Nb在低碳鋼中的作用已研究的相當(dāng)廣泛和深入，加入適量Nb可細(xì)化晶粒，提高晶粒粗化溫度，即可提高其在高溫區(qū)的奧氏體晶粒穩(wěn)定性。普通低合金鋼加入微量Nb，可提高屈服強(qiáng)度和沖擊韌性，降低韌脆轉(zhuǎn)變溫度，改善其可焊性。在高碳鋼中加入微量Nb也能起到良好的效果。近年來，我國微合金化技術(shù)和含鈮鋼生產(chǎn)取得了快速發(fā)展，Cr-Nb軌的開發(fā)也取得了良好的效果。然而，在高碳鋼中加入Nb的行為如何，到目前為止，研究較少。在提高強(qiáng)度、韌性方面，不同的文獻(xiàn)還存在矛盾之處。鑒于此，本文在對普通高碳鋼中加入微合金元素Nb的基礎(chǔ)上，通過對比探討了Nb元素對高碳鋼的作用機(jī)理。
試驗材料在保證C、Si、Mn含量不變的情況下改變Nb含量。具體成分為（質(zhì)量分?jǐn)?shù)，%，下同）：0.67C，0.62Si，1.01Mn。Nb含量分別為：0,0.04%，0.10%。試驗材料的冶煉在5kg真空感應(yīng)爐上進(jìn)行，澆注成5kg的鋼錠。脫模后空冷至室溫，然后將熔煉的鋼錠鍛造成Φ16mm試樣。鍛造工藝如下，鋼錠加熱到1100～1150℃，保溫1h，開鍛溫度1050～1100℃，終鍛溫度大于850℃，空冷，鍛成準(zhǔn)16mm線材。鍛后正火，加熱至850℃，保溫30min，出爐空冷。
Nb有利于高碳鋼中鐵素體析出，隨著Nb含量的增加其影響越明顯；Nb的加入可使珠光體的片層變的短小、不規(guī)則。Nb的加入使得鋼的強(qiáng)度降低，韌性變好，微量的Nb就能起到明顯的作用，繼續(xù)加入效果增長不明顯。高碳鋼中加入Nb，可使其CCT曲線向右下方移動，但是Nb含量的增加對珠光體轉(zhuǎn)變區(qū)的影響不大；在相同冷速條件下，含鈮鋼珠光體片層細(xì)化。