Niób má tieto účinky v oceli

Niób je prvok piatej periódy skupiny VB v periodickej tabuľke, symbol prvku "Nb", atómové číslo 41, relatívna atómová hmotnosť 92,91, hustota 8,57 g/cm3, teplota topenia 2468 stupňov. Elektrónová štruktúra nióbu určuje, že najstabilnejší valenčný stav nióbu je 5 valencia. V niektorých zlúčeninách nióbu má niób tiež 3, 4 a 2 ekvivalentné stavy.

Niób je stabilný pri izbovej teplote a väčšina plynov ho nedokáže erodovať pod 10}0 °C. Hlavnou nevýhodou kovového nióbu je, že jeho stabilita zmizne so zvýšením teploty a prítomnosť nečistôt sa úplne zmení. vlastnosti kovu. Pri teplotách nad 200 stupňov niób ľahko oxiduje na vzduchu. Nad 350 stupňov sa na povrchu vytvorí oxidový film, ktorý s pribúdajúcim časom postupne hustne. Nad 400 stupňov sa rýchlosť oxidácie nióbu zrýchli a začne absorbovať kyslík. Rýchlosť oxidácie nióbu pri 900 stupňoch je 0,05 mm za rok.

Niób začína reagovať s vodíkom nad 250 stupňov a vodík spočiatku vstupuje do medzery nióbovej kovovej mriežky do stavu tuhého roztoku, čo znižuje plasticitu nióbu a stáva sa krehkým, a nakoniec prekračuje limit pevného roztoku za vzniku tvrdého a krehkého hydridu.

Niób nereaguje s dusíkom pod 350 stupňov. Pri 600 stupňoch C začne absorbovať dusík a vytvárať tuhý roztok.

Nad 300 °C niób rýchlo reaguje s vodnou parou za uvoľnenia vodíka a reakčný vzorec je nasledujúci

Nb+H2O=Nb2O5+H2

Pri vysokých teplotách môže niób reagovať s väčšinou ostatných plynov, ako sú CO, CO2, SO2, NH3 atď.

Niób je pri izbovej teplote vo väčšine vodných roztokov chemicky inertný. Vytvára hlavne tenký a hustý pasivačný oxidový film na povrchu nióbu, ktorý má dobrú odolnosť proti korózii. Keď teplota prekročí 150 °C, porézny oxidový film vytvorený reakciou bude periodicky odpadávať, čo vedie k zrýchlenej korózii.

Okrem kyseliny fluorovodíkovej nebude niób korodovaný inými anorganickými kyselinami pod 100 stupňov C, alebo je rýchlosť erózie veľmi pomalá.

Stabilita nióbu v alkalickom roztoku je slabá, pretože niób tvorí v alkalickom roztoku hydratované soli, čo vedie k rozpusteniu nióbu.

Niób má dobrú pevnosť pri vysokých teplotách, vynikajúcu ťažnosť pri nízkych teplotách a spracovateľské vlastnosti. Niób sa používa hlavne v oceliarskom priemysle, jadrovom priemysle, zliatinách, zlúčeninách a iných oblastiach. Takmer 90 % nióbu sa používa v mikrolegovanej oceli, nehrdzavejúcej oceli a žiaruvzdornej oceli. Niób je jedným z dôležitých legujúcich prvkov v oceli, pridanie malého množstva nióbu do ocele môže výrazne zlepšiť pevnosť ocele, zlepšiť mechanické vlastnosti a zváracie vlastnosti a zlepšiť odolnosť proti korózii. Niób sa pridáva vo forme železného nióbu, hlavne ako zjemňovač zrna a disperzné tvrdidlo ocele. Pridanie malého množstva nióbu do liatiny môže podporiť grafitizáciu, znížiť trhliny v odliatkoch, zlepšiť odolnosť odliatkov proti opotrebovaniu a výrazne zlepšiť pevnosť a húževnatosť liatiny.

Niób sa už dlho používa ako legovací prvok v oceli. Výsledky ukazujú, že niób má vynikajúce účinky z dvoch hľadísk: po prvé, niób môže urobiť kovové zrno jemnou a jednotnou štruktúrou; Po druhé, niób môže tvoriť jemné a stabilné častice tvrdej fázy, ktoré sú rovnomerne rozdelené v matrici zliatiny a zohrávajú úlohu zosilnenia disperzie a odolnosti voči deformácii. Doteraz niektoré z najdôležitejších aplikácií nióbu v liatine zahŕňajú najmä dva aspekty, jedným je automobilový priemysel, ako sú hlavy valcov, piestne krúžky a brzdy; Druhým je hutnícky priemysel, ako sú valce a iné materiály odolné voči opotrebovaniu pri vysokých teplotách.

Nióbová oceľ sa vo všeobecnosti delí do troch kategórií: ① nízkolegovaná oceľ s vysokou pevnosťou (HSLA), zvyčajne obsahujúca 0.02 %-0.{{10 }}5 % nióbu. Táto výroba nióbovej ocele je najväčšia a predstavuje približne 80 % množstva nióbu používaného v oceliarskom priemysle ② nízkolegovaná oceľ, ktorá vo všeobecnosti obsahuje 0,02 %-1,0 %. ③ Vysokolegovaná oceľ, vo všeobecnosti obsahujúca 0,4 %-3,0 % nióbu. Najväčšie využitie nióbovej ocele je preprava zemného plynu a ropovodov.

Železo niób je najväčším medziproduktom nióbu. Ako predzliatina sa široko používa pri výrobe legovanej ocele a superzliatin. Metóda redukcie termitov sa používa najmä v priemyselnej výrobe. Redukcia termitu je samozahrievací reakčný proces, nevyžaduje externé zahrievanie, krátky výrobný proces, jednoduché vybavenie, jednoduchá obsluha. Reakcia redukcie termitu sa uskutočňuje pri teplote, pri ktorej sa roztaví kovový hliník aj reakčná troska. Aby sa zvýšil výťažok nióbu, musí byť redukčné činidlo nadmerné. Aby sa znížila teplota topenia trosky, je potrebné pridať 30 % hmotnostných vápna oxidu nióbu, aby sa vytvoril hlinitan vápenatý. Všeobecne sa verí, že teplo uvoľnené termitovou reakciou je dostatočné na to, aby reakcia dosiahla 2200-2400 stupeň, takže niób v nióbovom koncentráte môže dosiahnuť úplnú redukciu.