釩合金的產(chǎn)品特性與使用簡介

釩合金的產(chǎn)品特性與使用簡介微合金化技術的進展，參加微量鈮、釩、鈦等元素后可以顯著改味精，釩合金在鋼鐵工業(yè)中應用廣泛。鋼鐵工業(yè)常用的釩合金有釩鐵、釩氮合金等。近年來，隨著多元釩合金應用技術的爭論，又有釩鋁、釩鉻、硅釩鐵、氮化釩鐵與氮化高強度鋼的生產(chǎn)應用中比釩氮合金更有明顯優(yōu)勢。1、釩合金生產(chǎn)工藝鋁與金屬硅，前者可以制備不同釩含量的釩鐵，釩含量從20%～85%均可；后者一般狀況下只能制備釩含量較低的釩鐵，釩含量從20%～60%均可。硅釩合金是用金屬硅做復原劑處理氧化釩，得到的含硅釩合金。70%～80%。得到的含氮釩合金。與氮化硅釩鐵相對簡單。2、釩合金性質合金密度(比重)由大到小的挨次：釩鐵→氮化釩鐵→硅釩鐵→氮化硅釩鐵→釩氮合金。合金熔點由大到小的挨次：釩氮合金→氮化釩鐵→釩鐵→氮化硅釩鐵→硅釩合金。合金在鋼水中的溶解性能從易到難的挨次：硅釩合金→氮化硅釩鐵→釩鐵→氮化釩鐵→釩氮合金。合金在鋼水中的均勻化速度從快到慢的挨次：硅釩合金→氮化硅釩鐵→釩鐵→氮化釩鐵→釩氮合金。合金元素在鋼水中的偏析度從小到大的挨次：硅釩合金→氮化硅釩鐵→釩鐵→氮化釩鐵→釩氮合金。釩合金的成分偏析從小到大的挨次：釩氮合金→一步法工藝生產(chǎn)的釩鐵→兩步法工藝生產(chǎn)的釩鐵→硅釩合金→氮化釩鐵→氮化硅釩鐵。釩合金的物相組成釩鐵：釩鐵固溶體，除此之外還有少量的雜質。硅釩合金：物相由多到少的挨次是：鐵→硅釩固溶體→雜質。雜質。氮化釩鐵：物相由多到少的挨次是：氮化釩→鐵→雜質。氧化硅→雜質。3、鋼中釩的強化機理有強化作用，只有化合態(tài)的釩在鋼鐵中才可能有強化作用。釩合金參加鋼中的先決條件爐渣層。爐渣層的密度一般在~cm3，故釩合金的密度最好大于cm3，cm3。從這點講，最差的釩合金是釩氮合金，釩鐵、硅釩合金、氮化釩鐵、氮化硅釩鐵都是較好的釩合金。釩合金具有適宜金有效參加鋼中而發(fā)揮作用。釩合金在鋼水中的溶解與均勻化不能充分發(fā)揮作用。從這點來說，氮化硅釩鐵最好，硅釩合金次之，然后是氮化釩鐵、釩鐵、釩氮合金。比重過高的釩鐵、氮化釩鐵會快成分均勻化效果好，鋼材性能穩(wěn)定。(3)釩在鋼中的強化機理素之一。釩的作用是通過形成V(C，N)來影響鋼的組織和性能。它主加鋼的綜合機械性能。釩在鋼中有細晶強化和沉淀強化作用。晶粒長大，提高鋼的粗化溫度。這是由于它的彌散的碳、氮化物小顆氏體晶界上，V(C，N)在奧氏體向鐵素體轉變期間在相界面的析出，隨著軋制的進展，溫度漸漸降低，釩的碳、氮化物在奧氏體中的溶度積減小，加之形變誘導析出的作用，其碳、氮化物在奧氏體向鐵素體下大量形成，不易長大，從而細化了鐵素體晶粒。γ→α及相變后的相間沉淀，其沉淀析出與鋼中碳、氮含量有關，沉淀強化的效果取決于析出相的彌散度，質點越細小、彌散，沉淀強化的效果1～2程中，氮化釩更簡潔析出，相反，碳化釩則在奧氏體、鐵素體中具有更高的溶解度，單獨析出格外困難、析出溫度更低，因此，VN比VC具有更好的強化效果。中發(fā)揮強化作用有如下兩種模式：A、三步強化模式釩與鋼水中的氮生成氮化釩→氮化釩析出強化。

