Lastnosti in uporaba fero niobija

Niobij je kovina z visokim tališčem, jekleno siva, atomska masa 92,9064, zunanja elektronska struktura 4d5s, tališče 2467 stopinj C, vrelišče 4740 stopinj C, gostota (20 stopinj C) je 8,6 g/cm3. Slika 1 prikazuje ravnotežni fazni diagram fero-niobijevega binarnega sistema. Obstajata dve evtektični točki in Raschmannova faza tipa MgZn2- εNbFe2. Dve evtektični točki se nahajata v Nb11,6%, 1360 stopinjah in Nb približno 55%, 1560 stopinjah. Temperatura taljenja industrijsko proizvedenega fero-niobija (FeNb60) se giblje od 1520 do 1600 stopinj, z gostoto približno 8,0 g/cm3.

Fero niobij se uporablja predvsem pri taljenju visokotemperaturnih (toplotno odpornih) zlitin, nerjavnega jekla in nizko legiranega jekla visoke trdnosti. Niobij v nerjavnem jeklu in toplotno odpornem jeklu ter ogljik v jeklu za proizvodnjo stabilnega niobijevega karbida. Enakomerno porazdeljena v mejah zrn jekla, ki preprečuje rast zrn jekla pri visokih temperaturah, organizacija jekla, ki igra vlogo pri rafiniranju, lahko izboljša trdnost, žilavost in lastnosti lezenja jekla. Kemijska afiniteta med niobijem in ogljikom je veliko večja kot med kromom in ogljikom, zato lahko, ko je niobij prisoten v nerjavnem jeklu, prepreči obarjanje kromovega karbida na mejah zrn jekla in tako izboljša korozijsko odpornost jekla. Niobij in dušik v jeklu za ustvarjanje stabilnega niobijevega nitrida, ki izboljša odpornost jeklene površine proti koroziji. Niobij in kisik v jeklu ustvarjata stabilen niobijev oksid, tako da površina jekla tvori film niobijevega oksida, ki lahko prepreči difuzijo kisika do notranjega antioksidativnega učinka. Ogljikovo jeklo z dodatkom Nb0.015 % ~ 0,05 % lahko igra vlogo pri izboljšanju organizacije, tako da ima jeklo dobro sposobnost oblikovanja in učinkovitost varjenja. Niobij na rekristalizaciji jeklenega avstenita ima močan preventivni učinek, tako da je jeklo pri višjih temperaturah, učinkovit nadzor valjanja in nadzor učinka kaljenja pri valjanju zelo pomemben. Tako se niobij kot mikrolegirni element v ogljikovem jeklu močno poveča. Združene države pri mikrolegiranju z niobijem so leta 1959 predstavljale le 1,9 % celotne porabe niobija, leta 1988 pa so narasle na 68 %.
Niobij v visokotemperaturnih zlitinah igra vlogo utrjevanja trdne raztopine in krepitve karbidne precipitacije, izboljša mejo tečenja in površinsko stabilnost visokotemperaturnih zlitin. Teža niobija je ena izmed lažjih ognjevzdržnih kovin in je eden od dejavnikov za veliko število uporabljenih visokotemperaturnih zlitin. Zlitine niobija in niklja se uporabljajo kot dodatki visokotemperaturnim zlitinam na osnovi niklja, predvsem za proizvodnjo zlitine 718. Dodatek niobija zlitinam s trajnimi magneti izboljša koercitivne lastnosti zlitine.
Dodatek niobija litemu železu prispeva k nastanku sferoidnih in perlitnih organizacij. Deluje kot noseča in prefinjena kasting organizacija. Niobij izboljša trdnost, žilavost, trdoto in življenjsko dobo ulitkov pri visokih temperaturah. Elektrode uporabljajo fero-niobij kot spajkalno komponento za izboljšanje kakovosti zvara.