¿Cómo afecta el vanadio al acero?

La adición de vanadio (V) al acero no solo puede desoxidar y dinitrógeno, sino también mejorar las propiedades del acero. El vanadio rara vez se añade como un solo elemento de aleación, excepto en los aceros al carbono para herramientas en cantidades no superiores al 0.05%. Siempre se utiliza junto con otros elementos de aleación como manganeso, cromo, tungsteno y molibdeno. Para el acero de rodamiento de bolas, el nitruro es perjudicial para su vida útil a la fatiga, el daño del nitruro de 5 μm es equivalente al del óxido de 20 μm para la vida útil a la fatiga. Por lo general, no es adecuado agregar vanadio al acero con cojinetes de bolas en forma de aleación de vanadio-nitrógeno a menos que el nitruro se pueda reducir a menos de 1 μm, ya que con el tamaño del nitruro no es dañino pero puede refinar el grano y mejorar la dispersión. . Los aceros de alta resistencia y baja aleación, aceros de alta velocidad, aceros para herramientas, aceros inoxidables, aceros para muelles y aceros para rodamientos contienen una pequeña cantidad de vanadio, que tiene las características de alta resistencia, tenacidad, resistencia al desgaste y resistencia a la corrosión, ha sido ampliamente utilizado en la fabricación de maquinaria, automóviles, aviación, herramientas de transporte ferroviario, puentes y otras industrias.

 

V para acero HSLA

Una gran proporción de vanadio se utiliza en la producción de aceros de baja aleación de alta resistencia. La adición de vanadio en aceros ordinarios de baja aleación puede mejorar la resistencia, la relación de rendimiento y la tenacidad a baja temperatura después de la normalización, y mejorar las propiedades de soldadura. En aceros estructurales de baja temperatura, la aleación de vanadio también se puede utilizar para mejorar la resistencia y tenacidad de los aceros, con un contenido de 0.04% ~ 0.12%, y algunos hasta 0.16% ~ 0.25%.

En los aceros estructurales aleados, el vanadio se usa principalmente para refinar el tamaño de grano y mejorar la resistencia del acero, porque el vanadio reducirá la templabilidad del acero en condiciones generales de tratamiento térmico. Por lo general, se usa junto con uno o algunos de los elementos de manganeso, cromo, molibdeno y tungsteno, y el contenido es generalmente 0.07% ~ 0.30%, y algunos alcanzan 0.40% ~ 0.50%. Tomando como ejemplo las barras de refuerzo sísmicas de alta resistencia, las barras de refuerzo acanaladas laminadas en caliente HRB400 y HRB500 se han producido ampliamente mediante la tecnología de microaleación de vanadio, que tiene buenas propiedades integrales. Las principales ventajas son: alta resistencia, el límite elástico no es inferior a 400 MPa, la resistencia a la tracción no es inferior a 570 MPa; El carbono equivalente no es más del 0.50%, buen rendimiento de soldadura, adecuado para varios métodos de soldadura; La relación resistencia-fluencia (la relación entre la resistencia a la tracción y el límite elástico) no será inferior a 1.25; Buena resistencia y plasticidad, buen rendimiento de flexión; Tiene un rendimiento de fatiga de ciclo bajo de alta deformación, baja sensibilidad al envejecimiento por deformación y temperatura de transición frágil, y buen rendimiento sísmico.

 

V para acero para herramientas de aleación

El vanadio se utiliza ampliamente como elemento de aleación en la aleación de aceros para moldes. El vanadio no solo refina el tamaño del grano, reduce la sensibilidad al sobrecalentamiento, sino que también aumenta la estabilidad del revenido y la resistencia al desgaste. En acero para moldes para trabajo en caliente H13 y acero para moldes de trabajo en frío D2, el vanadio es el principal elemento de endurecimiento secundario con un contenido de 0.1% ~ 5%;

Algunos aceros para moldes tienen un contenido de vanadio aún mayor, como el acero para herramientas de trabajo en frío A11, que tiene un contenido de vanadio aún mayor del 9.75%. En los aceros de tungsteno para herramientas de alta velocidad, el vanadio puede prevenir el crecimiento del grano, mejorar la dureza del rojo y la capacidad de corte del acero, aumentar la resistencia al desgaste y, finalmente, extender la vida útil de las herramientas de alta velocidad. En Alemania, el consumo de vanadio en acero para herramientas y acero de alta velocidad representa aproximadamente 1/3 del consumo total.

 

V para acero resistente al calor

El vanadio en el acero resistente al calor puede formar carburos y partículas de nitruro muy dispersos, que crecen lentamente y la polimerización a una temperatura más alta puede mejorar la resistencia térmica y la resistencia a la fluencia del acero resistente al calor. La precipitación a alta temperatura del carbonitruro de vanadio mejora significativamente la resistencia a la resistencia a altas temperaturas del acero, por lo que el acero que contiene vanadio se usa ampliamente en centrales eléctricas y otros campos de acero resistentes al calor. El elemento V en la mayoría de los aceros resistentes al calor está generalmente entre 0.15% y 0.40%.

grados	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 para acero inoxidable

El vanadio tiene muchas aplicaciones en acero inoxidable. El contenido de vanadio en el acero inoxidable se encuentra generalmente entre el 0.1% y el 1.5%; Entre ellos, los aceros inoxidables martensíticos para cojinetes UNS S42700Cr-Mo-V contienen 1.10% ~ 1.30% V, y los aceros inoxidables martensíticos para cojinetes UNS S42800 Cr-Mo-V contienen 0.90% ~ 1.15% V.

 

V para acero para muelles

El vanadio puede mejorar la resistencia a la disminución de la elasticidad de acero para muelles, aumentan la relación de resistencia y elástico, especialmente el límite de proporción y el límite elástico, y reducen la sensibilidad a la descarburación del acero durante el tratamiento térmico. El acero para muelles Cr-V 51CrV4 es un tipo típico de acero para muelles de alta aleación con un contenido de vanadio de 0.10% ~ 0.25%, que se puede utilizar para fabricar muelles resistentes al calor con una temperatura de trabajo de 500 ℃.

 

V para aleación de alta temperatura

El vanadio se ha utilizado en algunas aleaciones resistentes a la corrosión de Hastelloy. La aleación Hastelloy B contiene ≤0.60%, la aleación HastelloyC, Hastelloy C22 y Hastelloy C276 contiene menos del 0.35%, la aleación Hastelloy N contiene menos del 0.50%, la aleación Hastelloy W contiene menos del 0.60%. Debido a la tendencia del vanadio a promover la formación de la fase σ, con poca influencia en la resistencia o estabilidad de la aleación, generalmente no se usa en superaleaciones a base de níquel, excepto A286 que contiene 0.10 ~ 0.50% V y algunas otras. aleaciones.