梁建筑啊，用了含铌的钢材，就可以承受更大的重量，风吹雨打都不怕啦。
还有汽车制造方面，含铌的钢铁可以让汽车的零部件更加坚固，在行驶过程中就更安全可靠啦。
二、铌在超导材料中的用途铌在超导材料领域也是个明星呢。
超导材料就是那种电阻几乎为零的神奇材料哦。
铌和钛的合金就经常被用来做超导材料。
这在很多高科技的地方都有用处。
像在那些大型的粒子加速器里面，超导材料可是关键部件。
有了铌的参与，这些设备就能更好地运行，帮助科学家们探索微观世界的奥秘。
还有在磁悬浮列车的技术里，超导材料也是不可或缺的，铌在其中发挥着它独特的作用，让磁悬浮列车可以飞速地行驶，又快又稳呢。
三、铌在航空航天领域的用途航空航天可是超级高大上的领域呀，铌在这个领域也有它的一席之地。
飞机、火箭这些飞行器啊，都需要既轻又强的材料。
铌合金就满足这个要求啦。
铌合金制作的零部件，重量比较轻，这样飞机和火箭就可以节省燃料，还能飞得更高更远。
而且这种合金的耐高温性能也很不错呢，在高速飞行时，面对高温环境也能稳稳当当的，不会出现问题。
四、铌在电子工业中的用途电子工业的发展那也是离不开铌的。
铌可以用来制造电容器。
电容器就像是电子设备里的小仓库，储存电能的。
用铌制造的电容器啊，性能非常好，可以让电子设备运行得更加稳定。
像我们日常用的手机、电脑等电子设备，里面可能就有铌的贡献呢。
铌还可以用于制造一些特殊的电子元件，提高电子设备的整体性能，让我们使用电子设备的时候感觉更流畅，不会老是卡顿啦。
五、铌在医学领域的用途你可能想不到，铌在医学上也有用处呢。
铌是一种生物相容性比较好的金属。
这就意味着它可以被用于制造一些医疗植入物，像人工关节之类的。
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。
铌在高铬铸铁堆焊层中的存在状态
1试验
1.1 试验焊丝 焊丝的生产过程是采用有缝药芯焊丝的生产
收稿日期：2008–08–28； 收稿日期：2008–09–18 作者简介：田大标(1969–)，男（汉），河北深州人，高工，硕士。
39
对六方形碳化物旁边的白亮块进行成分扫描， 结果如图 4 所示。白亮色小块中的铌含量很高。
1800
0
keV
图 2 六方形组织成分扫描
Fig.2 The composition of the haxagon microstructure
对六方形碳化物和白亮小块之外的区域进行成 分扫描，结果见图 3。灰色基体中含有 Cr、Si、Mn、 Fe 等金属元素，铌含量很低，可以认为是碳化铌的 固溶析出或者是下层的碳化铌颗粒的影响结果。
第 21 卷第 6 期 第2600期8 年 12 月
中国表面工程
田大标C：HI铌NA在S高U铬RF铸AC铁E堆E焊NG层IN中E的ER存IN在G状态
Vol.21 No.6 December 200387
铌在高铬铸铁堆焊层中的存在状态
田大标
(煤炭科学研究总院 北京中煤矿山工程有限公司，北京 100013)
3000
0 keV
图 3 灰色基体成分扫描 Fig.3 The composition of the grey matrix
数 量
0
keV
图 4 白亮色小块的成分扫描 Fig.4 The composition of the lighter dot
由以上扫描结果可以看出，铌元素几乎全部存 在于白亮色颗粒中，从试验条件和经验判断，白色 块状颗粒为 NbC 颗粒。其形状大多数为菱形。
铸造课堂：怎样通过铌提高灰铸铁的质量
铸造课堂：怎样通过铌提高灰铸铁的质量铌与碳极强的亲和力使其在铸铁及相似的高碳熔池中的回收变得复杂化。
在铁合金或熔炼界面快速形成一层铌的碳化物，其溶解情况决定了铌在熔池中的回收率。
通过对铌铁溶解过程的研究，进一步确定铌在铸铁中的行为。
1实验材料及设备根据制动盘性能以及铸造工艺要求，实验用铌铁纯度为65%的标准铌铁，铌铁的熔点范围为1580～1630℃(固相线和液相线温度)，远高于铸铁，略高于铸钢。
铌与铁不发生放热反应。
