Miten vanadiini vaikuttaa teräkseen?

Vanadiinin (V) lisääminen teräkseen voi paitsi poistaa hapettumista ja typpeä, myös parantaa teräksen ominaisuuksia. Vanadiinia lisätään harvoin yhtenä seosaineena, paitsi hiilityökaluteräksissä enintään 0.05 %. Sitä käytetään aina yhdessä muiden seosaineiden, kuten mangaanin, kromin, volframin ja molybdeenin, kanssa. Kuulalaakeroidun teräksen nitridi on haitallinen sen väsymisikään, 5 μm:n nitridin vaurio vastaa 20 μm:n oksidin väsymisikää. Yleensä ei ole sopivaa lisätä vanadiinia kuulalaakeroituun teräkseen vanadiini-typpiseoksen muodossa, ellei nitridiä voida vähentää alle 1 μm:iin tai nitridi ei ole haitallinen, mutta voi jalostaa rakeita ja parantaa leviämistä. . Lujat ja niukkaseosteiset teräkset, nopeat teräkset, työkaluteräkset, ruostumattomat teräkset, jousiteräkset ja laakeriteräkset sisältävät kaikki pienen määrän vanadiinia, jolla on korkea lujuus, sitkeys, kulutuskestävyys ja korroosionkestävyys, on ollut laajalti käytössä. käytetään koneenvalmistuksessa, autoissa, ilmailussa, rautatiekuljetustyökaluissa, silloissa ja muilla teollisuudenaloilla.

 

V HSLA Steelille

Suuri osa vanadiinista käytetään erittäin lujien niukkaseosteisten terästen valmistuksessa. Vanadiinin lisääminen tavallisiin niukkaseosteisiin teräksiin voi parantaa lujuutta, myötösuhdetta ja matalan lämpötilan sitkeyttä normalisoinnin jälkeen ja parantaa hitsausominaisuuksia. Matalissa lämpötiloissa rakenneteräksissä vanadiiniseosta voidaan käyttää myös terästen lujuuden ja sitkeyden parantamiseen, pitoisuudella 0.04 % ~ 0.12 % ja joidenkin jopa 0.16 % ~ 0.25 %.

Seostetuissa rakenneteräksissä vanadiinia käytetään pääasiassa raekoon jalostukseen ja teräksen lujuuden parantamiseen, koska vanadiini vähentää teräksen karkenevuutta yleisissä lämpökäsittelyolosuhteissa. Sitä käytetään yleensä yhdessä yhden tai joidenkin mangaanin, kromin, molybdeenin ja volframin alkuaineiden kanssa, ja pitoisuus on yleensä 0.07% ~ 0.30%, ja jotkut saavuttavat 0.40% - 0.50%. Korkean lujan seismisen raudoituksen esimerkkinä HRB400 ja HRB500 kuumavalssatut uritetut raudoitukset on valmistettu laajalti vanadiinimikroseosteknologialla, jolla on hyvät kokonaisvaltaiset ominaisuudet. Tärkeimmät edut ovat: korkea lujuus, myötöraja on vähintään 400 MPa, vetolujuus on vähintään 570 MPa; Hiiliekvivalentti on enintään 0.50%, hyvä hitsausteho, sopii erilaisiin hitsausmenetelmiin; Lujuus-myötösuhde (vetolujuuden suhde myötölujuuteen) ei saa olla pienempi kuin 1.25; Hyvä lujuus ja plastisuus, hyvä taivutuskyky; Sillä on korkea jännityksen matalasyklinen väsymiskyky, alhainen jännityksen ikääntymisherkkyys ja hauras siirtymälämpötila sekä hyvä seisminen suorituskyky.

 

V Seostetylle työkaluteräkselle

Vanadiinia käytetään laajalti seosaineena muottiterästen seostusaineina. Vanadiini ei vain jalostaa raekokoa, vähentää ylikuumenemisherkkyyttä, vaan myös lisää karkaisun vakautta ja kulutuskestävyyttä. Kuumatyömuottiteräksestä H13 ja kylmätyöstömuottiteräs D2, vanadiini on tärkein toissijainen kovetusaine, jonka pitoisuus on 0.1 % ~ 5 %;

Joissakin muottiteräksissä on jopa korkeampi vanadiinipitoisuus, kuten A11-kylmätyötyökaluteräs, jonka vanadiinipitoisuus on vieläkin korkeampi, 9.75 %. Nopeissa volframityökaluteräksissä vanadiini voi estää rakeiden kasvua, parantaa teräksen punaista kovuutta ja leikkauskykyä, lisätä kulutuskestävyyttä ja lopulta pidentää nopeiden työkalujen käyttöikää. Saksassa vanadiinin kulutus työkaluteräksissä ja pikateräksissä on noin 1/3 kokonaiskulutuksesta.

 

V Lämmönkestävälle teräkselle

Lämmönkestävässä teräksessä oleva vanadiini voi muodostaa erittäin dispergoituneita karbideja ja nitridihiukkasia, jotka kasvavat hitaasti ja polymeroituminen korkeammassa lämpötilassa voi parantaa lämmönkestävän teräksen lämpölujuutta ja virumiskestävyyttä. Vanadiinikarbonitridin korkean lämpötilan saostus parantaa merkittävästi teräksen kestävyyttä korkeissa lämpötiloissa, joten vanadiinipitoista terästä käytetään laajalti voimalaitoksissa ja muilla lämmönkestävällä teräskentillä. V-elementti useimmissa lämmönkestävissä teräksissä on yleensä 0.15-0.40 %.

asteet	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 ruostumattomalle teräkselle

Vanadiumilla on monia käyttökohteita ruostumattomassa teräksessä. Ruostumattoman teräksen vanadiinipitoisuus on yleensä 0.1-1.5 %; Niistä UNS S42700Cr-Mo-V martensiittiset ruostumattomat laakeriteräkset sisältävät 1.10 % ~ 1.30 % V ja UNS S42800 Cr-Mo-V Martensitic ruostumattomat laakeriteräkset sisältävät 0.90 % ~ 1.15 % V.

 

V Jousiteräkselle

Vanadiini voi parantaa elastisuuden heikkenemiskestävyyttä jousiteräs, lisää lujuutta ja myötösuhdetta, erityisesti suhteerajaa ja elastisuusrajaa, ja vähentää teräksen hiilenpoistoherkkyyttä lämpökäsittelyn aikana. Cr-V jousiteräs 51CrV4 on tyypillinen runsasseosteisen jousiteräksen tyyppi, jonka vanadiinipitoisuus on 0.10 % ~ 0.25 %, ja sitä voidaan käyttää lämmönkestävien jousien valmistukseen, joiden käyttölämpötila on 500 ℃.

 

V Korkean lämpötilan metalliseokseen

Vanadiinia on käytetty joissakin Hastelloyn korroosionkestävissä seoksissa. Hastelloy B -seos sisältää ≤ 0.60 %, HastelloyC, HastelloyC22 ja Hastelloy C276 -seos sisältää alle 0.35 %, Hastelloy N -seos sisältää alle 0.50 %, Hastelloy W -seos sisältää alle 0.60 %. Koska vanadiinilla on taipumus edistää σ-faasin muodostumista, ja sillä on vain vähän vaikutusta lejeeringin lujuuteen tai stabiilisuuteen, sitä ei yleensä käytetä nikkelipohjaisissa superseoksissa paitsi A286, joka sisältää 0.10 - 0.50 % V ja muutama muu metalliseokset.