Как ванадий влияет на сталь?

Добавление ванадия (V) в сталь может не только раскислить и окислить азот, но также улучшить свойства стали. Ванадий редко добавляют в качестве отдельного легирующего элемента, за исключением углеродистых инструментальных сталей в количествах не более 0.05%. Он всегда используется в сочетании с другими легирующими элементами, такими как марганец, хром, вольфрам и молибден. Для шарикоподшипниковой стали нитрид вреден для ее усталостной долговечности, повреждение нитрида 5 мкм эквивалентно повреждению оксида 20 мкм для усталостной долговечности. Обычно нецелесообразно добавлять ванадий в сталь для шарикоподшипников в виде сплава ванадий-азот, если только нитрид не может быть уменьшен до менее 1 мкм, если размер нитрида не является вредным, но может измельчать зерно и улучшать дисперсию. . Высокопрочные и низколегированные стали, быстрорежущие стали, инструментальные стали, нержавеющие стали, пружинные стали и подшипниковые стали содержат небольшое количество ванадия, который имеет характеристики высокой прочности, ударной вязкости, износостойкости и коррозионной стойкости. используется в машиностроении, автомобилестроении, авиации, инструментах железнодорожного транспорта, мостах и ​​других отраслях промышленности.

V для стали HSLA

Большая часть ванадия используется в производстве высокопрочных низколегированных сталей. Добавление ванадия в обычные низколегированные стали может улучшить прочность, коэффициент текучести и низкотемпературную ударную вязкость после нормализации, а также улучшить сварочные свойства. В низкотемпературных конструкционных сталях легирование ванадием также может использоваться для повышения прочности и ударной вязкости сталей с содержанием 0.04% ~ 0.12%, а в некоторых случаях - до 0.16% ~ 0.25%.

В легированных конструкционных сталях ванадий в основном используется для уменьшения размера зерна и повышения прочности стали, поскольку ванадий снижает способность стали к закалке в обычных условиях термообработки. Обычно он используется вместе с одним или несколькими элементами марганца, хрома, молибдена и вольфрама, и его содержание обычно составляет 0.07% ~ 0.30%, а некоторые достигают 0.40% ~ 0.50%. На примере высокопрочной сейсмической арматуры горячекатаная оребренная арматура HRB400 и HRB500 широко производилась по технологии микролегирования ванадием, которая обладает хорошими комплексными свойствами. Основные преимущества: высокая прочность, предел текучести не менее 400 МПа, предел прочности не менее 570 МПа; Углеродный эквивалент не более 0.50%, хорошие сварочные характеристики, подходят для различных методов сварки; Соотношение прочности и текучести (отношение прочности на разрыв к пределу текучести) должно быть не менее 1.25; Хорошая прочность и пластичность, хорошие характеристики изгиба; Он обладает низкоцикловой усталостью при высоких деформациях, низкой чувствительностью к деформационному старению и температурой хрупкого перехода, а также хорошими сейсмическими характеристиками.

V для легированной инструментальной стали

Ванадий широко используется в качестве легирующего элемента при легировании стали для литейных форм. Ванадий не только уменьшает размер зерна, снижает чувствительность к перегреву, но также повышает стабильность при отпуске и износостойкость. В стали для горячей обработки H13 и стали для форм для холодной обработки D2, ванадий является основным вторичным упрочняющим элементом с содержанием 0.1% ~ 5%;

Некоторые стали для литейных форм имеют еще более высокое содержание ванадия, например, инструментальная сталь для холодной обработки A11, которая имеет еще более высокое содержание ванадия - 9.75%. В вольфрамовой быстрорежущей инструментальной стали ванадий может предотвратить рост зерен, улучшить красную твердость и режущую способность стали, повысить износостойкость и, наконец, продлить срок службы быстрорежущих инструментов. В Германии потребление ванадия в инструментальной стали и быстрорежущей стали составляет около 1/3 от общего потребления.

V для жаропрочной стали

Ванадий в жаропрочной стали может образовывать высокодисперсные частицы карбидов и нитридов, которые медленно растут, а полимеризация при более высокой температуре может улучшить термическую прочность и сопротивление ползучести жаропрочной стали. Высокотемпературное выделение карбонитрида ванадия значительно улучшает жаропрочность стали, поэтому ванадийсодержащая сталь широко используется на электростанциях и в других областях, связанных с жаропрочной сталью. V-образный элемент в большинстве жаропрочных сталей обычно составляет от 0.15% до 0.40%.

V для нержавеющей стали

Ванадий находит множество применений в нержавеющей стали. Содержание ванадия в нержавеющей стали обычно составляет от 0.1% до 1.5%; Среди них мартенситные нержавеющие стали UNS S42700Cr-Mo-V содержат 1.10% ~ 1.30% V, а мартенситные нержавеющие стали UNS S42800 Cr-Mo-V содержат 0.90% ~ 1.15% V.

V для пружинной стали

Ванадий может улучшить сопротивление снижению эластичности стальная пружина, увеличить прочность и коэффициент текучести, особенно предел пропорции и предел упругости, а также снизить чувствительность стали к обезуглероживанию во время термообработки. Пружинная сталь Cr-V 51CrV4 является типичным типом высоколегированной пружинной стали с содержанием ванадия от 0.10% до 0.25%, может использоваться для производства термостойких пружин с рабочей температурой 500 ℃.

V для жаропрочного сплава

Ванадий использовался в некоторых коррозионно-стойких сплавах Hastelloy. Сплав Hastelloy B содержит ≤0.60%, сплав HastelloyC, HastelloyC22 и Hastelloy C276 содержит менее 0.35%, сплав Hastelloy N содержит менее 0.50%, сплав Hastelloy W содержит менее 0.60%. Из-за тенденции ванадия способствовать образованию σ-фазы с небольшим влиянием на прочность или стабильность сплава, он обычно не используется в суперсплавах на основе никеля, за исключением A286, который содержит 0.10 ~ 0.50% V и некоторых других. сплавы.