Роль Nb в низкоуглеродистой стали широко и глубоко изучена. Добавление соответствующего количества Nb может измельчить зерно и повысить температуру его укрупнения, что может улучшить стабильность аустенитного зерна в области высоких температур. Добавление следов Nb в обычную низколегированную сталь может повысить предел текучести и ударную вязкость, снизить температуру вязко-хрупкого перехода и улучшить свариваемость. Добавление следов Nb в высокоуглеродистую сталь также может дать хороший эффект. В последние годы технология микролегирования и производство ниобиевой стали в Китае достигли быстрого развития, а разработка рельсов Cr-Nb также достигла хороших результатов. Однако то, как ведет себя добавка Nb в высокоуглеродистую сталь, пока изучено меньше. Что касается улучшения прочности и выносливости, в разных литературных источниках до сих пор существуют противоречия. В связи с этим на основе добавления микролегирующего элемента Nb к обычной высокоуглеродистой стали механизм действия элемента Nb на высокоуглеродистую сталь обсуждается посредством сравнения.
Содержание Nb в исследуемом материале изменяется, а содержание C, Si и Mn остается неизменным. Конкретный состав (массовая доля, %, то же ниже): {{0}}.67C, 0.62Si, 1.01Mn. Содержание Nb составляло 0,0,04% и 0,10% соответственно. Исследуемый материал выплавляли в вакуумной индукционной печи емкостью 5 кг и заливали в слиток массой 5 кг. После извлечения из формы расплавленный слиток охлаждается на воздухе до комнатной температуры, а затем выковывается в образец диаметром 16 мм. Процесс ковки заключается в следующем: слиток нагревается до 1100 ~ 1150 градусов, выдерживается в течение 1 часа, температура ковки открытия составляет 1050 ~ 1100 градусов, конечная температура ковки превышает 850 градусов, воздушное охлаждение, ковка в квази{{ Проволока 21}мм. После ковки нормализовать, нагреть до 850 градусов, выдержать 30 минут, остудить на воздухе из печи.
Nb способствует выделению феррита в высокоуглеродистой стали, и эффект становится более очевидным с увеличением содержания Nb. Добавление Nb может сделать пластинку перлита короткой и неправильной. Добавление Nb снижает прочность стали и повышает ударную вязкость, а следовые количества Nb могут играть очевидную роль, а эффект от продолжения добавления не очевиден. Добавление Nb в высокоуглеродистую сталь может привести к смещению кривой CCT вправо вниз, но увеличение содержания Nb мало влияет на перлитную переходную зону. При такой же скорости охлаждения происходит измельчение перлитной ламели ниобийсодержащей стали.
