Niob má tyto účinky v oceli

Niob je prvek páté periody skupiny VB v periodické tabulce, symbol prvku "Nb", atomové číslo 41, relativní atomová hmotnost 92,91, hustota 8,57 g/cm3, bod tání 2468 stupňů. Elektronová struktura niobu určuje, že nejstabilnější valenční stav niobu je 5 valenční. V některých sloučeninách niobu má niob také 3, 4 a 2 ekvivalentní stavy.

Niob je stabilní při pokojové teplotě a většina plynů jej nedokáže erodovat pod 10}0 °C. Hlavní nevýhodou kovového niobu je, že jeho stabilita zmizí se zvýšením teploty a přítomnost nečistot se zcela změní. vlastnosti kovu. Při teplotách nad 200 stupňů niob snadno oxiduje na vzduchu. Při teplotě nad 350 stupňů se na povrchu vytvoří oxidový film, který s přibývajícím časem postupně houstne. Nad 400 stupňů se rychlost oxidace niobu zrychlí a začne absorbovat kyslík. Rychlost oxidace niobu při 900 stupních je 0,05 mm za rok.

Niob začíná reagovat s vodíkem při teplotě nad 250 stupňů a vodík zpočátku vstupuje do mezery v niobové kovové mřížce do stavu pevného roztoku, což snižuje plasticitu niobu a stává se křehkým, a nakonec překračuje limit pevného roztoku za vzniku tvrdého a křehkého hydridu.

Niob nereaguje s dusíkem pod 350 stupňů. Při 600 °C začíná absorbovat dusík a tvořit pevný roztok.

Nad 300 °C niob rychle reaguje s vodní párou za uvolňování vodíku a reakční vzorec je následující

Nb+H2O=Nb2O5+H2

Při vysokých teplotách může niob reagovat s většinou ostatních plynů, jako je CO, CO2, SO2, NH3 atd.

Niob je chemicky inertní ve většině vodných roztoků při pokojové teplotě. Na povrchu kovového niobu tvoří především tenký a hustý pasivační oxidový film, který má dobrou odolnost proti korozi. Když teplota překročí 150 °C, porézní oxidový film vytvořený reakcí bude periodicky odpadávat, což má za následek zrychlenou korozi.

Kromě kyseliny fluorovodíkové nebude niob korodován jinými anorganickými kyselinami pod 100 °C, nebo je rychlost eroze velmi pomalá.

Stabilita niobu v alkalickém roztoku je špatná, protože niob tvoří v alkalickém roztoku hydratované soli, což vede k rozpouštění niobu.

Niob má dobrou pevnost při vysokých teplotách, vynikající tažnost při nízkých teplotách a zpracovatelské vlastnosti. Niob se používá hlavně v ocelářském průmyslu, jaderném průmyslu, slitinách, sloučeninách a dalších oborech. Téměř 90 % niobu se používá v mikrolegované oceli, nerezové oceli a žáruvzdorné oceli. Niob je jedním z důležitých legujících prvků v oceli, přidání malého množství niobu do oceli může výrazně zlepšit pevnost oceli, zlepšit mechanické vlastnosti a svařovací vlastnosti a zlepšit odolnost proti korozi. Niob se přidává ve formě niobu železa, hlavně jako zjemňovač zrna a disperzní tvrdidlo oceli. Přidání malého množství niobu do litiny může podpořit grafitizaci, snížit praskliny odlitků, zlepšit odolnost odlitků proti opotřebení a výrazně zlepšit pevnost a houževnatost litiny.

Niob se již dlouho používá jako legující prvek v oceli. Výsledky ukazují, že niob má vynikající účinky ze dvou hledisek: za prvé, niob může způsobit jemnou a stejnoměrnou strukturu kovového zrna; Za druhé, niob může tvořit jemné a stabilní částice tvrdé fáze, které jsou rovnoměrně distribuovány v matrici slitiny a hrají roli zpevňování disperze a odolnosti vůči deformaci. Dosud některé z nejdůležitějších aplikací niobu v litině zahrnují především dva aspekty, jedním je automobilový průmysl, jako jsou hlavy válců, pístní kroužky a brzdy; Druhým je metalurgický průmysl, jako jsou role a jiné materiály odolné proti opotřebení při vysokých teplotách.

Niobová ocel se obecně dělí do tří kategorií: ① vysokopevnostní nízkolegovaná ocel (HSLA), obvykle obsahující 0.02 %-0.{{10 }}5 % niobu. Tato výroba niobové oceli je největší a představuje asi 80 % množství niobu použitého v ocelářském průmyslu ② nízkolegovaná ocel, která obecně obsahuje 0,02 %-1,0 %. ③ Vysoce legovaná ocel, obvykle obsahující 0,4 %-3,0 % niobu. Největší využití niobové oceli je přeprava zemního plynu a ropovodů.

Železo niob je největším meziproduktem niobu. Jako předslitina se široce používá při výrobě legované oceli a superslitin. Metoda redukce termitů se používá především v průmyslové výrobě. Redukce termitu je samozahřívací reakční proces, nevyžaduje externí ohřev, krátký výrobní proces, jednoduché zařízení, snadno ovladatelný. Reakce redukce termitu se provádí při teplotě, při které se taví jak kovový hliník, tak reakční struska. Aby se zvýšil výtěžek niobu, musí být redukčního činidla nadměrné množství. Aby se snížila teplota tání strusky, je nutné přidat 30 % hmotnostních vápna oxidu niobu, aby se vytvořil hlinitan vápenatý. Obecně se má za to, že teplo uvolněné termitovou reakcí stačí k tomu, aby reakce dosáhla 2200-2400 stupně, takže niob v niobovém koncentrátu může dosáhnout úplné redukce.