＝[V]參加

LM。η＝1

V

LM 100%

。無氮釩合金參加[O]≤%)形成的氧化釩，二是鋼中的氧與釩合金中的釩生成氧化釩。其次步：溶解于鋼水中的釩與鋼水中的氮生成溶解態(tài)氮化釩。溶解于鋼水中的釩可能的去向有三個：①固溶于金屬中，幾乎沒有強化效果。②與鋼水中殘留的氧生成氧化釩上浮進入爐渣{[V]LM

＋x[O]＝(VOx)}失去強化作用。③與鋼水中的[N]反響生成氮化釩[VN][V][N]＝[VN]。LM， LM LM[N][N]越高，釩轉化為氮化釩的轉化率會越高，釩的轉化率。]。η＝ LM100%2 LM第三步：鋼液中溶解態(tài)氮化釩沉淀析出：[VN]＝VN。LM 析出氮化釩的析出以微細粒級的氮化釩顆粒在金屬基體中彌散分布，η＝

VN析出100%。3 ]LM利用率〔能夠起到強化作用的釩〕比較低，有效利用率的計算公式為VN1 2 3 V

析出100。參加B、兩步強化模式含氮釩合金進入鋼水后溶解為溶解態(tài)氮化釩→氮化釩析出強化。第一步：含氮釩合金溶解：VN＝[VN]參加 LM。η＝1

VN

LM100%

參加度〔VN〕也有很大的影響。其次步：鋼液中溶解態(tài)氮化釩沉淀析出：[VN]＝VN。LM 析出氮化釩的析出以微細粒級的氮化釩顆粒在金屬基體中彌散分布，不完全的，釩的析出率 VN 。η＝ 析出100%2 LM氮合金。含氮釩合金中的釩有效利用率〔能夠起到強化作用的釩〕很η＝ηη＝VN

析出100%。1 2 VN參加三種含氮釩合金的強化過程解析A、釩氮合金第一步：釩氮合金溶解于液體金屬中，氮化釩、碳化釩呈溶解狀態(tài)；氧化釩等雜質上浮進入爐渣中。VN 參加 LMVC ＝[VC]參加 LMVO ＝(VO )X參加 X金屬中。[VN] ＝VNLM 析出除此之外，鋼液中剩余的少量氧與釩生成氧化釩上浮進入爐渣：LM X 2強化作用，極大地降低了釩的有效利用率。需要特別說明的是，當熔體中有足夠多的[N][VN]之外，也會生成少量的[V(C,N)]，沉淀析出也具有強化效果，但歸根結底，熔體中存在足夠多的[N]，是釩發(fā)揮強化作用的根底。B、氮化釩鐵第一步：氮化釩鐵溶解于鋼液中，鐵、氮化釩及少量的碳化釩呈溶解狀態(tài)；氧化釩等雜質上浮進入爐渣中。VN 參加 LMVC 參加 LMFe ＝[Fe]參加 LMVO ＝(VO)X參加 X碳化釩固溶于金屬中。＝VNLM 析出除此之外，鋼液中剩余的少量氧與釩生成氧化釩上浮進入爐渣：＋2X[O]＝2VO＋NLM X 2綜合來看，氮化釩鐵中的氧化釩、碳化釩均不會起強化作用，降低了釩的有效利用率。C、氮化硅釩鐵第一步：氮化硅釩鐵溶解于鋼液中，鐵、氮化釩、氮化硅呈溶解狀態(tài)；二氧化硅等雜質上浮進入爐渣中。VN 參加 LMFe ＝[Fe]參加 LMSiO ＝(SiO)2參加 2SiN ＝[SiN]3 4參加

3 4LM[SiN3 4

] ＝3[Si]LM

＋4[N]LM[VN] ＋[N] VNLM 析出由于氮化硅的存在，在鋼液中會釋放出大量的[N]，為氮化釩的析出供給了富氮的環(huán)境，促進了氮化釩的析出。除此之外，鋼液剩余的少量氧與硅生成二氧化硅上浮進入爐渣。[Si]LM

＋2[O]＝(SiO)2言具有保護作用，可以實現(xiàn)釩收率的提高，到達節(jié)約用釩的目的。綜合來看，氮化硅釩鐵中的鐵、二氧化硅、氮化硅在鋼中不會起強化作用，但可以促進氮化釩的析出，同時可以降低氧的不利作用，提高了釩的有效利用率。釩的析出率問題1〔相當于質量比，金屬基體中釩的析出最完全。換言之，當含氮釩合金中釩氮以VN因此，無論添加何種釩合金，最好的物相組成是氮化釩〔VN。雖然爭論結果說明，析出物相可能是V(C,N)，但前提是