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铌铁在工业用钢中的应用

铌铁在工业用钢中的应用
  无间隙钢应用
  无间隙钢是一种具有极好冷成形性且不含自由碳和氮原子的钢,即无间隙原子钢。间隙原子,如碳和氮对钢的变形行为有显著影响。钢中加入0.02%的铌和钦以稳定碳和氮,可使钢获优良的延展性,同时又具有很高的强度、良好的抗腐蚀和抗时效性,这种无间隙钢冷轧薄板很快被大量用于汽车制造中。日本是生产无间隙钢的主要国家,年产无间隙钢约为800万t,其中300万t为含铌钢。日本用于生产无间隙钢的铌约占其铌铁消耗量的30%,消费铌约360t/a(金属铌计)。全世界约8%的铌铁(1850t/a)用于生产无间隙钢。在一些领域无间隙钢正取代碳素钢,从而促进铌铁的应用市场。
  碳钢应用
  碳钢是世界钢铁中应用量最多的钢种。2001年全世界共生产了570万t碳钢,约占所有钢产量的92%。中国是碳钢生产快速增长的国家之一。中碳钢中加入0.1%铌,可将抗拉强度提高到80MPa,广泛用于制造曲轴、连杆和操纵杆。海上石油和天然气开采平台与海港建设是含铌碳素钢的重要市场。在北极地区用于结构工程的钢要求在-60℃或低于-60℃保证材料具有良好的抗冲击性能、焊接性能、抗脆断裂、疲劳性能,还要求其耐海水腐蚀。钢中加入微量铌铁可使钢的屈服强度由35.5MPa提高至50MPa,可加工成用于制造桥梁结构中的高强度拉索。微铌碳钢可加工成铸件、锻件、卷材、板材、线材、管材、带材、棒材和型材等,用途十分广泛。
  轨道钢应用
  铁路提速和相关轴负载增加,推动了轨道钢的发展。碳钢中加入微量铌铁可以提高钢的屈服强度、抗拉强度、韧性、耐磨性和耐剥离性,用于轨道钢的生产。含铌钢轨还具有良好的延展性和焊接性,可用于寒冷地区的轨道辅设。铌铁主要用于铬基轨道钢生产中。一种Cr-S-Nb钢轨中(含0.06%Nb)的极限抗拉强度达到1040MPa,布氏硬度为340,延伸率10%,试验应力705.5MPa。中国包头钢铁公司开发了稀土一铌轨道用钢,具有强度高、耐磨性能好、使用寿命长等优点。
  工具钢应用
  含铌冷作工具钢具有特别高的抗磨损性和切削加工性,可以在温度不超过250℃的条件下使用。热作工具钢中加入铌可抑制奥氏体晶粒长大,用于要求高韧性和高强度的热锻造领域。
  铸钢应用
由于铌在高温下具有阻比奥氏体晶粒粗化和析出强化的作用,添加铌微合金化的铸钢表现出高强度、良好的韧性、抗疲劳性和抗蠕变性等。这种钢已在许多新领域获得广泛应用,而且用量大。包括铸模、渣槽、轧钢机轧辊、核反应堆支撑架的连接件、海上平台支架连接头、铁路连接器、机器部件等。铌的加入可以显著提高这些钢的高温强度和使用寿命。

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