Jaká je role niobu v oceli?

Niob (Nb) může tvořit intersticiální přechodné fáze, jako je NbC nebo NbN v oceli. Během rekrystalizace, přichycení dislokací NbC a NbN a inhibice růstu zrn značně prodlužuje dobu rekrystalizace. Při vyšší než kritické teplotě hraje roli niob na rekrystalizaci mechanismu unášení rozpuštěné látky, zatímco při nižší než kritické teplotě mechanismus uchycení precipitace.
To znamená, že když hranice zrna narazí v procesu pohybu na plazmový bod, část hranice zrna bude odříznuta. Má-li se hranice zrna oddělit od plazmového bodu, nevyhnutelně to vytvoří novou mezifázovou oblast, která zase zvýší novou mezifázovou energii, a tak zrno může být zdrsněno pouze poskytnutím větší hnací síly. Charakteristikou niobu v oceli je zvýšení teploty rekrystalizace austenitu, rozšíření teplotního rozsahu nerekrystalizované zóny, podpora deformace austenitového zrna a „akumulace defektů“ a nakonec dosažení účelu zjemnění feritového zrna.

Niob je jedním z velmi důležitých mikrolegovacích prvků a je prvkem volby pro řízené válcování oceli. Je to nejúčinnější legující prvek pro zjemnění zrna a má výrazný zpevňující účinek. Jeho extrémně silný účinek na zpomalení rekrystalizace austenitu a zjemnění zrna v procesech tepelného zpracování, jako je řízené válcování a normalizace, je jednou z důležitých výhod niobu. Relativně nízký obsah niobu asi 0,03 %, který se dnes běžně používá, může hrát významnou roli u řízených válcovacích a normalizačních ocelí. Při teplotě válcování pod 950 stupňů nedochází po rekrystalizaci ke každé standardní deformaci po válcování, takže protáhlá austenitová zrna v důsledku nukleace hranic zrn a subgranulární plochy se zvětšují, mohou fázovat do jemných zrn. Proto lze u manganové oceli s nízkým obsahem uhlíku dosáhnout cíle řízeného válcování a zjemňování zrna přidáním malého množství niobu v běžné válcovací stolici.