铌在钢中的物理冶金学基础数据

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1、第10卷第2期钢铁研究学报Vol.10,No.21998年4月JOURNALOFIRONANDSTEELRESEARCHApr.19983铌在钢中的物理冶金学基础数据雍岐龙裴和中田建国周晓玲潘俐杨文勇Physico-MetallurgicalDataofNiobiuminSteelYongQilongPeiHezhongTianJianguoZhouXiaolingPanLiYangWenyong摘要根据近年来的试验及理论研究结果,同时参阅了大量国外文献资料,全面地搜集了铌在钢中的物理冶金学基础数据,可供有关研究工作者及生产技术人员参考选用。关键词铌,物理冶金学,钢ABSTRA

2、CTAccordingtotheexperimentalandtheoreticalresearchresultsandauthoritativeworksinthisfieldabroad,thefundamentalphysico2metallurgicaldataofniobiumandniobiumcarbonitrideinsteelhavebeencollectedcomprehensively.Theinformationanddataareprovidedtotheconcernedresearchersandtechniciansforreference.KE

3、YWORDSniobium,physico2metallurgy,steel铌在钢中具有阻止晶粒长大、抑制形变奥氏体及碳氮化铌的有关物理冶金学基础数据。再结晶及产生显著的沉淀强化效果等作用,因而在钢中获得了广泛的应用。铌是低合金高强度钢中十1固溶铌的基础数据分重要的微合金元素,在工具钢、不锈钢、耐热钢及铌是位于元素周期表第五周期(第二长周期)第高级弹簧钢等大量钢种中广泛采用铌合金化。目前,Í副族的过渡族金属元素,原子序数为41,其外层7全世界每年生产的含铌钢钢材接近3×10t,约占钢电子结构为4d45s1,原子量92.9064。[1]材总产量的4%。固溶铌是体心立方结构的晶体,

4、室温(20℃)下为了充分发挥铌在钢中的有益作用,必须进行的点阵常数为0.33007nm,最近邻原子间距深入的理论和试验研究,而在这些研究中均需要准为0.28585nm,摩尔体积为1.083×10-5m3ömol,确掌握和应用铌在钢中的物理冶金学基础数据。近密度为8.578göcm3,配位数为12时的原子半径为年来,作者不仅搜集整理了大量有关的资料,从中筛0.147nm,比铁的原子半径大15.2%。铌在整个固选出较为可靠的基础数据,而且采用各种试验研究态存在温度范围内无固态多型性相变。和理论推导方法填补了很多重要的基础数据。本文铌是原子结合力相当强的过渡族金属元素,其对这些工作进

5、行了归纳总结5,旨在较全面地提供完升华热为7.222×10Jömol,略低于钨、锇、钽、铼,整且准确可靠的数据,以促进含铌钢的研究、研制开但高于其他所有金属元素;其熔点为2467±10℃,发和生产应用。低于钨、铼、锇、钽、钼而高于其他所有金属元素;其铌在钢中的存在形态主要有:微量固溶于铁基沸点为4740℃,低于铼、钨、钽、锇而高于其他所有[2]-6体中或形成碳氮化铌第二相。在此分别论述固溶铌金属元素:线膨胀系数(0～100℃)为7.2×10ö3国家自然科学基金资助项目作者单位:云南工业大学(YunnanPolytechnicalUniversity)联系人:雍岐龙,教授,昆明(

6、650051),云南工业大学机械工程学院第2期雍岐龙等:铌在钢中的物理冶金学基础数据67K[3],在过渡族金属元素中是较低的,略低于钒、钛而-700002D=400exp(cmös)(3)-6RT远低于铁(12.1×10öK);其平均比热(0～100℃)最后,用放射性元素示踪法测定的铌的自扩散系数[3]为268Jö(kg·K),远小于钒[498Jö(kg·K)]、钛[12]为:[528Jö(kg·K)]和铁[456Jö(kg·K)]。1080～2420℃铌在室温(20℃)下的正弹性模量E=1.049×-3-8350054D=8×10exp+10MPa,切变弹性模量G=3.75×

7、10MPa,体积压RT缩模量K=1.703×105MPa,泊松比T=0.397[4]。其-10470023.7exp(cmös)(4)RT弹性模量值与钛、锆接近,低于钒、铪、钽,明显低于铬、锰、铁,显著低于钼、钨、铼;另一方面,其泊松比2碳氮化铌的基础数据在过渡族金属元素中相对是最高的。铌单晶在室温5铌是相当强烈的碳氮化物形成元素,在大部分下的各弹性刚度分别为:C112.45×10MPa,C4445含铌钢中,铌主要以碳氮化物的形式存在而发挥作2.84×10MPa,C121.32×10MPa;