In che modo il vanadio influisce sull'acciaio?

L'aggiunta di vanadio (V) all'acciaio può non solo disossidare e diazoto, ma anche migliorare le proprietà dell'acciaio. Il vanadio viene aggiunto raramente come singolo elemento di lega, tranne che negli acciai per utensili al carbonio in quantità non superiori allo 0.05%. Viene sempre utilizzato in combinazione con altri elementi di lega come manganese, cromo, tungsteno e molibdeno. Per l'acciaio per cuscinetti a sfera, il nitruro è dannoso per la sua vita a fatica, il danno di 5μm di nitruro è equivalente a quello di 20μm di ossido per la vita a fatica. Di solito non è adatto aggiungere vanadio all'acciaio per cuscinetti a sfera sotto forma di lega vanadio-azoto a meno che il nitruro non possa essere ridotto a meno di 1μm, poiché con le dimensioni il nitruro non è dannoso ma può affinare la grana e migliorare la dispersione . Acciai ad alta resistenza e bassolegati, acciai rapidi, acciai per utensili, acciai inossidabili, acciai per molle e acciai per cuscinetti contengono tutti una piccola quantità di vanadio, che ha le caratteristiche di alta resistenza, tenacità, resistenza all'usura e resistenza alla corrosione, è stata ampiamente utilizzato nella produzione di macchine, automobili, aviazione, strumenti di trasporto ferroviario, ponti e altri settori.

 

V Per acciaio HSLA

Una grande percentuale di vanadio viene utilizzata nella produzione di acciai bassolegati ad alta resistenza. L'aggiunta di vanadio negli acciai bassolegati ordinari può migliorare la resistenza, il rapporto di snervamento e la tenacità a bassa temperatura dopo la normalizzazione e migliorare le proprietà di saldatura. Negli acciai strutturali a bassa temperatura, la lega di vanadio può essere utilizzata anche per migliorare la resistenza e la tenacità degli acciai, con un contenuto dello 0.04% ~ 0.12% e alcuni fino allo 0.16% ~ 0.25%.

Negli acciai strutturali legati, il vanadio viene utilizzato principalmente per affinare la granulometria e migliorare la resistenza dell'acciaio, poiché il vanadio ridurrà la temprabilità dell'acciaio in condizioni generali di trattamento termico. Di solito viene utilizzato insieme a uno o alcuni degli elementi di manganese, cromo, molibdeno e tungsteno e il contenuto è generalmente 0.07% ~ 0.30% e alcuni raggiungono 0.40% ~ 0.50%. Prendendo come esempio le armature sismiche ad alta resistenza, le armature nervate laminate a caldo HRB400 e HRB500 sono state ampiamente prodotte dalla tecnologia di microalligazione al vanadio, che ha buone proprietà globali. I principali vantaggi sono: alta resistenza, carico di snervamento non è inferiore a 400MPa, resistenza alla trazione non è inferiore a 570MPa; L'equivalente di carbonio non è superiore allo 0.50%, buone prestazioni di saldatura, adatto a vari metodi di saldatura; Il rapporto resistenza-snervamento (il rapporto tra carico di rottura e carico di snervamento) non deve essere inferiore a 1.25; Buona resistenza e plasticità, buone prestazioni di flessione; Ha prestazioni di fatica a ciclo basso a deformazione elevata, sensibilità all'invecchiamento a bassa deformazione e temperatura di transizione fragile e buone prestazioni sismiche.

 

V Per acciaio per utensili in lega

Il vanadio è ampiamente utilizzato come elemento di lega negli acciai per stampi in lega. Il vanadio non solo affina la granulometria, riduce la sensibilità al surriscaldamento, ma aumenta anche la stabilità alla tempra e la resistenza all'usura. In acciaio per stampi a caldo H13 e acciaio per stampi a freddo D2, il vanadio è il principale elemento di indurimento secondario con un contenuto di 0.1% ~ 5%;

Alcuni acciai per stampi hanno un contenuto di vanadio ancora più elevato, come l'acciaio per utensili per lavorazione a freddo A11, che ha un contenuto di vanadio ancora più elevato del 9.75%. Negli acciai per utensili ad alta velocità al tungsteno, il vanadio può prevenire la crescita del grano, migliorare la durezza rossa e la capacità di taglio dell'acciaio, aumentare la resistenza all'usura e infine estendere la durata degli utensili ad alta velocità. In Germania, il consumo di vanadio nell'acciaio per utensili e veloce rappresenta circa 1/3 del consumo totale.

 

V per acciaio resistente al calore

Il vanadio nell'acciaio resistente al calore può formare carburi altamente dispersi e particelle di nitruro, che crescono lentamente e la polimerizzazione a una temperatura più elevata può migliorare la resistenza termica e la resistenza allo scorrimento dell'acciaio resistente al calore. La precipitazione ad alta temperatura del carbonitruro di vanadio migliora significativamente la resistenza alle alte temperature dell'acciaio, quindi l'acciaio contenente vanadio è ampiamente utilizzato nelle centrali elettriche e in altri campi di acciaio resistenti al calore. L'elemento a V nella maggior parte degli acciai resistenti al calore è generalmente compreso tra lo 0.15% e lo 0.40%.

classi	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 per acciaio inossidabile

Il vanadio ha molte applicazioni nell'acciaio inossidabile. Il contenuto di vanadio nell'acciaio inossidabile è generalmente compreso tra lo 0.1% e l'1.5%; Tra questi, gli acciai inossidabili martensitici UNS S42700Cr-Mo-V contengono 1.10% ~ 1.30% V e gli acciai inossidabili martensitici UNS S42800 Cr-Mo-V contengono 0.90% ~ 1.15% V.

 

V per acciaio per molle

Il vanadio può migliorare la resistenza al declino dell'elasticità di acciaio per molle, aumentare la resistenza e il rapporto di snervamento, in particolare il limite di proporzione e il limite elastico, e ridurre la sensibilità alla decarburazione dell'acciaio durante il trattamento termico. L'acciaio per molle Cr-V 51CrV4 è un tipo tipico di acciaio per molle altamente legato con contenuto di vanadio di 0.10% ~ 0.25%, può essere utilizzato per produrre molle resistenti al calore con una temperatura di esercizio di 500 ℃.

 

V Per lega ad alta temperatura

Il vanadio è stato utilizzato in alcune leghe resistenti alla corrosione Hastelloy. La lega Hastelloy B contiene ≤0.60%, la lega HastelloyC, HastelloyC22 e Hastelloy C276 contiene meno dello 0.35%, la lega Hastelloy N contiene meno dello 0.50%, la lega Hastelloy W contiene meno dello 0.60%. A causa della tendenza del vanadio a promuovere la formazione della fase σ, con poca influenza sulla resistenza o stabilità della lega, generalmente non viene utilizzato nelle superleghe a base di nichel ad eccezione di A286 che contiene 0.10 ~ 0.50% V e poche altre leghe.