钒氮合金的应用及展望
2024年钒氮合金市场前景分析
钒氮合金市场前景分析引言钒氮合金是一种重要的工业原料，广泛应用于钢铁冶炼、电池材料制备等领域。
本文将对钒氮合金市场前景进行分析，包括市场规模、供需状况、应用领域和发展趋势等方面。
市场规模钒氮合金市场的规模随着相关行业的发展不断扩大。
近年来，随着全球钢铁需求的增加以及新能源电池行业的快速发展，对钒氮合金的需求量逐渐增大。
据市场研究报告显示，钒氮合金市场在过去五年内年均增长率超过10%，预计未来几年将继续保持稳定增长。
供需状况目前，全球钒氮合金供应相对充足，但市场竞争激烈。
主要供应商集中在中国和南非等地，这些国家拥有丰富的钒氮矿资源和发展优势。
然而，由于市场需求的快速增长，供需矛盾可能会逐渐显现。
因此，提高生产能力和扩大供应渠道是关键。
应用领域钒氮合金主要应用于钢铁冶炼和电池材料制备。
在钢铁冶炼方面，钒氮合金是一种重要的合金添加剂，可以改善钢的强度、韧性和耐磨性。
在电池材料制备方面，钒氮合金广泛用于制备锂离子电池正极材料，提高电池的循环寿命和能量密度。
发展趋势随着全球经济的不断发展和新能源行业的快速崛起，钒氮合金市场前景看好。
未来几年，随着环保和能源存储技术的发展，对钒氮合金的需求将进一步增加。
钒氮合金生产技术的不断革新和成本的下降也将推动市场的发展。
此外，钒氮合金企业还需要加强市场开拓和品牌建设，增强在市场竞争中的竞争力。
结论综上所述，钒氮合金市场前景较为乐观。
市场规模不断扩大，供需矛盾有待解决。
钒氮合金在钢铁冶炼和电池材料制备领域有广泛的应用，未来几年将继续受到关注。
加强技术创新和市场开拓将是企业在竞争中取得成功的关键因素。
钒氮合金的应用及展望
0. 90~ 1. 20
1. 00~ 1. 40
V
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0. 12~ 0. 15
0. 06~ 0. 08
0. 08~ 0. 12
N < 0. 018 < 0. 018 < 0. 018 < 0. 018
∀ 14 ∀
四川冶金
第 27 卷
500 MPa 级焊接钢筋, 添加 0. 06~ 0. 08 % V+ ( 120 ~ 160) # 10 6[ N] 即可满足要求; 而对转炉钢, 由于 残余氮含量比电炉钢低, 需要添加更高的钒含量。
1. 2 钒氮合金的加入方法 大量的试验和生产实践表明, 钒氮合金在炼钢 过程中可采用与钒铁合金相同的加入方法, 不需要 采取特殊措施。对于转炉冶炼工艺, 如不经真空处 理, 通常在出钢 1/ 3 时直接加入钢包内, 出完钢后进 行吹氩搅拌, 以保证钒氮合金充分熔化和成分均匀; 如需真空处理, 则 在真空处理过程 中加入钢包内。 通常钒、氮的收得率可以分别保持在 90 % 以上和 60 % 以上。 1. 3 钒氮合金的增氮效果 钒氮合金的应用为钒、氮同时合金化提供了一
国内最典型的成功应用实例是以400mpa级钢筋为代表的棒材产品钒氮合金代替钒铁fev进行钒微合金化可以显著提高钢筋强度而不影响塑性和焊接性能与此同时在保证钢筋一定强度的情况下可以减少合金的加入量降低合金化成本因此目前国内许多钢铁企业已采用钒氮合金生产高强度钢筋
第 27 卷 第 4 期 2005 年 8 月
( 2) 在含钒钢中, 氮与钒结合不仅可以提高钒的 强化效应, 而且可以减少其负面影响, 充分利用氮作 为合金元素来进一步提高钢的强度。
( 3) 钒氮微合金化通过优化钒的析出和细化铁 素体晶粒, 充分发挥了晶粒细化强化和沉淀强化两 种强化方式的作用, 大大改善了钢的强韧性配合, 对 高强度低合金钢强度的贡献超过了 70 % , 充分体现 了微合金化在技术经济方面的优势。
钒氮合金材料
钒氮合金材料
钒氮合金材料是一种具有广泛应用前景的新型材料。
它由钒和氮两种元素组成，具有一系列优异的性能和特点。
钒氮合金材料具有较高的硬度和强度。
它的硬度比普通的钢材要高出数倍，甚至可以媲美一些高强度合金。
这使得钒氮合金材料在制造高负荷的工程结构件时表现出色，能够承受更大的压力和冲击。
钒氮合金材料具有良好的耐磨性和耐腐蚀性。
由于钒和氮的特殊结构，钒氮合金材料表面形成了一层致密的氮化物保护膜，可以防止外界的侵蚀和磨损。
因此，钒氮合金材料在制造耐磨件和耐蚀件时具有很大的优势，可以延长使用寿命，减少维护成本。
钒氮合金材料还具有良好的导热性和导电性。
它的导热性能接近铜材，而导电性能接近铝材。
这使得钒氮合金材料在制造散热器和导电部件时具有广泛的应用前景。
钒氮合金材料还具有可调控的磁性。
通过控制合金中钒和氮的含量，可以调整钒氮合金材料的磁性能。
这使得钒氮合金材料在制造磁性材料和磁记录材料时具有很大的潜力。
总的来说，钒氮合金材料是一种具有广阔应用前景的新型材料。
它的优异性能和特点使得它在各个领域都能发挥重要作用。
相信随着科技的不断发展和人们对材料性能要求的提高，钒氮合金材料将会有更广泛的应用。
钒氮合金的研究现状及发展趋势
2.2.
