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铌在铸铁中的作用用作铸铁和钢添加剂的标准Nb化合物是w (Nb)约66%的铌铁合金，其成分相当于介金属间化合物FeNb，后者在Fe-Nb相图中称为μ相。
铌铁的熔点较高，其固相线和液相线温度分别为1 580℃和1 630℃，铸造厂的典型熔炼温度是1 400℃因此这种合金不能熔化，只能溶解，即使用于炼钢也是如此。
铸铁生产与炼钢相比，除了熔炼温度较低之外，溶解机理也不相同，使溶解反应过程变慢。
可加入细颗粒铌铁，也可采用喷射粉状铌铁的方式，加速溶解。
图1所示为Fe +C -NbC的平衡相图，其含碳量为4.24%。
该图显示，加入很少量(质量分数<0.1%)的Nb)对凝固温度和凝固顺序没有影响，此时，NbC将在共晶反应过程中产生。
但是，w（Nb）量稍微提高到0.1 %～0.2%时，将会在铁液中产生初生NbC，这些NbC析出物能为共晶反应，也即液相向奥氏体+石墨(或渗碳体)转变，提供非均匀形核核心。
这一机理可说明加Nb后共晶团细化的原因。
如果、w(Nb)量超过微合金化的范围（>0.2%）咐，这种初生碳化物在更高的温度就己形成，因而它们会变得较粗大，NbC尺寸为2μm～8μm ，多数在5μm左右,可以提高耐磨性以及硬度和强度。
图1 Fe-C-NbC二元相图的富铁角落研究表明，铌对基体组织的作用主要在于细化奥氏体组织。
当铌固溶于奥氏体时，在晶界处极易产生内吸附，当凝固时，奥氏体晶界处的铌偏聚，阻碍了晶粒界面的推移，从而抑制了奥氏体的长大。
另外，当铌含量提高到超过固溶度以后，又会在晶界处形成偏聚析出的碳化物NbC，这部分铌碳化物尽管尺寸极其细小，但是它可作为晶核起到孕育的作用，故能有效抑制奥氏体的长大。
当然，铌对共晶碳化物分布和尺寸也有很大的影响，由于铌在奥氏体或共晶碳化物中的溶解度有限，所以绝大多数铌形成了铌的碳化物NbC。
而NbC又先于共晶碳化物析出，导致液相中的碳含量也随之降低。
相应的共晶碳化物的数量也随之降低。
铌作为钢和铁的合金元素被使用由来已久。
铌被加入到奥氏体不锈钢中，以改善奥氏体不锈钢的抗晶界腐蚀能力。
这种含铌奥氏体不锈钢被用于制造化工和石油工业的大型设备。
铌加入到镍铬基和钴基高温合金中，可提高其高温稳定性和高温强度。
近二十年铌在材料中的应用得到了进一步的发展，〔1〕由于铌可以推迟先共析铁素体的析出，并大大延迟奥氏体开始转变为珠光体的时间，在低合金钢中加入0.05%~0.10%的铌，在铸态下得到贝氏体钢，免去了贝氏体化热处理过程；〔2〕由于铌可以显著提高铸钢的高温组织稳定性，而被用于铸钢轧辊的生产中。
含1.5%Nb的轧辊的使用寿命是高铬铸铁轧辊寿命的3倍；〔3〕铌在高温合金中的应用也引人注目，含35%Ni、25%Cr的Fe-Ni-Cr-Nb合金有极好的组织稳定性、蠕变断裂强度和抗碳化及还原性，可在1130℃下的空气中使用；〔4〕铌对组织稳定性的贡献还受到生物合金工作者的重视，铌加入到钛合金中，以提高其抗腐蚀性，这种钛合金被用作牙齿材料；〔5〕在AL203纤维增强金属间化合物基复合材料中，Nb2Al+NbAl 被认为是比较好的基体组织；〔6〕在航天工业中，C103(Nb 1.0% Hf1% Ti0.5% Zr)铌合金由于在1500℃的高温下仍然具有大于50MPa的强度，被用来制造高性能火箭发动机辐射冷却推力室和喷管延伸段以及连接法兰环等；〔7〕铌在微合金化钢中的应用发展也很快，特别是在冷轧汽车薄板生产中取得了长足进步。
本文详细介绍铌在铸铁中应用的研究结果，并对铌在铸铁中的应用前景进行探讨。
一、铌对灰铸铁组织及力学性能的影响采用高频感应电炉熔炼和湿型浇注研究了铌对3.0%～3.4%C、1.8%～2.0%Si、0.7%～0.9%Mn灰铸铁力学性能及耐磨性的影响，结果如图1至图4所示。
研究结果表明，灰铸铁的抗拉强度、抗弯强度和冲击韧性都随着铌含量的增加而提高，当灰铸铁中含铌量高于0.25%时，其各项性能明显提高。
