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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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。
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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。