Ferovanadij je glavna zlitina železa in vanadija, ki se skoraj v celoti porabi kot dodatek za proizvodnjo jekla. Komercialni razredi vsebujejo med 35 % in 80 % vanadija, pri čemer FeV50 (48–52 % V) in FeV80 (78–82 % V) pokrivata večino svetovne trgovine. Meje stopnje in dobavni pogoji so določeni v ASTM A102/A102M in v GB/T 4139, ki določata obseg vanadija, najvišjo raven ogljika in dovoljene preostale elemente vsake stopnje.
Vanadij je močan oblikovalec karbida in nitrida, zato majhni dodatki spremenijo jeklo veliko bolj, kot kaže njihova teža. Dodatek mikrozlitine 0,03–0,10 % V običajno zadostuje za dvig meje tečenja za 100–200 MPa po kontroliranem valjanju, brez izgube žilavosti, ki izhaja iz preprostega dviga ogljika.
Kaj je ferovanadij in kako je razvrščen
FeV nastane z redukcijo vanadijevega oksida v prisotnosti železa, najpogosteje z alumino-termično reakcijo v loncu ali majhni peči. Izdelek je krhka, srebr-siva zlitina, ki je zdrobljena in presejana v velikosti za polnjenje-peči. Nabavne specifikacije običajno navajajo štiri stvari: kakovost in obseg vanadija, omejitve ogljika, silicija, aluminija, fosforja in žvepla, velikost delcev in pakiranje. Za polnjenje v peč se uporabljajo grudice velikosti 10–50 mm, za dodajanje v lonec zdrobljen material velikosti 3–10 mm, za brizganje polnjene žice pa prah pod 3 mm. Velikost sita je preverjena glede na preskusna sita s tkano-žico ASTM E11, kemični certifikat za-serijo pa je običajno podprt z neodvisno laboratorijsko analizo.
Zakaj proizvajalci jekla dodajajo vanadij
Dodatek vanadija deluje na tri načine: prečisti avstenitno zrno med valjanjem, pri ohlajanju se ponovno obori kot V(C,N) in poveča temperaturno odpornost kaljenih in popuščenih delov. Ta kombinacija je osnova prakse visoko{1}}nizko{2}}zlitin (HSLA).
| Aplikacija | Tipičen dodatek V | funkcija |
|---|---|---|
| HSLA plošča in strukturni deli | 0.04–0.10% | Povečanje trdnosti pri kontroliranem kotaljenju |
| Cev do X70 / X80 | 0.03–0.08% | Trdnost z nizko{0}}temperaturno žilavostjo |
| Kovanje in vzmetna jekla | 0.10–0.20% | Kontrola kaljivosti, temperaturna odpornost |
| Orodja za vroče- delo in jekla za matrice | 0.8–2.0% | Odpornost proti obrabi trdih VC delcev |
| Titanove zlitine, kot je Ti-15V-3Cr-3Sn-3Al | do 15% | Beta{0}}stabilizacija faze |
Konstrukcijska plošča po ASTM A572/A572M razred 50 mora doseči najmanjšo mejo tečenja 345 MPa, jeklo za cevovode po API 5L razreda X70 pa najmanj 485 MPa. Oba se redno srečujeta z mikrolegiranjem vanadija in niobija in ne samo z ogljikom.
Panoge glavne končne-uporabe
Gradbeništvo in infrastruktura.Nosilci mostov, visoki-stebri, žerjavne tirnice in konstrukcije na morju uporabljajo V-mikrolegirane profile in ploščo, kjer je zmanjšanje teže pomembno. Nižja vsebnost ogljika izboljša tudi varljivost na mestu.
Avtomobilizem.Vanadij se uporablja pri kovanju jekel za ročične gredi, ojnice in dele menjalnika, v vzmetnih jeklih ter v vroče-vtisnjenih in-kaljenih komponentah karoserije. Zlitina dobavitelju omogoča doseganje ciljne trdnosti z analizo, ki je manjša in bolj varljiva.
