Die Zugabe von Vanadium (V) zu Stahl kann nicht nur desoxidieren und Distickstoff, sondern auch die Eigenschaften von Stahl verbessern. Vanadium wird selten als einzelnes Legierungselement zugesetzt, außer bei Kohlenstoffwerkzeugstählen in Mengen von nicht mehr als 0.05%. Es wird immer in Verbindung mit anderen Legierungselementen wie Mangan, Chrom, Wolfram und Molybdän verwendet. Bei kugelgelagertem Stahl ist Nitrid schädlich für seine Lebensdauer, der Schaden von 5 μm Nitrid entspricht dem von 20 μm Oxid für die Lebensdauer. Es ist normalerweise nicht geeignet, kugelgelagerten Stahl Vanadium in Form einer Vanadium-Stickstoff-Legierung zuzusetzen, es sei denn, das Nitrid kann auf weniger als 1 um reduziert werden, wobei das Nitrid bei der Größe nicht schädlich ist, aber das Korn verfeinern und die Dispersion verbessern kann . Hochfeste und niedriglegierte Stähle, Schnellarbeitsstähle, Werkzeugstähle, rostfreie Stähle, Federstähle und Lagerstähle enthalten alle eine geringe Menge Vanadium, das die Eigenschaften hoher Festigkeit, Zähigkeit, Verschleißfestigkeit und Korrosionsbeständigkeit aufweist Verwendung im Maschinenbau, in der Automobilindustrie, in der Luftfahrt, im Eisenbahnverkehr, in Brücken und in anderen Branchen.
V Für HSLA Steel
Ein großer Teil des Vanadiums wird zur Herstellung hochfester niedriglegierter Stähle verwendet. Die Zugabe von Vanadium in gewöhnliche niedriglegierte Stähle kann die Festigkeit, das Fließverhältnis und die Zähigkeit bei niedriger Temperatur nach der Normalisierung verbessern und die Schweißeigenschaften verbessern. In Niedertemperatur-Baustählen kann das Vanadiumlegieren auch verwendet werden, um die Festigkeit und Zähigkeit von Stählen mit einem Gehalt von 0.04% bis 0.12% und einigen bis zu 0.16% bis 0.25% zu verbessern.
In legierten Baustählen wird Vanadium hauptsächlich zur Verfeinerung der Korngröße und zur Verbesserung der Festigkeit des Stahls verwendet, da Vanadium die Härtbarkeit des Stahls unter allgemeinen Wärmebehandlungsbedingungen verringert. Es wird üblicherweise zusammen mit einem oder einigen der Elemente Mangan, Chrom, Molybdän und Wolfram verwendet, und der Gehalt beträgt im allgemeinen 0.07% ~ 0.30% und einige erreichen 0.40% ~ 0.50%. Am Beispiel hochfester seismischer Bewehrungsstäbe wurden warmgewalzte gerippte Bewehrungsstäbe HRB400 und HRB500 in großem Umfang durch Vanadium-Mikrolegierungstechnologie hergestellt, die gute umfassende Eigenschaften aufweisen. Die Hauptvorteile sind: hohe Festigkeit, Streckgrenze nicht weniger als 400 MPa, Zugfestigkeit nicht weniger als 570 MPa; Das Kohlenstoffäquivalent beträgt nicht mehr als 0.50%, gute Schweißleistung, geeignet für verschiedene Schweißverfahren; Das Verhältnis von Festigkeit zu Streckgrenze (das Verhältnis von Zugfestigkeit zu Streckgrenze) darf 1.25 nicht unterschreiten. Gute Festigkeit und Plastizität, gute Biegeleistung; Es hat eine Ermüdungsleistung bei hoher Dehnung und geringem Zyklus, eine geringe Alterungsempfindlichkeit bei Dehnung und eine spröde Übergangstemperatur sowie eine gute seismische Leistung.