因此，铌铁在铁水中不是熔化过程，而是一个以界面扩散为基础的溶解过程。
这个溶解过程需要一定时间，根据实验条件，将铌铁块加工为大小为Ф5mm×30mm的圆柱型。
实验设备包括10kg中频感应电炉，每次试验熔炼量为7kg，Ф35mm×150mm砂铸型，实验前砂型预热到200℃，铁水过热到1500℃浇注。
分析仪器包括4XB金相显微镜、扫描电镜、MCO120-MHV-2000型显微硬度计等。
2实验结果及分析对铌铁溶解扩散的研究分为水平方向和垂直方向。
扩散层的宽度为80～150μm，在界面扩散前沿存在着大量的细小石墨。
研究发现，在水平扩散前沿方向上，石墨中的碳与扩散前沿的铌发生作用，形成了铌的化合物，从而使石墨变得细小卷曲，石墨受铌铁的蚕食分解情况。
在远离扩散前沿方向上的石墨形态受到的影响不大。
线扫描分析及显微硬度测试结果表明，在水平扩散方向上，铌在珠光体基体中的固溶度逐渐降低，离扩散径向方向越远，铌含量越低，当铌含量很低的时候，其对石墨组织的形态影响不大，这与前人及本课题组之前所做单铌成分研究的结果一致。
对比研究表明，铌铁在垂直方向上的溶解扩散情况与在水平方向上相似。
在垂直扩散方向上，由于扩散温度条件较水平扩散情况要高，扩散层的宽度也相对宽些，约为200～300μm，在界面扩散前沿同样存在着一定数量的细小石墨。
在远离扩散前沿方向上的石墨形态受到的影响不大。
线分析及显微硬度测试结果表明，在垂直扩散方向上，铌在珠光体基体中的固溶度逐渐降低，离扩散径向方向越远，铌含量越低，当铌含量很低的时候，其对石墨组织的形态影响不大，这与水平扩散情况一致。
18种铸造合金元素作用详解
18种铸造合金元素作用详解为了改善和提高钢的某些性能和使之获得某些特殊性能而有意在冶炼过程中加入的元素称为合金元素。
常用的合金元素有铬、镍、钼、钨、钒、钛、铌、锆、钴、硅、锰、铝、铜、硼及稀土等。
磷、硫、氮等在某些情况下也起到合金的作用。
（1）Cr铬能增加钢的淬透性并有二次硬化的作用，可提高碳钢的硬度和耐磨性而不使钢变脆。
含量超过12%时，使钢有良好的高温抗氧化性和耐氧化性腐蚀的作用，还增加钢的热强性。
铬为不锈钢耐酸钢及耐热钢的主要合金元素。
铬能提高碳素钢轧制状态的强度和硬度，降低伸长率和断面收缩率。
当铬含量超过15%时，强度和硬度将下降，伸长率和断面收缩率则相应地有所提高。
含铬钢的零件经研磨容易获得较高的表面加工质量。
铬在调质结构中的主要作用是提高淬透性，使钢经淬火回火后具有较好的综合力学性能，在渗碳钢中还可以形成含铬的碳化物，从而提高材料表面的耐磨性。
含铬的弹簧钢在热处理时不易脱碳。
铬能提高工具钢的耐磨性、硬度和红硬性，有良好的回火稳定性。
在电热合金中，铬能提高合金的抗氧化性、电阻和强度。
（2）Ni镍在钢中强化铁素体并细化珠光体，总的效果是提高强度，对塑性的影响不显著。
一般地讲，对不需调质处理而在轧钢、正火或退火状态使用的低碳钢，一定的含镍量能提高钢的强度而不显著降低其韧性。
据统计，每增加1%的镍约可提高强度29.4Pa。
随着镍含量的增加，钢的屈服程度比抗拉强度提高的快，因此含镍钢的比可较普通碳素钢高。
镍在提高钢强度的同时，对钢的韧性、塑性以及其他工艺的性能的损害较其他合金元素的影响小。
对于中碳钢，由于镍降低珠光体转变温度，使珠光体变细；又由于镍降低共析点的含碳量，因而和相同的碳含量的碳素钢比，其珠光体数量较多，使含镍的珠光体铁素体钢的强度较相同碳含量的碳素钢高。
反之，若使钢的强度相同，含镍钢的碳含量可以适当降低，因而能使钢的韧性和塑性有所提。
镍可以提高钢对疲劳的抗力和减小钢对缺口的敏感性。
铌铁的主要用途
铌铁的主要用途铌（铌）是一种银白色、质地坚硬的金属元素，化学符号为Nb，原子序数41，属于第五族元素。
铌的主要用途包括在合金制备、高温结构材料、核反应堆中的应用等领域。
以下将详细介绍铌的主要用途。
首先，铌在合金制备中具有重要作用。
铌与钢、不锈钢和镍基合金的合金制备中都具有重要作用。
铌能使这些合金获得优良的力学性能，耐热性、耐腐蚀性和耐磨损性。