Letalstvo in obramba.Titanove zlitine z 10–15 % V se uporabljajo za dele letalskega ogrodja in podvozja-, orodna jekla, ki vsebujejo vanadij-, pa se uporabljajo za kovanje orodij in orodja za rezanje.
energija.Visokotlačne-cevovodne cevi, vodi za transport vodika in CO2 ter tlačna{2}}plošča so odvisni od vanadija za ohranjanje trdnosti pri delovni temperaturi. Vanadijev pentoksid, surovina za FeV, je tudi surovina za pretočni elektrolit vanadijeve redoks baterije, kjer je določena vsebnost V2O5 99 % in več.
Izterjava in nadzor stroškov
Obnovitev vanadija v jekleni kopeli je običajno 90–95 % pri dodajanju kosov po dezoksidaciji in nižje, če se dodaja v oksidacijsko žlindro ali prezgodaj pri segrevanju. Izkoristek še dodatno pade, če fin prah dodamo ročno namesto z polnjeno žico. Za nadzor nad stroški kupci primerjajo ceno na kilogram vsebovanega vanadija namesto cene na tono zlitine in zadržijo dodajanje, dokler ni kisikov potencial kopeli nizek. Pretovarjanje razsutega tona v velikih vrečah po 1 t ali 1,25 t z oblogami,-zaščitenimi pred vlago, ohranja nizke izgube sejanja in nastajanje drobnih delcev.
Preverjanje kakovosti pred sprejemom
Vzorčenje je treba vzeti iz zdrobljenega potoka, ne s površine velike vreče, ker se med ravnanjem ločijo frakcije, bogate z-vanadijem, in-z železom. Rentgenska fluorescenca omogoča hitro preverjanje območja vanadija, medtem ko analiza zgorevanja potrdi ogljik. Žveplo in fosfor sta dva ostanka, ki najpogosteje močno presegata specifikacijo, vsebnost aluminija pa je pomembna, če si jeklar ne more privoščiti dodatne obremenitve z deoksidacijo. Za vsako analizo je treba uporabiti certificirane referenčne materiale.
Pogosto zastavljena vprašanja
Q:Za kaj se uporablja ferovanadij?
O: Uporablja se skoraj v celoti kot dodatek za proizvodnjo jekla: za krepitev plošče HSLA, profilov in cevovodov, za nadzor kaljivosti pri kovanju in vzmetnih jeklih, za dodajanje odpornosti proti obrabi orodnim jeklom in za stabilizacijo beta faze v titanovih zlitinah.
Q:Kakšna je razlika med FeV50 in FeV80?
O: FeV50 vsebuje 48–52 % vanadija in FeV80 vsebuje 78–82 %. FeV80 nosi manj železa na kilogram vanadija, zato so stroški prevoza in manipuliranja na vsebovano enoto nižji, medtem ko se FeV50 lažje raztopi v nekaterih postopkih zajemalke.
Q:Koliko vanadija je dodanega jeklu HSLA?
O: Tipične ravni mikrozlitin so 0,03–0,10 % vanadija v končnem jeklu, ki se običajno doda kot približno 1–2,5 kg FeV80 na tono jekla.
Q:Kakšno je tipično pridobivanje vanadija v loncu?
O: Izkoristek 90–95 % je dosegljiv, če se dodatek izvede po deoksidaciji z dobrim mešanjem. Izkoristek se zmanjša, ko žlindra oksidira, ko je dodatek narejen prezgodaj ali ko se fini prah polni ročno.
Q:Kakšno velikost delcev je treba naročiti?
A: 10–50 mm grude za polnjenje peči, 3–10 mm zdrobljene za večino dodatkov v zajemalko in pod 3 mm prahu za polnjeno žico. Dimenzioniranje je običajno certificirano glede na testna sita ASTM E11.
Q:Kateri standardi določajo stopnje ferovanadija?
O: ASTM A102/A102M in GB/T 4139 določata obsege vanadija in mejne vrednosti nečistoč glede na stopnjo; dobave so običajno potrjene glede na enega od teh in neodvisna analiza serije.