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釩對(duì)鋼的顯微組織及熱處理的影響
釩對(duì)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(qiáng)烈地縮小奧氏體相區(qū)。
② 釩和碳、氮、氧都有極強(qiáng)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(chǔ)量不高,價(jià)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?jǐn)?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(diǎn)高、密度小(釩是V族元素中輕的金屬,在十個(gè)高熔點(diǎn)金屬中也是輕的一個(gè)金屬)的特點(diǎn)。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(xué)元素周期表中的位置決定了其化學(xué)性質(zhì)。釩在化學(xué)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(qiáng)碳化物和氮化物形成元素。
釩作為合金元素的一個(gè)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(xì)化晶粒、降低過(guò)熱敏感性,又增加回火穩(wěn)定性、耐磨性,從而延長(zhǎng)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(xué)式為V2O5。它是一種有毒的橙黃色固體,微溶于水,加熱時(shí)失去氧而分解。
可作化學(xué)工業(yè)中的催化劑,蕞重要的是對(duì)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(jìn)入21世紀(jì),中國(guó)在低成本V-N微合金化高強(qiáng)度鋼筋方面的研究成果及推廣應(yīng)用,有力地促進(jìn)了釩微合金化技術(shù)在我國(guó)的應(yīng)用。目前,中國(guó)400MPa以上高強(qiáng)度鋼筋的比例已經(jīng)超過(guò)85%,并且正在大力發(fā)展屈服強(qiáng)度500MPa的Ⅳ級(jí)鋼筋,釩在中國(guó)高強(qiáng)度鋼筋的生產(chǎn)中有廣闊的應(yīng)用前景。
近年來(lái),隨著研究工作的不斷深入,人們開(kāi)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(jì),通過(guò)RCR細(xì)化原始奧氏體晶粒,依靠終軋階段的形變誘導(dǎo)VN在奧氏體中的析出,促進(jìn)IGF形核,細(xì)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(qiáng)化優(yōu)勢(shì),還利用VN促進(jìn)IGF形核起到了晶粒細(xì)化作用,充分發(fā)揮了微合金鋼晶粒細(xì)化和沉淀強(qiáng)化的優(yōu)點(diǎn),該技術(shù)在一些難以實(shí)現(xiàn)低溫控軋的鋼鐵產(chǎn)品,如厚壁型鋼、高強(qiáng)度厚板等,獲得了成功應(yīng)用。
關(guān)于五氧化二釩的市場(chǎng)
我國(guó)也是釩的蕞大的消費(fèi)國(guó),占世界的35%。歐洲、美國(guó)、日本、韓國(guó)等是另外幾個(gè)消費(fèi)大國(guó)。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(xué)催化劑行業(yè)、行業(yè)、陶瓷行業(yè)、光學(xué)、電學(xué)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(duì)釩的價(jià)格影響很大。未來(lái),含釩抗震鋼筋的使用和儲(chǔ)能設(shè)備對(duì)釩電池的使用,是帶動(dòng)釩需求增長(zhǎng)的主要?jiǎng)恿Α?
釩(Vanadium)作為元素周期表釩族元素中的一員,化學(xué)符號(hào)為V,原子數(shù)是23,原子量為50.942,熔點(diǎn)為1887℃,沸點(diǎn)為3337℃,常見(jiàn)化合價(jià)為 5、 4、 3、 2。純釩呈現(xiàn)閃亮的白色,質(zhì)地堅(jiān)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(jiàn)的元素,且很少以單質(zhì)的形式直接使用。