钒的性质及应用

钒的性质：钒是一种十分重要的战略物资，在钢铁、电子、化工、宇航、原子能、航海、建筑、体育、、电源、陶瓷等在国民经济和中占有十分重要的位置。

五氧化二钒的性质

V 2O 5是一种无味、无嗅、有毒的橙黄色或红棕色的粉末，微溶于水（质量浓度约为0.07g/L ），溶液呈黄色。它在约670℃熔融，冷却时结晶成黑紫色正交晶系的针状晶体，它的结晶热很大，当迅速结晶时会因灼热而发光。V 2O 5是氧化物，但主要呈酸性。当溶解在极浓的NaOH 中时，得到一种含有八面体钒酸根离子VO 43-的无色1（1） （2） 使用这种方法的国家有南非、新西兰。

企业视频展播，请点击播放

视频作者：芜湖人本合金有限责任公司

含钒钢的特点及应用

在钢中加入钒，可显著改善钢的性能。实践表明，在结构钢中加入0.1%的钒，可提高强度10～20%，减轻结构重量15～25%，降低成本8～10%。若采用含钒高强度钢时，可减轻金属结构重量40～50%，比普通结构钢的成本低15～30%。

研究表明：钒加入钢中，除固溶强化作用不显著外，在以下几方面显著改善钢的性能。 ① V(CN) 在奥氏体重点溶度积高，钒在低、中、高碳钢中都具有较强的沉淀强化作用。 ② 钒加入到钢中通过阻止加热时奥氏体晶粒的长大、抑制形变奥氏体再结晶、强化γ→α相变细化晶粒作用等途径，达到细化钢的晶粒的作用。 ③ 钒对过冷奥氏体转变具有明显影响，研究表明，与大多数合金元素不同，钒不延迟铁素体转变而推迟贝氏体和珠光体转变。同时，钒提高钢的淬透性的作用，是同样含量的钼对淬透性贡献的二倍。

钒在高碳钢中的应用

在高碳钢中采用钒微合金化，主要用于钢轨、轴承钢、工具钢、模具钢等的生产，目前攀钢采用钒微合金化生产的钢种主要为铁路钢轨。 重轨钢属于珠光体型钢。

度和屈服强度随片间距的减小而增加，韧性则与珠光体团的大小及渗碳体厚度有关，微量钒在重轨钢中的作用研究结果表明，钒可以细化奥氏体晶粒、细化珠光体组织并改变其组织形态，产生沉淀强化作用，提高重轨的强度和使用寿命。

攀钢生产的含钒钢轨有：钒微合金化的热轧钢轨、离线含钒热处理钢轨和在线含钒热处理钢轨。 PD3含钒重轨是攀钢自己开发的新一代微合金钢轨，其强度σb 高达980Mpa ，比通常的U71Mn 的使用寿命提高50%以上；PD3钢轨经全长淬火处

理后HRC33.5～42.5的硬化层深度≥15mm ，σb 高达1275Mpa ，δ5≥10%。经多年的铁路运营实践检验，该钢轨在线路运营过程中，可减轻剥离掉块、波浪磨耗、早期磨耗到限等缺陷；虽然省略了轨端淬火但没有轨端压溃现象，并具有良好的焊接性能。其综合性能达到了水平，线路使用的耐磨性能比U71Mn 提高3倍。