從動(dòng)力學(xué)的角度看,PD3鋼中的碳化釩析出不僅與釩的擴(kuò)散聚集有關(guān),而且與珠光體形成動(dòng)力學(xué)有關(guān)。珠光體轉(zhuǎn)變是典型的擴(kuò)散型相變,它的長(zhǎng)大過(guò)程不僅存在碳的再分配,即由均勻碳含量的奧氏體分解為低碳的鐵素體和高碳的滲碳體兩相組織,而且合金元素也存在再分配。碳化物形成元素一般傾向于擴(kuò)散進(jìn)入滲碳體,形成合金滲碳體(Fe,V)3C。在亞共析鋼中大量的奧氏體/鐵素體(APF)相界面,有利于合金元素沿APF相界面擴(kuò)散而聚集,形成碳化物點(diǎn)列狀排列的/相間沉淀0,所以彌散強(qiáng)化效果十分明顯。共析鋼的珠光體轉(zhuǎn)變過(guò)程卻是鐵素體與滲碳體協(xié)同生長(zhǎng)。
碳熱還原合成碳化釩粉末的反應(yīng)過(guò)程
Ｖ。Ｃ，粉末具有一些特殊的性能，在冶金、電子學(xué)、催化劑等領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用¨“。，尤其作為硬質(zhì)合金晶粒長(zhǎng)大發(fā)揮著重要作用。研究表明¨。：添加微量ＶＣ能明顯提高基體合金的硬度與斷裂韌度，阻止硬質(zhì)合金中ＷＣ晶粒的長(zhǎng)大；添加碳化釩也可使硬質(zhì)合金壽命提高２０％。８１。因此，研究碳化釩粉末制備對(duì)超細(xì)晶硬質(zhì)合金的研制具有重要意義。
碳熱還原法制備金屬碳化物是常用的傳統(tǒng)方法‘９。１０｜。由于碳對(duì)氧的親和勢(shì)隨溫度升高而增大，而各種金屬對(duì)于氧的親和勢(shì)隨溫度升高而降低，故在高溫下，可用碳還原氧化物制取相應(yīng)的金屬或者碳化物。碳還原的主要產(chǎn)物為ＣＯ、ＣＯ，，可以杜絕產(chǎn)物被其它雜質(zhì)污染的現(xiàn)象。因此，碳熱還原法具有工藝簡(jiǎn)單、原料易得、重復(fù)性好等特點(diǎn)，有較高的實(shí)用價(jià)值。
釩在低碳鋼中的應(yīng)用
釩在鋼中以V 4C 3、VN 形式存在，通常是細(xì)小顆粒，足以抑制鋼中晶界的移動(dòng)和晶粒長(zhǎng)大。氮化釩、碳化釩的析出對(duì)鋼起到了強(qiáng)化作用。釩在低碳鋼中的作用主要是細(xì)化晶粒、提高強(qiáng)度、降低脆性轉(zhuǎn)變溫度、顯著改善鋼的焊接性能。釩微合金化低合金高強(qiáng)度鋼已廣泛用于鐵路車(chē)輛的制造、高強(qiáng)度汽車(chē)結(jié)構(gòu)件、油氣輸送管線、含釩建筑用鋼等。
鐵路車(chē)輛用鋼我國(guó)鐵路車(chē)輛制造中，也已廣泛應(yīng)用含釩微合金鋼。制造鐵路車(chē)輛主梁，均采用攀鋼生產(chǎn)中國(guó)釩工業(yè)的發(fā)展鋼，其機(jī)械性能：σs ≥294Mpa ，σb ≥441Mpa ，ak(常溫) ≥58.8J/cm 2，ak(-40℃) ≥35J/cm 2，并具有良好的焊接性能。從1992年至1998年共生產(chǎn)09V 鋼43萬(wàn)噸。
含釩汽車(chē)用高強(qiáng)度熱軋鋼板高強(qiáng)度熱軋鋼板在中型和輕型載重汽車(chē)上應(yīng)用較多，主要用于制作汽車(chē)底盤(pán)和車(chē)廂的各種梁類(lèi)部件、保險(xiǎn)杠、發(fā)動(dòng)機(jī)的懸置梁、車(chē)輪的輪輻和輪輞等。要求具有良好的強(qiáng)韌性、成型性及焊接性能。
釩廢料的產(chǎn)生
含釩固體廢棄物主要來(lái)源于石油、化工、煉鋼、釩礦開(kāi)采等領(lǐng)域，煉、硫酸生產(chǎn)、化工生產(chǎn)(如尼龍、滌綸、聚氯乙稀和丙稀)等工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的釩廢棄物為常見(jiàn)，其中含釩廢催化劑是主要形式。含釩廢催化劑主要分為兩種類(lèi)型：一種是來(lái)源于煉中的廢催化劑，中的釩以V3S4 的形式沉積在催化劑上，這種含釩廢催化劑含10%-20%，是一種較為經(jīng)濟(jì)的提釩原料；另一種是來(lái)源于硫酸工業(yè)的廢催化劑，其中的釩是作為活性組成(五價(jià)釩)以釩化合物形式添加進(jìn)去的，其主要成分是無(wú)活性的四價(jià)釩。當(dāng)前，全球每年產(chǎn)生含釩廢催化劑約為80萬(wàn)噸，其中，煉油廢催化劑約為41.5 萬(wàn)噸，化工廢催化劑33.5 萬(wàn)噸。我國(guó)每年產(chǎn)生含釩廢催化劑約為7-10萬(wàn)噸。廢釩催化劑中釩的品位較高，約含5%的，可作為生產(chǎn)的原料。國(guó)外非常重視這方面的研究，美、日等國(guó)已建立了專(zhuān)門(mén)的工長(zhǎng)來(lái)回收廢催化劑中的釩、鉬等金屬，而我國(guó)這方面也正在大力發(fā)展。不管是從保護(hù)環(huán)境，還是從資源的可持續(xù)利用的角度來(lái)看，含釩固體廢物的回收利用都有著非常重要的意義。因此，尋求短流程、大規(guī)模、低成本、低污染的提釩新工藝；對(duì)含釩固體廢棄物中其他金屬的回收；以及對(duì)催化劑載體的回收利用，這些都是含釩固體廢棄物回收利用的未來(lái)發(fā)展方向。