Aliaj de fero vanadiu: cum funcționează, clase și aplicații din oțel
Lăsaţi un mesaj
Ferovanadiul este modalitatea standard de introducere a vanadiului în oțel și fontă. Există deoarece vanadiul pur este scump de manipulat și lent de dizolvat, în timp ce aliajul principal este dens, se dizolvă curat într-o oală și poate fi încărcat în vrac fără riscul piroforic al unui metal fin. Pentru o fabrică de oțel care are nevoie de câteva sutimi de procent de vanadiu pentru a îndeplini o specificație de rezistență, aliajul principal este calea practică.
Ce este aliajul de ferro vanadiu
Aliajul este produs prin reducerea pentoxidului de vanadiu cu aluminiu și fier într-o reacție termică, care dă un produs gazos dens, scăzut-, cu un nivel de aluminiu rezidual controlat. Gradele sunt denumite după conținutul lor nominal de vanadiu, iar specificația națională chineză pentru familia de aliaje, GB/T 4139, acoperă clasele de ferovanadiu în intervalul de desemnare FeV50, FeV60 și FeV80, unde numărul este nivelul nominal de vanadiu. Cumpărătorii ar trebui să trateze gradul ca un identificator și să confirme limitele de compoziție reală în certificat, deoarece limitele de carbon, siliciu, aluminiu și sulf mută prețul mai mult decât cifra de vanadiu în sine.
| Nota | Vanadiu | Carbon tipic | Dimensiune tipică |
|---|---|---|---|
| FeV50 | Aproximativ 50% V | 0,4% max | 10-50 mm |
| FeV60 | Aproximativ 60% V | 0.2-0.3% | 10-50 mm |
| FeV80 | Aproximativ 80% V | 0.15-0.2% | 10-50 mm, 3-10 mm |
Calitățile mai mici conțin mai mult fier și mai mult carbon pentru același conținut de vanadiu, ceea ce este acceptabil în oțelurile carbon, dar nu și în clasele cu conținut scăzut de-carbon și inoxidabil, unde absorbția de carbon-este penalizată.
Cum schimbă vanadiul oțelul
Vanadiul funcționează prin două mecanisme care funcționează în același timp. În timpul solidificării și răcirii, se combină cu carbonul și azotul pentru a forma precipitate fine de carbonitrură de vanadiu. Aceste particule fixează granițele granulelor, astfel încât dimensiunea granulelor austenitei rămâne bună în timpul reîncălzirii și întăresc ferita prin obstrucționarea mișcării de dislocare. Împreună, cele două efecte măresc limita de curgere fără pierderea ductilității pe care o simplă creștere a carbonului ar provoca. Dimensiunea boabelor este măsurată pe cupoanele de producție folosind metodele ASTM E112 și este cel mai rapid indicator pentru a stabili dacă adaosul a fost dispersat corespunzător.
Vanadiul are, de asemenea, o afinitate puternică pentru oxigen și sulf, așa că o parte din adaos este cheltuită mai degrabă pentru dezoxidare și desulfurare decât pentru întărire. Acel consum este motivul pentru care recuperarea nu este niciodată 100% și motivul pentru care o mică căldură de probă valorează mai mult decât un calcul atunci când se introduce un nou furnizor sau o nouă clasă.
Unde este folosit Ferro Vanadium
Cea mai mare ieșire unică este oțelul structural-scăzut{1}}aliat de înaltă rezistență, unde microalierea cu vanadiu sau niobiu asigură limita de curgere minimă specificată. ASTM A572/A572M gradul 50, de exemplu, necesită o limită de curgere minimă de 345 MPa în intervalul standard de grosimi structurale, în timp ce gradul 65 necesită 450 MPa. Gradele de rezistență la intemperii din familia ASTM A588 și specificația ASTM A992 pentru forme structurale se bazează, de asemenea, pe adaosuri de microaliaje pentru a îndeplini cerințele lor mecanice la un nivel controlat de carbon.
