Mikä on niobiumin rooli teräksessä?

Niobium (Nb) voi muodostaa interstitiaalisia välifaaseja, kuten NbC tai NbN teräkseen. Uudelleenkiteytymisen aikana NbC:n ja NbN:n aiheuttamat dislokaatiot ja rakeiden kasvun estyminen lisäävät suuresti uudelleenkiteytysaikaa. Kriittistä korkeammassa lämpötilassa niobiumin rooli liuenneen aineen vetomekanismin uudelleenkiteytymisessä, kun taas kriittistä lämpötilaa alhaisemmassa lämpötilassa saostumisen kiinnitysmekanismi.
Eli kun raeraja kohtaa plasmapisteen liikkeen aikana, osa raerajasta leikataan pois. Jos raeraja on irrotettava plasmapisteen kiinnityksestä, syntyy se väistämättä uutta rajapinta-aluetta, mikä puolestaan ​​lisää uutta rajapintaenergiaa, ja siten rakeita voidaan karkeaa vain antamalla suurempi käyttövoima. Teräksessä olevan niobiumin ominaisuus on nostaa austeniitin uudelleenkiteytyslämpötilaa, laajentaa uudelleenkiteyttämättömän vyöhykkeen lämpötila-aluetta, edistää austeniitin rakeiden muodonmuutosta ja vikojen "kertymistä" ja viime kädessä saavuttaa ferriittirakeiden jalostuksen tarkoitus.

Niobium on yksi erittäin tärkeistä mikroseosalkuaineista ja se on suosituin elementti teräksen kontrolloidussa valssauksessa. Se on tehokkain seosaine jyvien jalostukseen ja sillä on merkittävä vahvistava vaikutus. Sen erittäin voimakas vaikutus austeniitin uudelleenkiteytymisen ja rakeiden jalostuksen hidastamiseen lämpökäsittelyprosesseissa, kuten kontrolloidussa valssauksessa ja normalisoinnissa, on yksi niobiumin tärkeimmistä eduista. Nykyään yleisesti käytetyllä suhteellisen alhaisella, noin 0,03 %:n niobipitoisuudella voi olla merkittävä rooli terästen hallitussa valssauksessa ja normalisoinnissa. Alle 950 asteen valssauslämpötilassa kutakin normaalia muodonmuutosta valssauksen jälkeen ei tapahdu uudelleenkiteytymisen jälkeen, joten raerajojen ydintymisestä ja subgranulaarisesta pinta-alasta johtuvat pitkänomaiset austeniittirakeet kasvavat, se voi muuttua hienoiksi rakeiksi. Siksi vähähiiliselle mangaaniteräkselle voidaan saavuttaa lisäämällä pieni määrä niobiumia tavallisessa valssaamossa, jotta saavutetaan hallitun valssauksen ja rakeiden jalostuksen tarkoitus.