具体来说，在不锈钢中添加适量的铌可以提高其耐腐蚀性和耐热性，使不锈钢更适用于高温高压环境。
此外，铌-钛合金也是一种重要的金属材料，具有低密度、高强度和良好的耐腐蚀性能，被广泛用于航空航天领域中的高温结构材料和发动机零部件。
其次，铌在高温结构材料中的应用也是其主要用途之一。
由于铌具有较高的熔点和耐热性，因此在高温结构材料中得到广泛应用。
例如，铌和铌合金可以用于制造高温合金、高熔点金属、超导材料和高温耐腐蚀的结构材料等。
这些高温结构材料被广泛应用于航空航天、航空发动机、化工、核能等领域，具有重要的经济和国防战略意义。
另外，铌在核反应堆中也有重要应用。
由于铌具有优良的耐辐照性能和化学稳定性，因此被广泛用于核反应堆中的结构材料和燃料包壳。
铌合金可以用于制造核反应堆中受到高辐照和高温影响的结构材料，如燃料包壳、控制棒、反应堆容器等。
铌合金不仅具有较低的中子吸收截面，还具有优良的耐腐蚀和热稳定性，可以有效提高核反应堆的安全性和可靠性。
此外，铌在电子工业、化工工业和医药工业中也有一定的应用。
例如，铌在电子行业中可以用于制造电容器、半导体材料和超导材料。
在化工工业中，铌可以用于催化剂、催化反应器和催化转化剂。
在医药工业中，铌元素也被用于制造医药原料和放射性同位素制备等。
总之，铌作为一种重要的金属元素，具有广泛的应用前景和重要的经济价值。
随着现代科学技术的发展和应用领域的拓展，铌的应用将会越来越广泛，为人类社会的发展和进步做出更大的贡献。
铌铁的牌号及用途
铌铁的牌号及用途在钢铁工业中铌可作为合金剂加入，在不锈钢与耐热钢中加入、在不锈钢与耐热钢中加入铌，有利于提高其可塑性和抗蚀性，结构钢中加入铌，可改善其焊接性能，并提高强度和可塑性，并防止焊缝腐蚀。
对高温钢和高温合金来说，铌是不可缺少的，因为铌可以提高高温强度，细化晶粒，阻止高温下晶粒长大。
铌与碳结合成碳化物，可消除碳化铬沉积在不锈钢中的有害作用，提高抗腐蚀能力。
纯铌及其合金用于电子、化学、轻工业、飞机与火箭制造及其他技术方面。
巴西CBMM公司是全球最大的铌铁生产厂家，年产量约7-8万吨，占全球铌铁约85%的市场份额，居绝对的垄断地位。
若用户是通过正常渠道进的巴西CB MM原厂铌铁，在出现任何质量异议以及计重方面的异议，均可凭据上述证明材料直接向其提出索赔，有充分可信赖的售后保障。
二、其它形式的所谓“巴西铌铁”：1、50kg 铁桶装：也会打上巴西铌铁的标志，甚至印上CB MM公司的字样。
2、100kg铁桶装：基本同上，只不过桶大一点而已。
3、吨袋包装：这是最容易混淆的一种。
但要注意：其一：有没有捆CB MM公司的打包带（就是打包带上有印字的）；其二：有没有带熏蒸记号的木箱托盘——木箱在报关进口时，一定要熏蒸以杀死木头里面可能带有的有害虫卵等，熏蒸完后的木头海关要盖章；其三：是不是CBM M公司的包装袋——而不是装国产铬铁的包装袋！！其四：也是最重要的一点：包装袋上有没有CBMM公司的原厂“蓝色扎带”——它是用来捆铌铁封口的，要打开包装袋，就必须一次性破坏这个扎带。
这个扎带上同样印有CBMM公司的标志，并且还有6位数字的编号。
如果没有上述中的任何一项，就不是原包装！三、两种包装的价格：目前市面上两种包装的货都有卖，所以就形成两种价格体系。
铌含量对Cr20过共晶高铬铸铁组织和性能的影响
~试验研究~铌含量对Cr20过共晶高铬铸铁组织和性能的影响胡楠楠1，郏义征2(1.四川建筑职业技术学院材料工程系，四川德阳618000;2.四川建筑职业技术学院机械工程系，四川德阳618000)摘要：采用金相试验、X射线衍射、硬度测试和磨料磨损试验研究了不含铌和含0. 5、1.0%Nb(质量分数）的&20过共晶高铬铸铁的铸态组织和性能。
结果表明，添加N b元素能有效细化C r20过共晶高铬 铸铁的铸态组织，随着铌含量的增加，初生破化物M7C3从粗大的杆条状转变细小、弥散分布的多边形块状，共晶碳化物从细长条状转变为弥散分布的点状。
