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釩對鋼的顯微組織及熱處理的影響
釩對鋼的顯微組織及熱處理的影響:
① 釩和鐵能夠形成連續(xù)的固溶體,強烈地縮小奧氏體相區(qū)。
② 釩和碳、氮、氧都有極強的親和力,在鋼中主要以碳化物或氮化物、氧化物的形態(tài)存在。
①在普通低合金鋼、合金結(jié)構(gòu)鋼、軸承鋼、合金工具鋼、高速工具鋼、耐熱鋼、抗氫鋼和低溫用鋼等系列中有廣泛的應(yīng)用。
②釩在地球的儲量不高,價格雖較硅、錳、鈦、鉬略貴,但在鋼中的用量一般不大于0.5%(質(zhì)量分數(shù),除高速工具鋼外),故可推廣使用。
釩屬于稀有金屬,具有熔點高、密度小(釩是V族元素中輕的金屬,在十個高熔點金屬中也是輕的一個金屬)的特點。大多數(shù)釩存在于釩鈦磁鐵礦中。釩在地殼中的存在量很小(質(zhì)量比為0.023%),但微量的釩在鋼中卻可發(fā)揮顯著的性能改善作用。
釩在化學元素周期表中的位置決定了其化學性質(zhì)。釩在化學元素周期表上位于第4 周期、第VB族,其3d 層電子數(shù)為3,是強碳化物和氮化物形成元素。
釩作為合金元素的一個主要應(yīng)用領(lǐng)域是合金工模具鋼。釩在合金工模具鋼中,既細化晶粒、降低過熱敏感性,又增加回火穩(wěn)定性、耐磨性,從而延長工模具的使用壽命。在常用的熱作模具鋼(H13)和冷作模具鋼(D2)中,釩是主要的二次硬化元素。
五氧化二釩是釩(V)的氧化物,化學式為V2O5。它是一種有毒的橙黃色固體,微溶于水,加熱時失去氧而分解。
可作化學工業(yè)中的催化劑,蕞重要的是對硫酸工業(yè)中2氧化硫轉(zhuǎn)化為3氧化硫一步的催化。五氧化二釩中的釩( 5)為蕞高氧化態(tài),具有兩l性和氧化性。
由偏釩酸銨熱分解或氯化釩水解生成,隨制取方法和條件不同五氧化二釩可呈黃色、橘黃色、磚紅色或褐色。
進入21世紀,中國在低成本V-N微合金化高強度鋼筋方面的研究成果及推廣應(yīng)用,有力地促進了釩微合金化技術(shù)在我國的應(yīng)用。目前,中國400MPa以上高強度鋼筋的比例已經(jīng)超過85%,并且正在大力發(fā)展屈服強度500MPa的Ⅳ級鋼筋,釩在中國高強度鋼筋的生產(chǎn)中有廣闊的應(yīng)用前景。
近年來,隨著研究工作的不斷深入,人們開發(fā)出一系列釩微合金化的新技術(shù)和新工藝。VN晶內(nèi)鐵素體(IGF)形核技術(shù)與RCR工藝結(jié)合,形成了第三代TMCP工藝。該工藝采用V-N微合金化設(shè)計,通過RCR細化原始奧氏體晶粒,依靠終軋階段的形變誘導VN在奧氏體中的析出,促進IGF形核,細化了鐵素體組織。這一新工藝技術(shù)不僅發(fā)揮釩的傳統(tǒng)沉淀強化優(yōu)勢,還利用VN促進IGF形核起到了晶粒細化作用,充分發(fā)揮了微合金鋼晶粒細化和沉淀強化的優(yōu)點,該技術(shù)在一些難以實現(xiàn)低溫控軋的鋼鐵產(chǎn)品,如厚壁型鋼、高強度厚板等,獲得了成功應(yīng)用。
關(guān)于五氧化二釩的市場
我國也是釩的蕞大的消費國,占世界的35%。歐洲、美國、日本、韓國等是另外幾個消費大國。釩的應(yīng)用領(lǐng)域較廣,出了在鋼鐵、合金以及電池行業(yè)有需求外,在化學催化劑行業(yè)、行業(yè)、陶瓷行業(yè)、光學、電學行業(yè)等都有一定需求。其中,釩在鋼鐵行業(yè)的需求占90%左右,對釩的價格影響很大。未來,含釩抗震鋼筋的使用和儲能設(shè)備對釩電池的使用,是帶動釩需求增長的主要動力。
釩(Vanadium)作為元素周期表釩族元素中的一員,化學符號為V,原子數(shù)是23,原子量為50.942,熔點為1887℃,沸點為3337℃,常見化合價為 5、 4、 3、 2。純釩呈現(xiàn)閃亮的白色,質(zhì)地堅硬,為體心立方結(jié)構(gòu),晶格系數(shù)為3.024A。釩在地殼中為7位常見的元素,且很少以單質(zhì)的形式直接使用。