為了弄清釩在珠光體組織轉(zhuǎn)變中的作用和沉淀析出的規(guī)律,通過電化學(xué)萃取分析結(jié)合透射電子顯微鏡觀察研究了釩含量對PD3鋼中碳化釩析出行為的影響。研究結(jié)果表明:PD3鋼的鐵素體和滲碳體中固溶釩的飽和溶解度分別為0.09%和0.23%左右;當(dāng)鋼中釩含量低于0.21%時,釩主要以固溶形式存在,只有量的碳化釩質(zhì)點無序析出;當(dāng)鋼中釩含量增加,超過飽和溶解度后,多余的釩則主要以碳化釩的形式析出;當(dāng)鋼中釩含量高于0.21%,達到0.33%時,碳化釩將以無序狀態(tài)和/相間沉淀0兩種方式大量析出。

低碳鋼中加入微量釩,可以在鐵素體中析出碳化釩微粒,而奧氏體中溶解的碳化釩在轉(zhuǎn)變時形成界面沉淀產(chǎn)生強化作用,對此,不少研究者進行過定量研究。由于碳化釩在奧氏體中有較高的溶解度,它們在一般的常化處理之后即沉淀析出,所以低碳鋼中加入微量釩可起到較強的沉淀強化作用。

五氧化二釩為原料研制氮化釩，結(jié)果在常壓下使V 2O 3+4C=V 2C+3CO 碳化反應(yīng)時間從40~60小時縮短為5小時以內(nèi)，并且還有進一步縮短碳化時間的潛力。產(chǎn)品達到國際同類產(chǎn)品技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。現(xiàn)在，在生產(chǎn)工藝上已取到了關(guān)鍵性突破，批量工業(yè)應(yīng)用取得良好效果，正在建設(shè)150t/a 規(guī)模的工業(yè)試生產(chǎn)線。

中國含釩鋼的應(yīng)用 3.1 應(yīng)用概況

隨著中國鋼鐵工業(yè)的技術(shù)進步和釩產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，中國含釩鋼的應(yīng)用得到了穩(wěn)步的增長，圖8是我國90年代以來含釩低合金鋼和微合金鋼的產(chǎn)量。其平均年增長率為10%左右。

近年來中國含釩鋼產(chǎn)量不斷提高，品種不斷增加，特別是在建筑用鋼、管線鋼、重軌鋼和汽車及火車結(jié)構(gòu)用鋼等方面，發(fā)展十分迅速。96-98年各種含釩低合金鋼的的平均年產(chǎn)量分布見圖9。它們主要由攀鋼、首鋼、鞍鋼、寶鋼、重鋼等生產(chǎn)，目前，產(chǎn)量在萬噸以上的企業(yè)達到12家。隨著含釩鋼筋的推廣，承鋼、八鋼、水鋼、萊鋼等一批中型企業(yè)在今明二年將成為含釩鋼生產(chǎn)大戶。

釩對鋼的顯微組織及熱處理的影響

① 釩和鐵能夠形成連續(xù)的固溶體，強烈地縮小奧氏體相區(qū)。

② 釩和碳、氮、氧都有極強的親和力，在鋼中主要以碳化物或氮化物、氧化物的形態(tài)存在。

③ 通過控制奧氏體化溫度來改變釩在奧氏體中的含量和未溶碳化物的數(shù)量以及鋼的實際晶粒度，可以調(diào)節(jié)鋼的淬透性。

④ 由于釩與碳能夠形成穩(wěn)定難熔的碳化物，使鋼在較高溫度時仍保持細晶組織，大大降低鋼的過熱敏感性。

回收工藝

從釩渣中回收：釩渣是含釩較高的提釩原料，回收技術(shù)比較成熟。目前通用的流程是鈉化焙燒工藝，采用的設(shè)備不同，大型企業(yè)一般都采用回轉(zhuǎn)窯，而有些企業(yè)則采用焙燒爐。工藝過程是將釩渣與鈉鹽(一般為碳酸鈉或芒硝)混合，在一定的溫度下焙燒，使釩轉(zhuǎn)為可溶性的鈉鹽，焙砂再經(jīng)過浸出，使釩酸鹽進入溶液，溶液經(jīng)過濾，濾出廢渣，再經(jīng)過沉淀、精致等過程得到。國外有的企業(yè)直接利用含釩高的釩鈦磁鐵礦生產(chǎn)，首先將礦石制成精礦，然后與熔劑混合，進入回轉(zhuǎn)窯中焙燒，焙砂用水浸出，含釩溶液用銨鹽處理，后沉淀偏釩酸銨。