碳化钒与氮化钒

用途

碳化钒、氮化钒是两种重要的钒合金添加剂。钒80%~90%用于钢铁工业的非常主要的原因是钒同碳、氮反应形成耐熔性碳、氮化物,根据钢的成分和钢处理过程的温度情况,这些化合物在钢中能起沉淀硬化和晶粒细化的作用。因此,碳化钒、氮化钒合金在钒钢生产中起着日趋重要的作用。碳化钒、氮化钒可用于结构钢、工具钢、管道钢、钢筋、普通工程钢以及铸铁中。已有的研究表明:碳化钒、氮化钒添加于钢中能提高钢的耐磨性、耐腐性、韧性、强度、延展性和硬度以及抗热疲劳性等综合机械性能,并使钢具有良好的可焊接性能,而且能起到消除夹杂物延伸等作用。尤其是在高强度低合金钢中,氮化钒中的氮比碳化钒更有利于促进富氮的碳、氮化钒的析出,从而更有效的强化和细化晶粒,并比碳化钒减少钒的加入量,降低生产成本。另外,碳化钒还可作为制取金属钒的原料。

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视频作者：芜湖人本合金有限责任公司

国际上通常用钒消耗强度表示钢铁业钒的应用水平。钒消耗强度按每生产1000吨钢所消耗钒的公斤数表示。从80年代以来，世界钒消耗强度

已从30kg/1000t 升至1998年的50kg/1000t ，增加了67%。今后，随着对强度高、重量轻的钢材需求的增加，钒消耗强度还会进一步增加。而中国目前钒消耗强度仅为20~25kg/1000t ，其差距是显而易见的。潜力也是巨大的。

可见，中国钒的生产已处于世界前列，但钒的应用范围、规模和水平却并不先进，与产钒大国的地位很不相称。扩大低合金钢的应用是钢铁产品结构升级、体现钢铁工业技术水平的重要标志。因此，大力推广包括含钒钢在内的低合金钢、是中国从钢铁大国向钢铁强国迈进的重要任务之一。

钒对钢的力学性能的影响

① 少量的钒可使晶粒细化、韧性增大。

② 钒含量较高导致聚集的碳化物出现，使强度降低，碳化物在晶内析出会降低室温韧性，故在大部分钢中含量不高。

③ 经适当的热处理使碳化物弥散析出时，钒可提高钢的高温持久强度和蠕变抗力。

④ 钒的碳化物是金属碳化物中硬和耐磨的，弥散分布的碳化物可提高工具钢的硬度和耐磨性。