V Für legierten Werkzeugstahl
Vanadium wird häufig als Legierungselement beim Legieren von Formstählen verwendet. Vanadium verfeinert nicht nur die Korngröße, verringert die Überhitzungsempfindlichkeit, sondern erhöht auch die Temperierstabilität und die Verschleißfestigkeit. In Warmarbeitsform Stahl H13 und Kaltarbeitsformstahl D2Vanadium ist das sekundäre Haupthärtungselement mit einem Gehalt von 0.1% bis 5%;
Einige Formstähle haben einen noch höheren Vanadiumgehalt, wie beispielsweise der Kaltarbeitsstahl A11, der einen noch höheren Vanadiumgehalt von 9.75% aufweist. In Wolfram-Hochgeschwindigkeitswerkzeugstählen kann Vanadium das Kornwachstum verhindern, die rote Härte und das Schneidvermögen des Stahls verbessern, die Verschleißfestigkeit erhöhen und schließlich die Lebensdauer der Hochgeschwindigkeitswerkzeuge verlängern. In Deutschland macht der Vanadiumverbrauch bei Werkzeugstahl und Schnellarbeitsstahl etwa 1/3 des Gesamtverbrauchs aus.
V Für hitzebeständigen Stahl
Vanadium in hitzebeständigem Stahl kann hochdisperse Carbide und Nitridpartikel bilden, die langsam wachsen und bei höherer Temperatur polymerisieren. Dies kann die Wärmefestigkeit und die Kriechfestigkeit von hitzebeständigem Stahl verbessern. Die Hochtemperaturfällung von Vanadiumcarbonitrid verbessert die Hochtemperaturbeständigkeit von Stahl erheblich, so dass vanadiumhaltiger Stahl in Kraftwerken und anderen hitzebeständigen Stahlfeldern weit verbreitet ist. Das V-Element in den meisten hitzebeständigen Stählen liegt im Allgemeinen zwischen 0.15% und 0.40%.
Noten | C | Si | Mn | Cr | Mo | V | Al | W | Nb | N |
T91 | 0.08-0.12 | 0.2-0.5 | 0.3-0.6 | 8.0-9.5 | 0.85-1.0 | 0.18-0.25 | ≤ 0.015 | / | 0.05-0.1 | 0.03-0.07 |
T92 | 0.07-0.13 | ≤ 0.5 | 0.3-0.6 | 8.5-9.5 | 0.3-0.6 | 0.15-0.25 | ≤ 0.015 | 1.5-2.0 | 0.04-0.09 | 0.03-0.07 |
V Für Edelstahl
Vanadium hat viele Anwendungen in Edelstahl. Der Vanadiumgehalt in rostfreiem Stahl liegt im allgemeinen zwischen 0.1% und 1.5%; Unter diesen enthalten die martensitischen rostfreien Lagerstähle UNS S42700Cr-Mo-V 1.10% ~ 1.30% V und die martensitischen rostfreien Lagerstähle UNS S42800 Cr-Mo-V enthalten 0.90% ~ 1.15% V.
V Für Federstahl
Vanadium kann den Elastizitätsabfallwiderstand von verbessern FederstahlErhöhen Sie die Festigkeit und das Fließverhältnis, insbesondere die Proportions- und Elastizitätsgrenze, und verringern Sie die Entkohlungsempfindlichkeit von Stahl während der Wärmebehandlung. Cr-V-Federstahl 51CrV4 ist eine typische Art von hochlegiertem Federstahl mit einem Vanadiumgehalt von 0.10% bis 0.25%, mit dem hitzebeständige Federn mit einer Arbeitstemperatur von 500 ° C hergestellt werden können.
V Für Hochtemperaturlegierung
Vanadium wurde in einigen korrosionsbeständigen Hastelloy-Legierungen verwendet. Hastelloy B-Legierung enthält ≤ 0.60%, HastelloyC-, HastelloyC22- und Hastelloy C276-Legierung enthält weniger als 0.35%, Hastelloy N-Legierung enthält weniger als 0.50%, Hastelloy W-Legierung enthält weniger als 0.60%. Aufgrund der Tendenz von Vanadium, die Bildung der σ-Phase mit geringem Einfluss auf die Festigkeit oder Stabilität der Legierung zu fördern, wird es im Allgemeinen nicht in Superlegierungen auf Nickelbasis verwendet, mit Ausnahme von A286, das 0.10 bis 0.50% V enthält, und einigen anderen Legierungen.