מה תפקידו של ניוביום בפלדה?

ניוביום (Nb) יכול ליצור שלבי ביניים ביניים כגון NbC או NbN בפלדה. במהלך התגבשות מחדש, הצמדת נקעים על ידי NbC ו-NbN ועיכוב צמיחת הדגנים מגדילים מאוד את זמן ההתגבשות מחדש. בטמפרטורה גבוהה מהטמפרטורה הקריטית, תפקידו של ניוביום על התגבשות מחדש של מנגנון גרירת מומסים, בעוד שבטמפרטורה נמוכה מהטמפרטורה הקריטית, מנגנון הצמדת המשקעים.
כלומר, כאשר גבול תבואה נתקל בנקודת פלזמה בתהליך התנועה, חלק מגבול התבואה ינותק. אם גבול התבואה ישתחרר מהצמדת נקודת הפלזמה, הוא ייצור בהכרח אזור ממשק חדש, אשר בתורו יגדיל את אנרגיית הממשק החדשה, וכך ניתן לגס את הגרגר רק על ידי מתן כוח מניע גדול יותר. המאפיין של ניוביום בפלדה הוא להגביר את טמפרטורת ההתגבשות מחדש של אוסטניט, להרחיב את טווח הטמפרטורות של האזור הלא-מגבש, לקדם עיוות גרגירי אוסטניט ו"הצטברות" פגם, ובסופו של דבר להשיג את מטרת עידון גרגרי הפריט.

ניוביום הוא אחד מיסודות המיקרו-ניוגים החשובים ביותר והוא האלמנט המועדף לגלגול מבוקר של פלדה. זהו אלמנט הסגסוג היעיל ביותר לעידון התבואה ובעל אפקט מחזק משמעותי. השפעתו החזקה ביותר על עיכוב התגבשות אוסטניט ועידון גרגרים בתהליכי טיפול בחום כגון גלגול מבוקר ונורמליזציה היא אחד היתרונות החשובים של הניוביום. תכולת ניוביום נמוכה יחסית של כ-0.03%, הנפוץ כיום, יכולה למלא תפקיד משמעותי בגלגול מבוקר ובנורמליזציה של פלדות. בטמפרטורת הגלגול מתחת ל-950 מעלות, כל דפורמציה סטנדרטית לאחר גלגול אינה מתרחשת לאחר התגבשות מחדש, כך שגרגרי האוסטניט המוארכים כתוצאה מגרעין של גבולות התבואה והשטח התת-גרגירי גדלים, הוא יכול לשלב גרגירים עדינים. לכן, עבור פלדת מנגן דלת פחמן, באמצעות תוספת של כמות קטנה של ניוביום, ניתן להשיג בבית הגלגול הרגיל כדי להשיג את המטרה של גלגול מבוקר ועידון תבואה.