钒氮合金是由、碳粉、活性剂等原材料制成的坯件,在常压、氮气氛保护下,经1500~1800℃高温状态下,反应生成钒氮合金。其关键工艺设备为连续式气氛推板高温炉,采用硅钼棒等电热元件获取热源。
,不同钒氮合金生产企业的生产工艺虽然大同小异,但生产过程中原料配比、温度等各项指标对钒氮合金转化率、质量的影响较大。同时,对于下游钢铁冶炼企业,钒氮合金的添加方式和混合方式,对于钢材的强度、韧性、可焊性、延展性及抗热疲劳性等综合机械性能,以及钢材机械性能的均匀性有较大影响。
相对于钒铁,在达到相同的强度、韧性、延展性及抗热疲劳性等综合性能的基础上,钒氮合金可以节约钒加入量 30%-40%,进而降低钢铁冶炼企业的成本。而且,钒氮合金具有较有效的强化和晶粒细化作用,钒、氮收得率稳定,减小钢的性能波动,尺寸均匀、包装便利。
钒氮合金是一种钢铁添加剂:碳化钒或者氮化钒沉淀可以钉扎位错及晶界,阻碍位错和晶界迁移,从而提高钢的强度;同时,钢中增氮可以强化碳氮化钒的析出,并改变钒的相间分布,充分发挥钒的沉淀强化作用,而且,氮渗入钢中还可以细化晶粒,因此,在生产钢铁材料时,向钢中添加钒氮合金,能有效地强化和细化晶粒,节约含钒原料,提高钢的强韧性能,并使钢具有良好的可焊接性能,从而降低炼钢生产成本,因此,钢铁生产对的钒氮合金的需求日益增加。
目前我国钒氮合金主要应用于 III 级螺纹钢(400MPa 级钢筋),但其应用仍较为有限;建筑用钢标准中已淘汰了 HRB335 这一等级的钢筋,均采用 400MPa 级以上的钢筋,并逐步向 500MPa 级钢筋方向发展。我国正在加速建筑用钢的较新换代,大力推广应用 400MPa 级钢筋,并使其成为主导钢筋。
用于制造高速切削钢等合金钢及催化剂。在钢中加入钒可以制成钒钢。钒钢比普通钢结构较为致密,具有较高的韧性、弹性和机械强度。用钒钢制成的可以穿透40厘米厚的钢板。然而,在钢铁工业中,并不是向钢中添加纯钒来生产钒钢,而是直接利用含钒铁矿石来生产钒钢。钒盐被制成明亮的颜料:它们被添加到玻璃中制成有色玻璃,也可用于制造墨水。
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