铌和钽在地壳中的含量分别为24×10%和2.1×10%即铜的含量大约是钽的十倍。在自然界中铜和钽几乎都是相伴而生存在于矿石中。含钽和铜的矿物有130多种,其中铌铁矿和钽铁矿石工业是工业钽和铜的主要原料,所用金届钽就是由此而来。

铌的主要用途是作钢的合金元素。铌作为超合金钢中的添加剂,能细化钢的品粒,提高品粒粗化温度,降低钢的过热敷性和回火脆性,提高钢的强度、韧性和高温蠕变性能等。

铌中有害的杂质元素是氧、氮、氢和碳,它们可生成间隐或回体,其溶解度和温度有很大的关系。超过了溶解度时就会出现各种第二相和第三相,或成为多元固溶体。间障杂质对铜的脆性的影响以氢为较大,其次是氨、氧碳。

1、氢在铌中的作用

铌在室温时名义上是不溶解氢的。氢在铌中的固溶度随着温度的升高而降低。溶解时开始形成固溶体,而后生成氢化物,其氢化物是灰色胞硬的物质。铜在氢气中加热可使其硬变脆。

2、氮在铌中的作用

氮进入铜基体中形成回溶体和化合物。铜的氨化物有两种:NbN和Nb2N。前者为向心立方结构,品格常数为a=4.370A密度为84克立方厘米,焰点为2300-2500度。后者为密集六方结构,密度为808克立方厘米2300度时氨在铜中的固溶度高达18%,随着温度的降低而急剧降低,1600度时为3.7%。铌能耐硫酸,硝酸,盐酸和沸腾王水的腐蚀。氢在铌中的溶解度很小,小于4.8%,500度时约为001%1150度时约为0005%,铌溶解氮后,可使其变脆,氨从固溶体析出,又可使铌软化。

3、氧在铌中的作用

氧能够大量固溶于铌中,氧在铌中回溶度很高,在1800度时为8%,1880度时为4%6,随着温度的降低而急速降低,700时降都1%,氧在铌中固溶度*大不超过072%,500度时为0.25%6,氧和铌分解压力较高,并随温度高而急剧增高。高温高真空下几乎能全部除氧。氧与合金中的活性金屝反应生成氧化物起弥散强化作用

4、碳在铌中的作用

铌与碳反应可以生成碳化物

5、铌及铌合金在超硬材料行业复合片的应用

由于铌及铌合金焰点高,耐高温,耐腐蚀同锆由吸气作用和难焰金属屏蔽层,被金刚石和立方氢化硼复合片生产,现有合金刀具对稀有金届轻加工和石油、矿山、钻探工具和刀具采用金刚石和立方氨化硼。使用寿命比一般合金高200多倍,效率提高1.6倍。