有固溶强化和碳化物沉淀强化作用的铌铁合金

铌铁主成分为铌和铁的铁合金。它还含有铝、硅、碳、硫、磷等杂质。根据合金含铌量分为FeNb50，FeNb60，FeNb70。用铌钽矿生产的铁合金含有钽，称铌钽铁。真空冶炼铁基合金与镍基合金等用铌铁和铌镍合金做铌添加剂。要求气体含量低，有害杂质低，如Pb、Sb、Bi、Sn、As等均<2×10，故冠以“VQ”(真空质量)，如VQFeNb，VQNiNb等。中国生产的铌锰铁合金(Nb10%～15%)用作低合金钢的合金剂与碳素钢的铌处理剂。

铌是高熔点金属，钢灰色，原子量为92.9064，外层电子结构4d5s，熔点2467℃，沸点4740℃，密度（20℃）为8.6g/cm3。图1为铁铌二元系平衡相图。有两个共晶点和一个MgZn2型的拉氏相εNbFe2。二个共晶点分别位于Nb11.6%、1360℃和Nb约55%、1560℃处。工业生产的铌铁（FeNb60）的熔化温度范围为1520～1600℃，密度约8.0g/cm3。

铌铁主要用于冶炼高温（耐热）合金，不锈钢和高强度低合金钢。铌在不锈钢和耐热钢中，与钢中的碳生成稳定的碳化铌。均匀地分布在钢的晶粒边界，防止高温下钢的晶粒长大，对钢的组织起细化作用，可提高钢的强度、韧性和蠕变性能。铌与碳的化学亲和力远远大于铬与碳，因此，当不锈钢中有铌存在时，可防止在钢的晶界析出碳化铬，因而提高钢的抗腐蚀能力。钢中的铌与氮生成稳定的氮化铌，提高了钢的表层抗腐蚀能力。钢中的铌与氧生成稳定的氧化铌，使钢的表面形成氧化铌薄膜，可阻止氧向内部扩散而起抗氧化作用。碳素钢添加Nb0.015%～0.05%，可起细化组织作用，使钢具有良好的成型性和焊接性能。铌对钢的奥氏体再结晶有强烈的阻止作用，使钢在较高的温度下，有效地控制轧制，而且控制轧制的强韧化效果十分显著。所以铌作为微合金元素在碳素钢中的用量大大增加。美国在微合金中的用铌量，在1959年仅占铌总消耗量的1.9%，而1988年上升为68%。

铌在高温合金中起固溶强化和碳化物沉淀强化作用，提高高温合金的屈服强度和表面稳定性。铌的重量是难熔金属中较轻的一种，也是高温合金大量使用的因素之一。铌镍合金作为镍基高温合金的添加剂，主要是生产718合金。永磁合金中加入铌，可提高合金的矫顽力性能。

铸铁中加入铌，有助于球化和珠光体组织的形成。起孕育和细化铸件组织的作用。铌可提高铸件在高温下的强度、韧性、硬度和使用寿命。电焊条用铌铁作为焊料组分，来提高焊接质量。