Propiedades y usos del ferroniobio

El niobio es un metal de alto punto de fusión, gris acero, peso atómico 92,9064, estructura electrónica exterior 4d5s, punto de fusión 2467 grados C, punto de ebullición 4740 grados C, densidad (20 grados C) es 8,6 g/cm3. La Figura 1 muestra el diagrama de fases de equilibrio del sistema binario de ferro-niobio. Hay dos puntos eutécticos y una fase Raschmanniana de tipo MgZn2-εNbFe2. Los dos puntos eutécticos están ubicados en Nb11,6%, 1360 grados y Nb alrededor del 55%, 1560 grados. La temperatura de fusión del ferroniobio (FeNb60) producido industrialmente oscila entre 1520 y 1600 grados, con una densidad de aproximadamente 8,0 g/cm3.

El ferroniobio se utiliza principalmente en la fundición de aleaciones de alta temperatura (resistentes al calor), acero inoxidable y acero de baja aleación de alta resistencia. Niobio en acero inoxidable y acero resistente al calor, y carbono en el acero para producir carburo de niobio estable. Distribuido uniformemente en los límites de los granos del acero, evitando el crecimiento del grano del acero a altas temperaturas, la organización del acero para desempeñar un papel en el refinado puede mejorar las propiedades de resistencia, tenacidad y fluencia del acero. La afinidad química entre el niobio y el carbono es mucho mayor que la que existe entre el cromo y el carbono; por lo tanto, cuando el niobio está presente en el acero inoxidable, puede evitar que el carburo de cromo precipite en los límites de los granos del acero, mejorando así la resistencia a la corrosión del acero. Niobio y nitrógeno en acero para generar nitruro de niobio estable, mejorando la resistencia a la corrosión de la superficie del acero. El niobio y el oxígeno en el acero generan óxido de niobio estable, de modo que la superficie del acero forma una película de óxido de niobio, que puede evitar la difusión de oxígeno para el efecto antioxidante interno. El acero al carbono agrega Nb0.015% ~ 0,05%, puede desempeñar un papel en el refinamiento de la organización, de modo que el acero tenga buena conformabilidad y rendimiento de soldadura. El niobio en la recristalización de austenita del acero tiene un fuerte efecto preventivo, por lo que el acero a temperaturas más altas, el control efectivo del laminado y el control del efecto de endurecimiento por laminado son muy significativos. Por lo tanto, la cantidad de niobio como elemento de microaleación en el acero al carbono ha aumentado considerablemente. Estados Unidos en microaleaciones con niobio, en 1959 sólo representó el 1,9% del consumo total de niobio, mientras que en 1988 aumentó al 68%.
El niobio en aleaciones de alta temperatura desempeña un papel de fortalecimiento de la solución sólida y de la precipitación de carburo, mejora el límite elástico y la estabilidad de la superficie de las aleaciones de alta temperatura. El peso del niobio es uno de los metales refractarios más ligeros y es uno de los factores del gran número de aleaciones de alta temperatura utilizadas. Las aleaciones de niobio y níquel se utilizan como aditivos para las aleaciones de alta temperatura a base de níquel, principalmente para producir la aleación 718. La adición de niobio a aleaciones de imanes permanentes mejora las propiedades de coercitividad de la aleación.
La adición de niobio al hierro fundido contribuye a la formación de organizaciones esferoidales y perlíticas. Actúa como una organización de casting embarazada y refinada. El niobio mejora la resistencia, tenacidad, dureza y vida útil de las piezas fundidas a altas temperaturas. Los electrodos utilizan ferroniobio como componente de soldadura para mejorar la calidad de la soldadura.