添加铌的C20过共晶高铬铸铁的硬度并未明显提高，含铌量为10%的C20过共晶高铬铸铁的硬度比不含铌的仅提高了约6%。
然而，铌的加入显著地提高了 C20过共晶高铬铸铁的耐磨性，含N b量为10%的C20过共晶高铬铸铁的磨损量比不含N b的减少了约21%。
关键词：C20高铬铸铁;铌含量；显微组织；硬度;耐磨性中图分类号：TG143.1 文献标识码：A文章编号=1008-1690(2018)02-0026-05 Effect of Niobium Contents on Micrrstructure and Propertiesof Cr20 Hypereutectic High-Chromium Cast IronHUNannan1 , JIA Yizheng2(1. Department of Materials Engineering,Sichuan College of Architectural Technology,Deyang618000,Sichuan China; 2.Department of Mechanical Engineering,Sichuan College of Architectural Technology,Deyang618000, Sichuan China )Abstract：Microstructure,hardness and wear resistance of Cr20 hypereutectic high-chromium cast iron(HCCI) without niobium and with0. 5 and 1.0% Nb by mass were investigated by metallographic examination,XRD, hardness measurements and wear testing.T he results showed that the addition of niobium to the Cr20 hypereutectic high-chromium cast iron could effectively refine the as-cast structure,and that with t he increa the primary carbide M7C3changed from coarse rod to polygonal block in shape from elongated bar to dispersed dot in shape.The addition of niobium has no obviou of the Cr20 hypereutectic HCCI,and hardness of the Cr20 hypereutectic HCCI containin higher than that of one without niobium.However,wear resistance of the Cr20 hypereutectic HCCI was remarkably improved due to the addition of niobium,and wear loss of the Cr20 hypereutectic HCCI containing 1.0% Nb was about21%less than that of one without niobium.Key words：Cr20 hypereutectic high chromium cast iron；niobium content;microstructure;hardness;wear resistanceC20过共晶高铬铸铁越来越广泛地应用于在 油机、造纸机的磨片等，显示出了良好的耐磨磨料磨损条件下服役的易损件，例如各种饲料机、榨 性[12。
铌对高铬铸铁的影响！
铌对高铬铸铁的影响！铌与碳亲和力很强，属于碳化物形成元素。
铸态高铬铸铁中的铌大部分与碳结合，存在于碳化物中。