Alte ieșiri importante includ bara de armare produsă după o specificație de curgere-mai degrabă decât o specificație chimică, tipuri de forjare pentru arbori cotiți și biele, oțeluri pentru arc, oțel pentru șine și oțeluri pentru scule, cum ar fi gradul de lucru la cald H13 acoperit de ASTM A681. În fiecare caz, nivelul de adăugare este setat să îndeplinească o proprietate mecanică, iar costul vanadiului este justificat de tonajul de oțel care poate fi declasat în carbon sau greutatea secțiunii.
Practică de topire și recuperare
Ferovanadiul se adaugă în mod normal în oală în timpul atingerii sau în cuptor înainte de atingere, unde este disponibil un timp de dizolvare mai lung. Recuperarea într-o oală dezoxidată corespunzător se încadrează de obicei în intervalul 90-95%, dar scade atunci când zgura se oxidează, când baia este prea rece pentru dizolvarea completă sau când adăugarea se face înainte de etapa finală de dezoxidare. Alimentarea firului cu miez oferă un control mai strâns acolo unde specificațiile de vanadiu au o fereastră îngustă, deoarece furnizează aliajul sub suprafața zgurii la o rată măsurată.
Specificarea și verificarea notei
Specificația de achiziție trebuie să includă limite de vanadiu, carbon, siliciu, aluminiu, sulf și fosfor, o bandă de dimensiune și ambalaj. Practica de eșantionare și analiză pentru produsele din oțel este acoperită de ASTM A751 pentru terminologie și practica de analiză chimică, în timp ce spectrometria de emisie atomică de scânteie pentru oțelurile carbon și-scăzut aliate este abordată de ASTM E415, care este metoda utilizată de majoritatea fabricilor pentru analiza de rutină a verificărilor. Orice certificat de lot care omite cifrele de aluminiu și sulf ar trebui tratat ca incomplet, deoarece aceste elemente afectează mai degrabă recuperarea și curățenia decât rezistența.
Întrebări frecvente
Q:Pentru ce se folosește ferovanadiul?
R: Este folosit pentru adăugarea de vanadiu în oțel și fontă, în special pentru oțelurile structurale-scăzute-aliate de înaltă rezistență, bare de armare, tipuri de forjare, oțeluri pentru arcuri și oțeluri pentru scule, unde crește rezistența prin precipitare și rafinarea cerealelor.
Q:Ce grad ar trebui ales, FeV50, FeV60 sau FeV80?
R: Alegeți cel mai scăzut grad de vanadiu ale cărui limite de carbon, siliciu și aluminiu îndeplinesc încă specificațiile de oțel; calitățile mai mari costă mai mult pe tonă, dar evită absorbția suplimentară de carbon și fier-.
Q:La ce recuperare se poate aștepta în oală?
R: De obicei, 90-95% într-o oală bine dezoxidată, cu o temperatură adecvată. Recuperarea mai scăzută indică transportul de oxigen sau zgură din cuptor.
Q:Cum se verifică conținutul de vanadiu în oțelul finit?
R: Prin eșantionarea căldurii și analizarea acesteia, cel mai frecvent prin spectrometrie de emisie atomică de scânteie, urmând abordarea ASTM E415, cu practicile ASTM A751 utilizate pentru terminologie și raportarea testelor.
Q:Adăugarea de vanadiu afectează dimensiunea granulelor?
A: Da. Carbonitrura de vanadiu precipită limitele granulelor de austenită și menține dimensiunea granulelor fine în timpul reîncălzirii, motiv pentru care dimensiunea granulelor este măsurată împreună cu chimia, folosind metode precum cele din ASTM E112.
Q:Ferovanadiul este același cu vanadiul metal?
R: Nu. Este un aliaj principal de vanadiu și fier care se dizolvă mai ușor și costă mai puțin pe unitate de vanadiu decât metalul pur, motiv pentru care domină aliajele comerciale.