高铬铸铁型药芯焊丝（北京固本科技有限公司）1耐磨堆焊材料合金体系高铬铸铁的基本合金体系是Fe-Cr-C，在此基础上，往往还加入其他合金元素，常见的体系有Fe-Cr-Mo-B、Fe-Cr-B-C、Fe-Cr-V-Mo-Ti、Fe-Cr-C-Nb、Fe-Cr-C-V等。
本课题自制高铬铸铁药芯焊丝，其中，Nb对药芯焊丝堆焊层性能的影响是研究的重要一部分，故采用Fe-Cr-C-Nb系高铬铸铁型药芯焊丝。
铁基堆焊合金耐磨性良好，且价格较便宜，具有很好的经济性，因而应用最为广泛。
除此之外，堆焊合金体系主要还有钴基合金体系、镍基合金体系、铜基合金体系及碳化物增强合金体系。
钴基堆焊合金成本较高，高温条件下耐磨性能优异，多应用于一些特殊耐磨件，镍基堆焊合金同样也多用在高温耐磨工况条件下。
铜基堆焊合金摩擦系数较低，抗黏着磨损性能优秀，所以常用于滑动接触磨损工件中，而不用于抗磨粒磨损或高温磨损工况环境中。
在碳化物增强堆焊合金中，常以W、Ti、Mo、Nb、V等合金元素的碳化物作为增强相，具有很高的硬度和耐磨粒磨损性能，但高温下有些碳化物容易过热分解。
2高铬铸铁型药芯焊丝概况在高铬铸铁堆焊中，为了使堆焊层更容易得到非平衡组织，也就是亚稳奥氏体基体上分布M7C3型碳化物，往往采用明弧堆焊，这样可以使焊后冷却速度足够快，以更容易得到粗大的初生M7C3型碳化物。
对于高铬铸铁型药芯焊丝的明弧堆焊，脱氧和脱氮是首先要考虑的问题，所以药芯焊丝中需要添加铝、硅、锰等基本的脱氧元素。
铝主要用于先期脱氧，硅锰用于熔池阶段的脱氧。
高铬铸铁本身就是硬而脆的组织，因而对于氮并不需要刻意地完全消除，甚至可以加入少量氮，氮可以代替部分碳，形成碳氮化物，以增加堆焊层组织的硬度及耐磨性。
在高铬铸铁型药芯焊丝自保护明弧堆焊过程中，并不会有大量的氮溶入熔池，形成氮气孔，这主要是因为，在高铬铸铁药芯焊丝中，碳含量较高，较高的含碳量可以降低氮在铁中的溶解度，从而使焊缝中的含氮量不会太高。
镍基高温合金的研究现状与发展前景唐中杰;郭铁明;付迎;惠枝;韩昌松【期刊名称】《金属世界》【年(卷),期】2014(000)001【总页数】5页(P36-40)【作者】唐中杰;郭铁明;付迎;惠枝;韩昌松【作者单位】兰州理工大学甘肃省有色金属新材料省部共建国家重点实验室,甘肃兰州730050;兰州理工大学甘肃省有色金属新材料省部共建国家重点实验室,甘肃兰州730050;兰州理工大学有色金属合金及加工教育部重点实验室,甘肃兰州730050;兰州理工大学甘肃省有色金属新材料省部共建国家重点实验室,甘肃兰州730050;兰州理工大学甘肃省有色金属新材料省部共建国家重点实验室,甘肃兰州730050;兰州理工大学甘肃省有色金属新材料省部共建国家重点实验室,甘肃兰州730050【正文语种】中文内容导读航空发动机的工作叶片、涡轮盘、燃烧室等关键的高温部件都会使用镍基高温合金。
它不但有良好的高温抗氧化和抗腐蚀能力，而且有较高的高温强度、蠕变强度和持久强度，以及良好的抗疲劳性能。
文章综述了镍基高温合金的研究进展，主要介绍了合金体系、强化方式、主要制备工艺、应用领域，以及合金中的夹杂物及净化的情况，并介绍了镍基高温合金的发展趋势做了展望前景。
镍基高温合金应向低制作成本、高强度、抗热腐蚀性、小密度的方向发展：保持组织稳定性，提高材料高温强度；发展耐热腐蚀性能优越的单晶合金；开发密度尽量小的单晶高温合金；降低成本，减少昂贵的金属元素添加量。
镍基高温合金一般在600℃以上承受一定应力的条件下工作，它不但有良好的高温抗氧化和抗腐蚀能力，而且有较高的高温强度、蠕变强度和持久强度，以及良好的抗疲劳性能。
主要用于航天航空领域高温条件下工作的结构部件，如航空发动机的工作叶片、涡轮盘、燃烧室等。
但是制备镍基合金的过程中会混入夹杂物，严重影响材料的疲劳性能，使结构材料部件的寿命得不到保证，限制了合金的更广泛应用。
本文介绍了国内外关于镍基高温合金的研究进展情况，以及合金体系、强化方式、制备方法以及应用领域，同时对合金中的夹杂物及净化的进展情况也做了介绍。
