NB6965 Eisen-Niob-Vorlegierung

Eisen-Niob-Vorlegierung Beschreibung

Eisen-Niob-Vorlegierung (FeNb), die in der Regel 60-70 % Nb und 30-40 % Fe mit kontrollierten Verunreinigungen (Ta ≤1,0 %, Al/Si ≤0,5 %, C ≤0,1 %, S/P ≤0,05 %) enthält, dient als Kornfeinungsmittel und Ausscheidungshärter bei der Stahlherstellung. Bei Zugabe zu geschmolzenem Stahl (Standarddosierung: 0,03-0,1% Nb) bildet Niob während der Erstarrung stabile nanoskalige Karbide (NbC) und Nitride (NbN). Diese Verbindungen hemmen das Austenitkornwachstum bei hohen Temperaturen (≥1.100°C) und verfeinern die endgültige Ferritkorngröße auf 5-15 μm, bis zu viermal feiner als bei unbehandeltem Stahl. Diese Mikrostrukturverbesserung erhöht die Streckgrenze um 50-100 % (z. B. von 250 MPa auf 400-500 MPa in HSLA-Stählen) und verbessert gleichzeitig die Kerbschlagzähigkeit (z. B. Beibehaltung von >100 J bei -60 °C). Gleichzeitig erhöhen die Nb-Ausscheidungen die Korrosionsbeständigkeit, indem sie elektrochemische Reaktionen an den Korngrenzen unterdrücken und so die Lebensdauer in sauren/feuchten Umgebungen (z. B. Offshore-Pipelines) verlängern. Der hohe Schmelzpunkt der Legierung (~1.550°C) sorgt für eine allmähliche Auflösung in Stahlschmelzen ohne Verdampfungsverluste, während ihre Dichte (~7,2 g/cm³) eine homogene Dispersion erleichtert. FeNb-modifizierte Stähle weisen eine hervorragende Schweißbarkeit (geringere Rissbildung in der Wärmeeinflusszone) und Kriechbeständigkeit bei erhöhten Temperaturen (bis zu 600°C) auf, was für Energierohrleitungen und Strukturbauteile entscheidend ist. Zu den Einschränkungen gehören die mögliche Schlackenbildung bei unsachgemäßer Zugabe und die Kostenempfindlichkeit gegenüber Niobpreisschwankungen.

Anwendungen von Eisen-Niob-Vorlegierungen

FeNb ist bei der Herstellung von hochfestem Stahl unverzichtbar, wo seine Zugabe (0,03-0,1 % Nb) eine Kornfeinung und Ausscheidungshärtung im Nanobereich durch NbC/NbN-Bildung ermöglicht. Dadurch werden kritische Eigenschaften für Energierohrleitungen (z. B. API X70-X120-Güten) verbessert, die dünnere Wände ermöglichen und gleichzeitig Hochdruck-Sauergas (H₂S) und Temperaturen unter dem Gefrierpunkt (-60 °C) mit 50-100 % höherer Streckgrenze (bis zu 550 MPa) und besserer Bruchfestigkeit standhalten. In der Automobilbranche werden mit FeNb modifizierte Stähle für leichte Fahrgestelle, crashsichere Säulen und Aufhängungskomponenten verwendet, die eine Gewichtsreduzierung von 20-30 % ermöglichen, ohne die Sicherheit zu beeinträchtigen (Erfüllung der Euro NCAP-Normen). Im Hochbau wird FeNb zur Verstärkung von Wolkenkratzern, Kranauslegern und Offshore-Ölplattformen eingesetzt, wo die verbesserte Schweißbarkeit die Rissbildung in der Wärmeeinflusszone bei zyklischen Belastungen minimiert. Werkzeugstähle enthalten FeNb für Warmumformwerkzeuge und Strangpressgeräte, wobei die Kriechbeständigkeit bei 600 °C die Lebensdauer um das Dreifache gegenüber herkömmlichen Legierungen verlängert. Nachhaltige Infrastrukturen profitieren von einem geringeren Materialverbrauch - z. B. 15 % weniger Stahl für die Fundamente von Windkraftanlagen - und damit von geringeren CO₂-Emissionen. Zu den neuen Anwendungen gehören Pulver für die additive Fertigung von 3D-gedruckten Teilen für die Luft- und Raumfahrt, die eine mikrostrukturelle Stabilität bei extremen Temperaturen erfordern.

Verpackung der Eisen-Niob-Vorlegierung

Unsere Produkte werden in maßgeschneiderten Kartons verschiedener Größen verpackt, die sich nach den Abmessungen des Materials richten. Kleine Artikel werden sicher in PP-Kartons verpackt, während größere Artikel in maßgeschneiderte Holzkisten gelegt werden. Wir sorgen für die strikte Einhaltung der Verpackungsanpassung und die Verwendung geeigneter Polstermaterialien, um einen optimalen Schutz während des Transports zu gewährleisten.

