NB6965 鉄ニオブマスターアロイ

鉄ニオブマスター合金 説明

鉄ニオブマスターアロイ(FeNb)は、通常60-70%のNbと30-40%のFeを含有し、不純物(Ta≤1.0%、Al/Si≤0.5%、C≤0.1%、S/P≤0.05%)を制御し、製鋼における結晶粒微細化剤および析出硬化剤として機能します。溶鋼に添加すると（標準添加量：0.03-0.1%Nb）、ニオブは凝固中に安定したナノスケールの炭化物（NbC）と窒化物（NbN）を形成する。これらの化合物は高温(≥1,100℃)でのオーステナイト粒成長を抑制し、最終的なフェライト粒径を5-15μmに微細化し、未処理の鋼の最大4倍まで微細化する。この組織強化により、降伏強度が50-100%向上し（例えば、HSLA鋼では250MPaから400-500MPa）、同時に低温衝撃靭性が改善される（例えば、-60℃で100J以上を保持）。同時に、Nb析出物は粒界における電気化学反応を抑制することで耐食性を向上させ、酸性／湿潤環境（海上パイプラインなど）での耐用年数を延長する。FeNb合金の高融点(~1,550℃)は、気化損失なしに鋼溶湯に徐々に溶解し、密度(~7.2g/cm³)は均一な分散を促進する。 FeNb改質鋼は、エネルギー・パイプラインや構造部品に重要な高温(600℃まで)での優れた溶接性(熱影響部割れの減少)と耐クリープ性を示す。制限事項としては、不適切に添加された場 合のスラグ生成の可能性と、ニオブの価格変動に よるコスト敏感性が挙げられる。

鉄ニオブマスター合金の用途

FeNbは高強度鋼製造に不可欠であり、その添加（0.03-0.1% Nb）により、NbC/NbN形成による結晶粒微細化とナノスケール析出硬化が可能になる。 これにより、エネルギー・パイプライン（API X70-X120グレードなど）にとって重要な特性が向上し、高圧サワー・ガス（H₂S）や氷点下（-60℃）に耐えながら、50-100%高い降伏強度（最大550MPa）と優れた耐破壊性で薄肉化が可能になる。自動車分野では、軽量シャーシ、耐衝突性ピラー、サス ペンション部品にFeNb改質鋼が使用され、安全性（Euro NCAP基準を満たす）を損なうことなく20-30%の軽量化を達成しています。構造工学では、超高層ビルの補強材、クレーンのブー ム、海上石油掘削装置などにFeNbを利用し、溶接性の向 上により、繰り返し荷重下での熱影響部割れを最小限に 抑えている。工具鋼では、熱間加工ダイや押出機器に FeNbが使用されており、600℃での耐クリープ 性を活かして耐用年数を従来合金の3倍延長してい る。例えば、風力タービンの基礎の鋼材を15%削減し、CO₂ 排出量を削減する。新たな用途としては、極端な温度での微細構造の安定性を必要とする3Dプリント航空宇宙部品用の積層造形粉末などがある。

鉄ニオブマスターアロイの包装

当社の製品は、材料の寸法に基づいて様々なサイズのカスタマイズされたカートンに梱包されています。小さな製品はPP箱にしっかりと梱包され、大きな製品は特注の木箱に入れられます。梱包のカスタマイズを厳守し、適切な緩衝材を使用することで、輸送中に最適な保護を提供します。

梱包カートン、木箱、またはカスタマイズ。

参考のため、梱包の詳細をご確認ください。

製造工程

1.試験方法

(1)化学成分分析 - GDMSまたはXRFなどの技術を用いて検証し、純度要件に適合していることを確認する。

(2)機械的特性試験 - 引張強さ、降伏強さ、伸び試験を行い、材料の性能を評価する。

(3)寸法検査 - 厚さ、幅、長さを測定し、指定された公差に準拠していることを確認する。

(4)表面品質検査 - 目視および超音波検査により、傷、亀裂、介在物などの欠陥の有無を確認する。

(5)硬度試験 - 均一性と機械的信頼性を確認するため、材料の硬度を測定する。

詳しくはSAM 試験方法をご参照ください 。

鉄ニオブマスター合金に関するFAQ

Q1.主な用途は？

高強度パイプライン（API X70-X120グレード）は、サワーガスや北極圏の温度に耐えます。

自動車シャシー/サスペンションは20-30%の軽量化を達成します。

超高層ビル、クレーン、海洋リグ用の構造用鋼（溶接性の向上）。

押出ダイス用工具鋼（600℃で3倍の長寿命）。

Q2.なぜ純NbではなくFeNbを使うのですか？

FeNbは溶鋼中によりゆっくりと溶解し、蒸気としてのNbの損失を防ぎます。鉄ベースは分散性とコスト効率を向上させます。

Q3.不純物の限界は？

炭素(C)：≦0.1%（過剰は不要な炭化物を形成する）。

硫黄(S)/リン(P)：≦0.05%（脆性を防ぐ）。

アルミニウム(Al)/ケイ素(Si): ≤0.5%（酸化物の介在を避ける）。

関連情報

1.一般的な製造方法

五酸化ニオブ（Nb₂O₅）精鉱（通常55～65％のNb₂O₅）、酸化鉄（Fe₂O₃）、アルミニウム粉（還元剤）の混合装入物に点火し、2,200～2,400℃に達する発熱反応を誘発する。反応Nb₂O₅ + 2Al → 2Nb + Al₂O₃ + Fe（Fe₂O₃はFeに還元される）は、2つの溶融層に分離する：底に沈む緻密なFeNb合金層（60〜70％Nb）と、上に浮かぶより軽いアルミナスラグ層。制御冷却後、スラグを除去し、凝固したFeNbインゴットを10～50mmの塊に粉砕する。不純物（Al、Si、Ta）は、Nb₂O₅/Al比を調整し、石灰/蛍石フラックスを添加してスラグ流動性を精製することで最小化される。 最終製品は、粒度分布測定、残留スラグを除去するための磁気分離、化学分析を経て、Nb含有量（60～70%）、不純物限度（Ta≦1.0%、Al≦0.5%、C≦0.1%、S/P≦0.05%）が認証される。代替法としては、電気アーク炉での炭素熱還元（高純度グレード用）またはプラズマ製錬があるが、コスト効率と拡張性からアルミノサミーが優勢である。合金の密度（～7.2g/cm³）と結晶構造により、微細合金化中の鋼溶湯への安定した溶解が保証される。