Ιδιότητες και χρήσεις του σιδηρονιοβίου

Το νιόβιο είναι μέταλλο υψηλού σημείου τήξης, γκρίζο χάλυβα, ατομικό βάρος 92,9064, εξωτερική ηλεκτρονική δομή 4d5s, σημείο τήξης 2467 βαθμοί C, σημείο βρασμού 4740 βαθμοί C, πυκνότητα (20 βαθμοί C) είναι 8,6 g/cm3. Το σχήμα 1 δείχνει το διάγραμμα φάσης ισορροπίας του δυαδικού συστήματος σιδηρο-νιοβίου. Υπάρχουν δύο ευτηκτικά σημεία και μια φάση MgZn2-τύπου Raschmanni εNbFe2. Τα δύο ευτηκτικά σημεία βρίσκονται σε Nb11,6%, 1360 μοίρες και Nb περίπου 55%, 1560 μοίρες. Η θερμοκρασία τήξης του βιομηχανικά παραγόμενου σιδηρονιοβίου (FeNb60) κυμαίνεται από 1520 έως 1600 βαθμούς, με πυκνότητα περίπου 8,0 g/cm3.

Το Ferro Niobium χρησιμοποιείται κυρίως στην τήξη κραμάτων υψηλής θερμοκρασίας (ανθεκτικά στη θερμότητα), ανοξείδωτου χάλυβα και χάλυβα χαμηλής κραματοποίησης υψηλής αντοχής. Νιόβιο σε ανοξείδωτο χάλυβα και ανθεκτικό στη θερμότητα χάλυβα, και ο άνθρακας στον χάλυβα για την παραγωγή σταθερού καρβιδίου του νιοβίου. Ομοιόμορφα κατανεμημένο στα όρια των κόκκων του χάλυβα, εμποδίζοντας την ανάπτυξη κόκκων του χάλυβα σε υψηλές θερμοκρασίες, η οργάνωση του χάλυβα να παίζει ρόλο στη διύλιση, μπορεί να βελτιώσει την αντοχή, την ανθεκτικότητα και τις ιδιότητες ερπυσμού του χάλυβα. Η χημική συγγένεια μεταξύ νιοβίου και άνθρακα είναι πολύ μεγαλύτερη από αυτή μεταξύ χρωμίου και άνθρακα, επομένως, όταν υπάρχει νιόβιο στον ανοξείδωτο χάλυβα, μπορεί να αποτρέψει την καθίζηση του καρβιδίου του χρωμίου στα όρια των κόκκων του χάλυβα, βελτιώνοντας έτσι την αντίσταση στη διάβρωση του χάλυβα. Νιόβιο και άζωτο σε χάλυβα για τη δημιουργία σταθερού νιτριδίου του νιοβίου, βελτιώνοντας την αντίσταση στη διάβρωση της επιφάνειας του χάλυβα. Το νιόβιο και το οξυγόνο στο χάλυβα δημιουργούν σταθερό οξείδιο του νιοβίου, έτσι ώστε η επιφάνεια του χάλυβα να σχηματίζει ένα φιλμ οξειδίου του νιοβίου, το οποίο μπορεί να αποτρέψει τη διάχυση του οξυγόνου στην εσωτερική αντιοξειδωτική δράση. Ο ανθρακούχος χάλυβας προσθέτει Nb0.015% ~ 0,05%, μπορεί να διαδραματίσει ρόλο στη διύλιση της οργάνωσης, έτσι ώστε ο χάλυβας να έχει καλή μορφοποίηση και απόδοση συγκόλλησης. Το νιόβιο στην ανακρυστάλλωση του χάλυβα ωστενίτη έχει ισχυρό προληπτικό αποτέλεσμα, έτσι ώστε ο χάλυβας σε υψηλότερες θερμοκρασίες, ο αποτελεσματικός έλεγχος της έλασης και ο έλεγχος της επίδρασης σκλήρυνσης έλασης είναι πολύ σημαντικός. Έτσι το νιόβιο ως στοιχείο μικροκράματος στον ανθρακούχο χάλυβα σε ποσότητα αυξήθηκε σημαντικά. Οι Ηνωμένες Πολιτείες στη μικροκράμα με νιόβιο, το 1959 μόνο το 1,9% της συνολικής κατανάλωσης νιοβίου, ενώ το 1988 ανήλθαν στο 68%.
Το νιόβιο σε κράματα υψηλής θερμοκρασίας παίζει ρόλο ενίσχυσης στερεού διαλύματος και ενίσχυσης της καθίζησης καρβιδίου, βελτιώνοντας την αντοχή διαρροής και την επιφανειακή σταθερότητα των κραμάτων υψηλής θερμοκρασίας. Το βάρος του νιοβίου είναι ένα από τα ελαφρύτερα από τα πυρίμαχα μέταλλα και είναι ένας από τους παράγοντες για τον μεγάλο αριθμό κραμάτων υψηλής θερμοκρασίας που χρησιμοποιούνται. Τα κράματα νιοβίου-νικελίου χρησιμοποιούνται ως πρόσθετα σε κράματα υψηλής θερμοκρασίας με βάση το νικέλιο, κυρίως για την παραγωγή κράματος 718. Η προσθήκη νιοβίου σε κράματα μόνιμου μαγνήτη βελτιώνει τις ιδιότητες καταναγκασμού του κράματος.
Η προσθήκη νιοβίου στον χυτοσίδηρο συμβάλλει στο σχηματισμό σφαιροειδών και περλιτικών οργανισμών. Λειτουργεί ως έγκυος και εκλεπτυσμένος οργανισμός casting. Το νιόβιο βελτιώνει την αντοχή, τη σκληρότητα, τη σκληρότητα και τη διάρκεια ζωής των χυτών σε υψηλές θερμοκρασίες. Τα ηλεκτρόδια χρησιμοποιούν σιδηρο-νιόβιο ως συστατικό συγκόλλησης για τη βελτίωση της ποιότητας της συγκόλλησης.