Verpackung: Karton, Holzkiste, oder kundenspezifisch.

Bitte sehen Sie sich die Verpackungsdetails zu Ihrer Information an.

Herstellungsprozess

1)Prüfverfahren

(1)Analyse der chemischen Zusammensetzung - Verifiziert mit Techniken wie GDMS oder XRF, um die Einhaltung der Reinheitsanforderungen zu gewährleisten.

(2)Prüfung der mechanischen Eigenschaften - Umfasst Zugfestigkeit, Streckgrenze und Dehnungstests zur Bewertung der Materialleistung.

(3)Maßprüfung - Misst Dicke, Breite und Länge, um die Einhaltung der vorgegebenen Toleranzen zu gewährleisten.

(4)Prüfung der Oberflächenqualität - Überprüfung auf Defekte wie Kratzer, Risse oder Einschlüsse durch Sicht- und Ultraschallprüfung.

(5)Härteprüfung - Bestimmung der Materialhärte zur Bestätigung der Gleichmäßigkeit und mechanischen Zuverlässigkeit.

Detaillierte Informationen entnehmenSie bitte den SAM-Prüfverfahren.

Häufig gestellte Fragen zu Eisen-Niob-Vorlegierungen

Q1. Wichtige Stahlanwendungen?

Hochfeste Pipelines (API X70-X120-Güten) widerstehen Sauergas und arktischen Temperaturen.

Fahrgestelle/Aufhängungen von Kraftfahrzeugen erzielen eine Gewichtsreduzierung von 20-30 %.

Baustahl für Wolkenkratzer, Kräne und Offshore-Anlagen (verbesserte Schweißbarkeit).

Werkzeugstähle für Strangpresswerkzeuge (3× längere Lebensdauer bei 600°C).

Q2. Warum wird FeNb anstelle von reinem Nb verwendet?

FeNb löst sich langsamer in geschmolzenem Stahl auf und verhindert den Verlust von Nb in Form von Dampf. Die Eisenbasis verbessert die Dispersion und die Kosteneffizienz.

Q3. Kritische Verunreinigungsgrenzen?

Kohlenstoff (C): ≤0,1% (Überschuss bildet unerwünschte Karbide).

Schwefel (S)/Phosphor (P): ≤0,05% (verhindert Sprödigkeit).

Aluminium (Al)/Silizium (Si): ≤0,5% (Vermeidung von Oxideinschlüssen).

Verwandte Informationen

1.übliche Herstellungsverfahren

FeNb-Vorlegierungen werden durch aluminothermische Reduktion in feuerfest ausgekleideten Reaktoren hergestellt, in denen ein Gemisch aus Niobpentoxid (Nb₂O₅)-Konzentrat (in der Regel 55-65 % Nb₂O₅), Eisenoxid (Fe₂O₃) und Aluminiumpulver (als Reduktionsmittel) entzündet wird, um eine exotherme Reaktion auszulösen, die 2.200-2.400 °C erreicht. Die Reaktion Nb₂O₅ + 2Al → 2Nb + Al₂O₃ + Fe (wobei Fe₂O₃ zu Fe reduziert wird) trennt sich in zwei geschmolzene Schichten: eine dichte FeNb-Legierungsschicht (60-70 % Nb), die zu Boden sinkt, und eine leichtere Aluminiumoxid-Schlackenschicht, die oben schwimmt. Nach kontrollierter Abkühlung wird die Schlacke entfernt und der erstarrte FeNb-Block in 10-50 mm große Brocken zerkleinert. Verunreinigungen (Al, Si, Ta) werden durch Anpassung des Nb₂O₅/Al-Verhältnisses und Zugabe von Kalk/Flussspat zur Verbesserung der Fließfähigkeit der Schlacke minimiert. Die Endprodukte werden nach Größe sortiert, durch Magnetabscheidung von Schlackenresten getrennt und einer chemischen Analyse unterzogen, um den Nb-Gehalt (60-70 %) und die Verunreinigungsgrenzen (Ta ≤1,0 %, Al ≤0,5 %, C ≤0,1 %, S/P ≤0,05 %) zu bestätigen. Zu den alternativen Verfahren gehören die karbothermische Reduktion in Elektrolichtbogenöfen (für höherreine Qualitäten) oder das Plasmaschmelzen, aber aufgrund der Kosteneffizienz und Skalierbarkeit dominiert die Aluminothermie. Die Dichte (~7,2 g/cm³) und die kristalline Struktur der Legierung gewährleisten eine gleichmäßige Auflösung in der Stahlschmelze beim Mikrolegieren.