Svojstva i uporaba fero niobija

Niobij je metal visokog tališta, čelično siv, atomske težine 92,9064, vanjske elektronske strukture 4d5s, tališta 2467 stupnjeva C, vrelišta 4740 stupnjeva C, gustoće (20 stupnjeva C) je 8,6 g/cm3. Slika 1 prikazuje ravnotežni fazni dijagram fero-niobijevog binarnog sustava. Postoje dvije eutektičke točke i Raschmannova faza tipa MgZn2- εNbFe2. Dvije eutektičke točke nalaze se u Nb11,6%, 1360 stupnjeva i Nb oko 55%, 1560 stupnjeva. Temperatura taljenja industrijski proizvedenog fero-niobija (FeNb60) kreće se od 1520 do 1600 stupnjeva, s gustoćom od oko 8,0 g/cm3.

Fero niobij se uglavnom koristi za taljenje visokotemperaturnih legura (otpornih na toplinu), nehrđajućeg čelika i niskolegiranog čelika visoke čvrstoće. Niobij u nehrđajućem čeliku i čeliku otpornom na toplinu, te ugljik u čeliku za proizvodnju stabilnog niobijevog karbida. Jednoliko raspoređen u granicama zrna čelika, sprječava rast zrna čelika na visokim temperaturama, organizacija čelika koja igra ulogu u rafiniranju, može poboljšati čvrstoću, žilavost i svojstva puzanja čelika. Kemijski afinitet između niobija i ugljika mnogo je veći od onog između kroma i ugljika, stoga, kada je niobij prisutan u nehrđajućem čeliku, može spriječiti taloženje krom karbida na granicama zrna čelika, čime se poboljšava otpornost čelika na koroziju. Niobij i dušik u čeliku za stvaranje stabilnog niobijevog nitrida, poboljšavajući otpornost čelične površine na koroziju. Niobij i kisik u čeliku stvaraju stabilan niobijev oksid, tako da površina čelika stvara film niobijevog oksida, koji može spriječiti difuziju kisika na unutarnji antioksidativni učinak. Ugljični čelik s dodatkom Nb0.015% ~ 0,05%, može igrati ulogu u poboljšanju organizacije, tako da čelik ima dobru sposobnost oblikovanja i performanse zavarivanja. Niobij na čeličnu austenitnu rekristalizaciju ima snažan preventivni učinak, tako da je čelik na višim temperaturama, učinkovita kontrola valjanja i kontrola valjanja, učinak kaljenja vrlo značajan. Tako je niobij kao mikrolegirajući element u ugljičnom čeliku u količini znatno povećan. Sjedinjene Države u mikrolegiranju s niobijem, 1959. samo 1,9% ukupne potrošnje niobija, dok je 1988. poraslo na 68%.
Niobij u visokotemperaturnim legurama ima ulogu ojačanja čvrste otopine i taloženja karbida, poboljšava granicu razvlačenja i stabilnost površine visokotemperaturnih legura. Težina niobija jedan je od lakših vatrostalnih metala i jedan je od faktora za veliki broj korištenih visokotemperaturnih legura. Legure niobij-nikal koriste se kao dodaci visokotemperaturnim legurama na bazi nikla, uglavnom za proizvodnju legure 718. Dodavanje niobija legurama s permanentnim magnetima poboljšava svojstva koercitivnosti legure.
Dodavanje niobija lijevanom željezu doprinosi stvaranju sferoidnih i perlitnih organizacija. Djeluje kao trudna i profinjena casting organizacija. Niobij poboljšava čvrstoću, žilavost, tvrdoću i vijek trajanja odljevaka na visokim temperaturama. Elektrode koriste fero-niobij kao komponentu lema za poboljšanje kvalitete zavara.