这种碳化物形成温度远高于高铬铸铁的液相线温度，铁水中的碳优先消耗于与铌结合，形成显微硬度高达HV2400的碳化铌（NbC).NbC以多种形态弥散分布在基体中。
随后在共晶反应过程中形成NbC+y-Fe共晶组织。
加铌高铬铸铁中M7C3相应减少。
当铌含量低于0.5%时，形成的NbC有限，对材料的抗磨能力影响并不十分明显。
高铬铸铁中加入铌后共晶团组织得到细化，使共晶团尺寸减小，共晶团数量相应增加。
这些都有助于抵抗磨料的冲击与切削作用，改善高铬铸铁抗磨能力。
加铌对于过共晶高铬铸铁组织的细化效果更显著。
例如：铬=17%、碳=3.9%的高铬铸铁中，初生碳化物尺寸50微米，共晶团尺寸100微米；加铌1.4%后，初生碳化物尺寸变为20微米，共晶团尺寸变为70微米。
细化程度随加铌量的增加而提高。
铌使共晶点向高碳方向移动。
例如铬=16.25%、碳=3.80%过共晶成分高铬铸铁加入0.17%Nb后，显微铸造中充满共晶碳化物，而且碳化物量和硬度都有所提高。
从这一点看，加铌优于加硼使共晶点左移，在含碳量相同情况下，加硼使共晶碳化物减少。
采用铌与硼对高铬铸铁进行复合变质处理，可使组织进一步细化。
铸态基本金属的硬化性能得到改善。
例如铸件经过脱稳处理后在空气中冷却，基本硬度由不加铌时的HV700提高到复合变质后的HV900左右。
亚共晶高铬铸铁件凝固时，大约只有百分之几的铌溶入初生奥氏体，其余进入碳化物。
但是考虑到固溶于奥氏体中的少量铌对基体的转变行为有较明显的影响，阻止奥氏体晶粒长大，也推迟奥氏体向珠光体转变的孕育期，和钼有相似的作用，因此希望铌尽可能多地进入基体。
为使铌进入基体，需要在1150~1200摄氏度温度下进行高温固溶处理。
在固溶温度下进行较长时间保温，大部分NbC分解而溶入奥氏体。
然后快速冷却（根据铸件模数进行空冷或强制风冷），铌将固定在固溶体中。
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铌在铸铁中的作用
用作铸铁和钢添加剂的标准Nb化合物是w (Nb)约66%的铌铁合金，其成分相当于介金属间化合物FeNb，后者在Fe-Nb相图中称为μ相。
铌铁的熔点较高，其固相线和液相线温度分别为1 580℃和1 630℃，铸造厂的典型熔炼温度是1 400℃因此这种合金不能熔化，只能溶解，即使用于炼钢也是如此。
铸铁生产与炼钢相比，除了熔炼温度较低之外，溶解机理也不相同，使溶解反应过程变慢。
可加入细颗粒铌铁，也可采用喷射粉状铌铁的方式，加速溶解。
图1所示为Fe +C -NbC的平衡相图，其含碳量为4.24%。
该图显示，加入很少量(质量分数<0.1%)的Nb)对凝固温度和凝固顺序没有影响，此时，NbC将在共晶反应过程中产生。
但是，w（Nb）量稍微提高到0.1 %～0.2%时，将会在铁液中产生初生NbC，这些NbC析出物能为共晶反应，也即液相向奥氏体+石墨(或渗碳体)转变，提供非均匀形核核心。
这一机理可说明加Nb后共晶团细化的原因。
如果、w(Nb)量超过微合金化的范围（>0.2%）咐，这种初生碳化物在更高的温度就己形成，因而它们会变得较粗大，NbC尺寸为2μm～8μm ，多数在5μm左右,可以提高耐磨性以及硬度和强度。
图1 Fe-C-NbC二元相图的富铁角落
研究表明，铌对基体组织的作用主要在于细化奥氏体组织。
当铌固溶于奥氏体时，在晶界处极易产生内吸附，当凝固时，奥氏体晶界处的铌偏聚，阻碍了晶粒界面的推移，从而抑制了奥氏体的长大。
另外，当铌含量提高到超过固溶度以后，又会在晶界处形成偏聚析出的碳化物NbC，这部分铌碳化物尽管尺寸极其细小，但是它可作为晶核起到孕育的作用，故能有效抑制奥氏体的长大。
当然，铌对共晶碳化物分布和尺寸也有很大的影响，由于铌在奥氏体或共晶碳化物中的溶解度有限，所以绝大多数铌形成了铌的碳化物NbC。
而NbC又先于共晶碳化物析出，导致液相中的碳含量也随之降低。
相应的共晶碳化物的数量也随之降低。
随着铌的加入，碳化物不仅得到极大的细化，而且其大小和分布更加均匀。