Что такое ниобиевая сталь
Сталь, основным легирующим элементом в к-рой является ниобий. Используется с 30-х гг. 20 в. В зависимости от структуры ниобиевая сталь подразделяют на перлитную , мартенситную (см. Мартенсит) , мартенситоферритную и аустенитную , в зависимости от св-в — на теплостойкую, жаропрочную и коррозионностойкую (нержавеющую). Низкоуглеродистую ниобиевая сталь упрочняют высокотемпературной закалкой и старением . Микродобавки ниобия в низколегированной малоперлитной стали способствуют образованию мелкозернистой структуры, приводят к увеличению пластичности и ударной вязкости. Мелкозернистая структура и малая прокаливаемость делают сталь пригодной для цементации.
Низколегированные ниобиевые стали теплостойкие стали перлитного класса (напр., марки 20Х1М1Ф1БР с 0,05—0,15% Nb) применяют для изготовления крепежных деталей турбин, фланцевых соединений паропроводов и аппаратуры установок высокого давления, эксплуатируемых при т-ре 500— 580° С в течение 50 000—100 000 ч. В турбо- и моторостроении используют жаропрочные мартенситные, мартенситоферритные и аустенитные ниобиевая сталь Так, из жаропрочной стали марки 18Х11МВФБ изготовляют лопатки, диски и болты, эксплуатируемые длительное время при т-ре 600° С. Сталь марки 09Х16Н4Б предназначена для изготовления высокопрочных штампосварных изделий, напр. труб, пароперегревателей и трубопроводов установок высокого давления, эксплуатируемых в агрессивных средах.
Хромоникелевые и хромоникельмарганцовистые аустенитные стали, содержащие 0,3—0,4% С и легированные ниобием, интенсивно упрочняются при старении в результате выделения карбидов. Для изготовления роторов, дисков и болтов стационарных и авиационных газовых турбин, эксплуатируемых при т-ре 650° С, применяют сталь марки 37Х12Н8Г8МФБ.
В нержавеющих хромоникелевых сталях аустенитного класса ниобий оказывает стабилизирующее действие, образуя с углеродом стойкие карбиды и препятствуя тем самым обеднению хромом твердого раствора, вследствие чего склонность сталей к межкристаллитной коррозии уменьшается. Вместе с тем ниобий ограничивает действие углерода как аустенитообразующего элемента и способствует появлению в структуре феррита. Низкоуглеродистые нержавеющие стали (напр., марок 03Х16Н15МЗБ, 08Х18Н12Б и 03Х21Н21М4ТБ), стабилизированные ниобием, используют в высокоагрессивных средах. Ниобиевая сталь выплавляют в дуговых электр. и индукционных печах, поставляют в виде прутков, поковок, полос, листов и труб. Хим. состав и мех. св-ва теплостойких Н. с.
Лит.: Борздыка A. ГМ., Цейтлин В. 3. Термическая обработка жаропрочных сталей и сплавов.
Ниобиевый порошок
Мелкие частицы ниобия различной формы. В пром. масштабах впервые получен (1928) в Англии и США. Н. п. (табл.) изготовляют электролизом расплавов фтортанталата калия и хлоридов щелочных металлов, а также карботермическим восстановлением пятиокиси ниобия (или хлоридов ниобия) водородом. Для получения электролитического порошка исходным сырьем служат отходы и лом металлического ниобия и сплавов. Карботермический способ основан на реакции восстановления:
Nb205 + 5NbC = 7Nb + 5CO.
По этому способу пятиокись и карбид ниобия смешивают в стехиометрическом отношении, полученную смесь прессуют в штабики круглого сечения, затем металл восстанавливают в вакуумных индукционных печах, после чего его гидрируют, измельчают в порошок и дегидрируют в вакууме. Натриетермическое восстановление комплексных фторидов по реакции
K2NbF7 + 5Na = 5Na + 2KF + 5NaF
дает возможность получать после отмывки порошок, содержащий 98,6% Nb. Из Н. п. методами порошковой металлургии изготовляют штабики, предназначенные для производства сплавов, листов, лент, фольги или проволоки. Дуговой и электроннолучевой плавкой изготовляют ниобий в слитках. Н. п., полученный восстановлением, применяют для изготовления компактного (по РЭТУ 1186—64) и пластичного (по РЭТУ 62—58) ниобия.
Лит.: Самсонов Г. В., Константинов В. И. Тантал и ниобий.
Статья на тему Ниобиевая сталь