Adakah niobium lebih kuat daripada keluli?

Niobium tulen adalahTidak lebih kuat daripada kebanyakan keluliDari segi kekuatan tegangan atau hasil. Niobium tulen mempunyai kekuatan tegangan kira -kira 200-300 MPa (megapascals), walaupun keluli karbon asas boleh melebihi 400 MPa, dan tinggi- keluli aloi kekuatan (misalnya, keluli alat atau keluli maraging) mencapai 1-2 GPa (1,000-2,000 MPa). Walau bagaimanapun, apabila niobium ditambah sebagai elemen pengaliran ke keluli, ia meningkatkan kekuatan keluli, terutamanya pada suhu tinggi, dengan menapis struktur bijirin dan membentuk sebatian yang stabil (misalnya, karbida/nitrida) yang menghalang pergerakan dislokasi.

Niobium adalahLogam lembutDengan kekerasan yang rendah. Ia berpangkat ~ 0.4 pada skala Mohs (serupa dengan emas atau plumbum) dan mempunyai kekerasan Vickers 80-100 HV (lebih lembut daripada kebanyakan keluli, yang berkisar dari 150-300 HV). Kelembutannya menjadikannya sangat mulur dan mudah dibentuk, membolehkannya mudah dibentuk menjadi wayar nipis, kepingan, atau bentuk kompleks tanpa retak.

Kedua -dua niobium dan titanium adalahUmumnya selamatUntuk hubungan manusia dan persekitaran biologi, tetapi profil keselamatan mereka berbeza sedikit:

•

​TitaniumDigunakan secara meluas dalam implan perubatan (contohnya, penggantian pinggul, skru pergigian) kerana biokompatibiliti yang sangat baik, ketahanan kakisan, dan ketoksikan bukan -. Ia jarang menyebabkan tindak balas alahan.

•

​NiobiumJuga hypoallergenic dan biokompatibel, walaupun kurang biasa digunakan dalam implan. Ia bukan toksik - dalam kuantiti normal dan tidak menyentuh bahan berbahaya di bawah keadaan biasa.

Logam tidak menimbulkan risiko kesihatan yang signifikan dalam penggunaan sehari -hari. Titanium mempunyai data keselamatan jangka panjang yang lebih luas - dalam aplikasi perubatan, tetapi niobium dianggap sama selamat untuk kebanyakan tujuan.

Niobium (selalunya sebagai "columbium" dalam terminologi yang lebih tua) adalah elemen aloi utama dalam keluli tahan karat kerana beberapa sebab:

1.

​Penambahbaikan bijirin: Ia membentuk karbida/nitrida halus (contohnya, NBC, NBN) yang mendakan pada sempadan bijian semasa pemanasan, menyempurnakan mikrostruktur keluli dan meningkatkan kekuatan mekanikal.

2.

​Rintangan kakisan intergranular: Dengan mengikat karbon dan nitrogen (yang boleh menyebabkan "pemekaan" keluli tahan karat pada suhu tinggi), niobium menghalang pengurangan kromium pada sempadan bijian, mengurangkan kerentanan kepada kakisan dalam komponen dikimpal atau dipanaskan.

3.

​Tinggi - kekuatan suhu: Niobium karbida menstabilkan matriks keluli pada suhu tinggi (contohnya, dalam saluran paip, turbin, atau reaktor kimia), mengekalkan kekuatan dan rintangan rayapan.

4.

​Penambahbaikan kebolehkalasan: Ia mengurangkan risiko retak semasa kimpalan dengan meminimumkan pertumbuhan bijirin dalam haba - zon yang terjejas.

Ciri -ciri ini menjadikan niobium - yang mengandungi keluli tahan karat yang sesuai untuk aplikasi seperti peralatan pemprosesan kimia, komponen aeroangkasa, dan tinggi - paip suhu.