3 含高強度捧線材—建筑用Nb／V熱軋帶肋螺紋鋼筋
屈服強度大于400MPa的高強度棒材和鋼筋多采用含V，Nb的微合金化鋼，但是，當鋼中碳和氮含量較高時，以釩微合金化更有效，而且，含釩鋼生產工藝最穩(wěn)定。在無特殊性能要求，釩鐵價格低迷時的情況下，生產含釩鋼還是最佳的選擇。但是，在釩鐵價格高價運行的情況下，采用微合金化技術路線應是最經濟的方案。
1981年以前，在步進式加熱爐出現前，由于難以保證坯料上下面加熱均勻，鈮在上下面的溶解和析出程度產生差異，導致軋后棒材的側彎問題一直困擾著鈮在熱軋鋼筋鋼中的應用。研究和生產實踐證明：要發(fā)揮鈮的最大效果，必須在降碳的同時選擇合理的加熱溫度，保證全部或至少大部分鈮在軋鋼前固溶到奧氏體中，在軋鋼過程中一部分鈮以NbC析出，阻止再結晶和晶粒長大，得到的細化晶的室溫組織，具有好的韌性和可彎曲性。保留的固溶鈮在隨后的冷卻過程中均勻析出，進一步強化室溫組織。在合理的工藝條件下，0.01%～0.02%Nb作用相當于0.02%～0.03%V。對提高可焊接熱軋鋼筋(-0.02%C)鋼的屈服強度，鈮的作用比釩作用更有效。
一般來說，在控制晶粒尺寸方面，鈮比釩作用更為效。但是，在較高C和高N鋼中，由于后者的有效性，而有直接的沖突。為了獲得鈮的最佳作用，應當采用足夠高的均熱溫度，以在軋鋼之前確保絕大部分的鈮溶解進奧氏體中。在軋鋼過程中，鈮以NbC質點析出阻止再結晶和晶粒長大，從而得到具有良好的延性和可彎曲性的室溫組織。到80年代后，步進式加熱爐的的推出，使鋼坯的均熱溫度更加均勻，這有利于鈮的應用,從而消除了過去在較高碳的含鈮的棒材生產中令人頭痛的棒材歪扭問題。但是，在低碳 (0.20%C)可焊接的鋼筋中，鈮比釩對提高鋼筋的屈服強度更為有效。因此，為獲得一定的強度水平，可以用更少量的鈮替代釩。
五 含鈮表面硬化鋼
新開發(fā)鋼典型化學成分為 0.2%C、0.10%S、0.50%Mn、1.0/2.0%Cr、0.0015%B、0.05% Nb。和SCr420鋼相比，為了降低鋼熱軋態(tài)的硬度，降低了C、Si和Mn含量水平，控制硼的加入量和鉻的含量水平來調整鋼的淬透性，通過加入鈮來防止?jié)B碳時的晶粒粗化。由于NbC的釘扎作用，可使奧氏體粗化溫度大大提高。也就是說，含鈮鋼可以用比不含鈮的鋼高很多的滲碳溫度進行滲碳處理，在要求同樣滲碳深度時，減少處理時間而使成本大大降低，同時還減少了滲碳件的變形。
六 含鈮彈簧鋼
隨著設計應力增加，高強度調質處理彈簧鋼要求具有合乎需要的吭張強度、屈服強度、疲勞強度、抗下垂性和腐蝕疲勞強度以及延遲斷裂阻力。在1990初，為減輕客車的重量，采用高合金彈簧鋼以提高強度 (1300MPa)。但是，到了2000年，彈簧鋼研究的發(fā)展方向已經又回到減少合金元素的含量上來。
在日本，為節(jié)約合金成本，把汽車螺旋彈簧的設計應力又從 1300MPa降到1200MPa，開發(fā)了一種設計應力1200MPa的新鋼種。成分為0.4%C、1.8%Si、0.5%Ni、1.1%Cr、0.15%V、0.025%Nb、0.0015%B。
七 含鈮高強度抗SSC油井管
開采含腐蝕性硫化氫的深油氣井需要高強度的油井管，并要求具有良好的抗硫化物應力開裂傾向的性能SSC。理想的抗SSC的顯微組織通常是具有細小原始奧氏體晶粒和均勻分布碳化物顆粒。在這方面，日本聯合研究開發(fā)實驗室做了很好的研究工作。過去十年間開發(fā)的鈮微合金化高強度油井管鋼中系列中，通常都采用鈮微合金化技術以利用 Nb(C，N)碳氮化物阻礙晶粒長大，可以在奧氏體化時形成細晶粒組織。這是鈮在獲得最佳抗SSC性能方面最重要的特性。此外，為了獲得超細晶粒組織還特別開發(fā)了新的熱處理工藝，如軋后加速冷卻和感應加熱。在這些新工藝中，鈮起到重要的細化晶粒作用，此外，還發(fā)現含鈮鋼在高溫下奧氏體化其二次析出強化作用可以有效提高后續(xù)。的回火軟化抗力。
八 含鈮鑄鋼
70年代后期，鈮微合金化的鑄鋼在諸多新的應用方面有很大增長。由于鈮在高溫有阻止奧氏體晶粒粗化和析出強化的作用，為鑄鋼提供了高強度、良好的韌性、抗疲勞性及抗蠕變性能。因此，對要求條件苛刻的鑄鋼件，常常采用鈮微合金鋼生產。較低碳含量的含鈮鑄鋼也具有良好的韌性和可焊接性，并可以不再預熱和焊后熱處理。因此，近年來在鑄造業(yè)中，含鈮鑄鋼的產量在不斷增長。如煉鋼用的渣包鑄鋼(0.05-0.10%C，Ni—Cr—Mo—0.05%Nb)，加鈮可大大提高其高溫強度和使用壽命。另外，含Mn—Mo—Nb(十V)的(0.4%Mo、0.04%Nb、0.06%V)鑄鋼件，如汽缸、牽斗、連接件、節(jié)點、鐵路車輛的掛鉤和用于支撐核反應堆框架的重665kg連接件的鑄鋼均在工程中應用著。
——本文摘自《中國金相分析網》
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