Propriétés et utilisations du ferro-niobium

Le niobium est un métal à point de fusion élevé, gris acier, poids atomique 92,9064, structure électronique externe 4d5s, point de fusion 2467 degrés C, point d'ébullition 4740 degrés C, densité (20 degrés C) est de 8,6 g/cm3. La figure 1 montre le diagramme de phases d'équilibre du système binaire ferroniobium. Il existe deux points eutectiques et une phase raschmannienne de type MgZn2- εNbFe2. Les deux points eutectiques sont situés à Nb11,6%, 1360 degrés et Nb environ 55%, 1560 degrés. La température de fusion du ferroniobium (FeNb60) produit industriellement varie de 1 520 à 1 600 degrés, avec une densité d'environ 8,0 g/cm3.

Le ferro niobium est principalement utilisé dans la fusion d'alliages à haute température (résistants à la chaleur), d'acier inoxydable et d'acier faiblement allié à haute résistance. Niobium dans l'acier inoxydable et l'acier résistant à la chaleur, et le carbone dans l'acier pour produire du carbure de niobium stable. Uniformément réparti dans les limites des grains de l'acier, empêchant la croissance des grains de l'acier à haute température, l'organisation de l'acier pour jouer un rôle dans le raffinage, peut améliorer la résistance, la ténacité et les propriétés de fluage de l'acier. L'affinité chimique entre le niobium et le carbone est bien supérieure à celle entre le chrome et le carbone. Par conséquent, lorsque le niobium est présent dans l'acier inoxydable, il peut empêcher le carbure de chrome de précipiter aux joints de grains de l'acier, améliorant ainsi la résistance à la corrosion de l'acier. Niobium et azote dans l'acier pour générer du nitrure de niobium stable, améliorant ainsi la résistance à la corrosion de la surface de l'acier. Niobium et oxygène dans l'acier pour générer de l'oxyde de niobium stable, de sorte que la surface de l'acier forme un film d'oxyde de niobium, ce qui peut empêcher la diffusion de l'oxygène à l'effet antioxydant interne. L'acier au carbone ajoute du Nb0.015 % ~ 0,05 %, peut jouer un rôle dans le raffinement de l'organisation, afin que l'acier ait une bonne formabilité et de bonnes performances de soudage. Le niobium sur la recristallisation de l'austénite de l'acier a un fort effet préventif, de sorte que l'acier à des températures plus élevées, un contrôle efficace du laminage et un contrôle de l'effet de trempe au laminage sont très importants. Ainsi, le niobium en tant qu'élément de microalliage dans l'acier au carbone a considérablement augmenté. Les États-Unis, dans les microalliages avec le niobium, ne représentaient en 1959 que 1,9 % de la consommation totale de niobium, alors qu'en 1988 elle atteignait 68 %.
Le niobium dans les alliages à haute température joue un rôle de renforcement des solutions solides et de renforcement des précipitations de carbure, améliore la limite d'élasticité et la stabilité de surface des alliages à haute température. Le poids du niobium est l’un des métaux réfractaires les plus légers et constitue l’un des facteurs expliquant le grand nombre d’alliages à haute température utilisés. Les alliages niobium-nickel sont utilisés comme additifs aux alliages haute température à base de nickel, principalement pour produire l'alliage 718. L'ajout de niobium aux alliages à aimants permanents améliore les propriétés de coercivité de l'alliage.
L'ajout de niobium à la fonte contribue à la formation d'organisations sphéroïdales et perlitiques. Il agit comme une organisation de casting enceinte et raffinée. Le niobium améliore la résistance, la ténacité, la dureté et la durée de vie des pièces moulées à haute température. Les électrodes utilisent du ferroniobium comme composant de soudure pour améliorer la qualité de la soudure.