Como o vanádio afeta o aço?

A adição de vanádio (V) ao aço pode não apenas desoxidar e dinitrogênio, mas também melhorar as propriedades do aço. O vanádio é raramente adicionado como um único elemento de liga, exceto em aços de carbono para ferramentas em quantidades não superiores a 0.05%. É sempre usado em conjunto com outros elementos de liga, como manganês, cromo, tungstênio e molibdênio. Para aço de rolamento de esferas, o nitreto é prejudicial à fadiga, o dano de 5μm de nitreto é equivalente ao de 20μm de óxido à fadiga. Normalmente não é adequado adicionar vanádio ao aço de rolamento de esferas na forma de liga de nitrogênio-vanádio, a menos que o nitreto possa ser reduzido a menos de 1μm, com o tamanho do nitreto não prejudicial, mas pode refinar o grão e aumentar a dispersão . Aços de alta resistência e baixa liga, aços de alta velocidade, aços para ferramentas, aços inoxidáveis, aços para molas e aços para rolamentos, todos contêm uma pequena quantidade de vanádio, que tem as características de alta resistência, tenacidade, resistência ao desgaste e resistência à corrosão, tem sido amplamente usado na fabricação de máquinas, automóveis, aviação, ferramentas de transporte ferroviário, pontes e outras indústrias.

 

V Para HSLA Steel

Uma grande proporção de vanádio é usada na produção de aços de baixa liga de alta resistência. A adição de vanádio em aços de baixa liga comuns pode melhorar a resistência, a taxa de escoamento e a tenacidade em baixa temperatura após a normalização e melhorar as propriedades de soldagem. Em aços estruturais de baixa temperatura, a liga de vanádio também pode ser usada para melhorar a resistência e tenacidade dos aços, com um teor de 0.04% ~ 0.12% e alguns até 0.16% ~ 0.25%.

Em aços estruturais com liga, o vanádio é usado principalmente para refinar o tamanho do grão e melhorar a resistência do aço, porque o vanádio reduzirá a temperabilidade do aço sob condições gerais de tratamento térmico. Geralmente é usado junto com um ou alguns dos elementos de manganês, cromo, molibdênio e tungstênio, e o conteúdo é geralmente de 0.07% ~ 0.30%, e alguns chegam a 0.40% ~ 0.50%. Tomando o vergalhão sísmico de alta resistência como exemplo, o vergalhão estriado laminado a quente HRB400 e HRB500 tem sido amplamente produzido pela tecnologia de microliga de vanádio, que tem boas propriedades abrangentes. As principais vantagens são: alta resistência, limite de elasticidade não inferior a 400MPa, resistência à tração não inferior a 570MPa; O carbono equivalente não é superior a 0.50%, bom desempenho de soldagem, adequado para vários métodos de soldagem; A relação resistência-escoamento (a relação entre a resistência à tração e a resistência ao escoamento) não deve ser inferior a 1.25; Boa resistência e plasticidade, bom desempenho de flexão; Tem desempenho de fadiga de baixo ciclo de alta tensão, sensibilidade ao envelhecimento de baixa deformação e temperatura de transição frágil e bom desempenho sísmico.

 

V para liga de aço ferramenta

O vanádio é amplamente utilizado como elemento de liga em aços para moldes de liga. O vanádio não apenas refina o tamanho do grão, reduz a sensibilidade ao superaquecimento, mas também aumenta a estabilidade de revenimento e a resistência ao desgaste. Em molde de aço para trabalho a quente H13 e aço para moldes de trabalho a frio D2, o vanádio é o principal elemento de endurecimento secundário com um conteúdo de 0.1% ~ 5%;

Alguns aços para moldes têm um teor de vanádio ainda mais alto, como o aço para ferramentas para trabalho a frio A11, que tem um teor de vanádio ainda maior de 9.75%. Em aços para ferramentas de alta velocidade de tungstênio, o vanádio pode impedir o crescimento de grãos, melhorar a dureza vermelha e a capacidade de corte do aço, aumentar a resistência ao desgaste e, finalmente, estender a vida útil das ferramentas de alta velocidade. Na Alemanha, o consumo de vanádio em aço ferramenta e aço rápido representa cerca de 1/3 do consumo total.

 

V para aço resistente ao calor

O vanádio no aço resistente ao calor pode formar carbonetos e partículas de nitreto altamente dispersos, que crescem lentamente e a polimerização a uma temperatura mais alta, pode melhorar a resistência térmica e a resistência à fluência do aço resistente ao calor. A precipitação de alta temperatura de carbonitreto de vanádio melhora significativamente a resistência do aço a altas temperaturas, então o aço contendo vanádio é amplamente utilizado em usinas de energia e outros campos de aço resistentes ao calor. O elemento V na maioria dos aços resistentes ao calor está geralmente entre 0.15% e 0.40%.

Notas	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 aço inoxidável

O vanádio tem muitas aplicações em aço inoxidável. O conteúdo de vanádio no aço inoxidável é geralmente entre 0.1% e 1.5%; Entre eles, os aços inoxidáveis ​​martensíticos UNS S42700Cr-Mo-V contêm 1.10% ~ 1.30% V e os aços inoxidáveis ​​martensíticos UNS S42800 Cr-Mo-V contêm 0.90% ~ 1.15% V.

 

V Para Aço Mola

O vanádio pode melhorar a resistência ao declínio da elasticidade de mola de aço, aumente a resistência e a relação de escoamento, especialmente o limite de proporção e o limite elástico, e reduza a sensibilidade de descarbonetação do aço durante o tratamento térmico. O aço para molas Cr-V 51CrV4 é um tipo típico de aço para molas de alta liga com teor de vanádio de 0.10% ~ 0.25%, pode ser usado para fabricar molas resistentes ao calor com uma temperatura de trabalho de 500 ℃.

 

V para liga de alta temperatura

O vanádio tem sido usado em algumas ligas resistentes à corrosão de Hastelloy. A liga Hastelloy B contém ≤0.60%, HastelloyC, HastelloyC22 e a liga Hastelloy C276 contém menos de 0.35%, a liga Hastelloy N contém menos de 0.50%, a liga Hastelloy W contém menos de 0.60%. Devido à tendência do vanádio em promover a formação da fase σ, com pouca influência na resistência ou estabilidade da liga, geralmente não é usado em superligas à base de níquel, exceto para A286 que contém 0.10 ~ 0.50% V e alguns outros ligas.