(7)1991年攀枝花钢铁研究院采用惰性气体保护用多钒酸铵(APV)为原料研制了碳化钒。当时产品的表观密度只有400kg/m3左右，只能应用于粉末冶金。后来又有FeV80为原料研制了氮化钒铁尽管解决了产品表观密度的问题，但是生产成本很高，产品无生存空间【6】。
(9)北京科技大学的王功厚等用V2O3和活性碳在高温真空钼丝炉内先制取碳化钒，然后通入氮气渗氮，得到氮化钒【7】。
(10)为了推动钒氮合金在钢中的应用，攀钢早在90年代就相继开展了钒氮合金在线材、型材、特殊钢等典型钢中的应用研究，获得了一批有价值的研究成果，为钒氮合金的推广应用提供了基础数据和技术设备，下面这一方面的情况作一简介。
3.
目前，国际钒市场竞争激烈，要想占领市场主要取决于厂家的生产技术、产品质量和成本的高低。氮化钒盒饭铁作为合金添加剂在钢中应用时，前者钒的有效利用率高，有利于降低炼钢成本。
伴随着我国加入世界贸易组织，钢铁行业产品结构调整是当前的首要任务。采用钒氮合金化，可以在最经济的条件下促使钢铁产品升级换代。我国高强度低合金钢(HSLA)的发展和应用远没有发达国家快速与广泛，但近年来也得到一定的发展。其中，建筑行业消耗的钢材占钢材消费的总量的30%~50%，若用400MPa的三级钢筋取代335MPa级二级钢筋，能有效地提高混凝土结构的强度，这对于高层建筑和大型桥梁的安全性，尤其是抗震性是十分重要的。
在微合金化钢生产中，VN因具有节约钒的添加量，降低成本，钒、氮收得率稳定，减少钢的性能波动，比钒铁具有更有效的沉淀强化和晶粒细化作用和节约20%~40%【3】的钒的优点，从而降低生产车让你本。故作为一种高强度低合金钢最经济有效的添加剂，具有积极的应用价值。国内最典型的成功用用实例是以HRB400Mpa[I]级钢筋为代表的长条形产品。近年来，钒氮合金化技术还在生产非调制钢、高强度厚壁H型钢、GSP产品以及工具钢中得到应用研究。
钒氮合金材料
钒氮合金材料钒氮合金材料是一种具有重要应用前景的新材料。
它由钒和氮两种元素组成，具有高强度、高硬度、高耐磨性等优异特性，广泛应用于航空航天、汽车工业、电子工业等领域。
钒氮合金材料的独特之处在于其优异的物理性能。
钒氮合金材料的硬度可达到600-800HV，远远超过了传统材料的硬度。
同时，钒氮合金材料还具有良好的耐磨性和抗腐蚀性能。
这些特性使得钒氮合金材料在制造高速切削工具、高强度零件和高温结构材料方面具有巨大潜力。
钒氮合金材料的制备方法也日趋成熟。
目前主要采用的方法有气相合成、溶液法合成和机械合成等。
其中，气相合成是最常用的方法之一，通过在高温高压条件下将钒和氮气反应，可以得到纯度较高的钒氮合金材料。
此外，溶液法合成和机械合成也具有一定的优势，能够制备出不同形态和粒度的钒氮合金材料，满足不同领域的需求。
钒氮合金材料的应用领域广泛。
在航空航天领域，钒氮合金材料可以用于制造高温发动机零件和航天器结构材料，提高飞行器的性能和可靠性。
在汽车工业中，钒氮合金材料可以应用于制动系统和发动机零件，提高汽车的制动效果和燃烧效率。
在电子工业中，钒氮合金材料可以用于制造高硬度的电子元件，提高电子产品的使用寿命和稳定性。
钒氮合金材料的发展前景广阔。
随着科学技术的不断进步，钒氮合金材料的性能将不断提高，应用领域也将不断扩大。
同时，钒氮合金材料还可以与其他材料进行复合，形成新的复合材料，进一步拓宽了应用范围。
相信在不久的将来，钒氮合金材料将在各个领域展现出更加广泛的应用和巨大的市场潜力。
钒氮合金材料作为一种具有优异性能和广泛应用前景的新材料，将在航空航天、汽车工业、电子工业等领域发挥重要作用。
通过不断研究和创新，钒氮合金材料的性能将得到进一步提升，为人类创造更加美好的生活和工作环境。
2024年钒氮合金市场分析现状
2024年钒氮合金市场分析现状引言钒氮合金是一种重要的合金材料，具有广泛的应用前景。
本文将对钒氮合金市场进行分析，包括市场规模、市场竞争格局以及发展趋势等方面，以期为相关行业提供参考。
市场规模目前，钒氮合金市场规模较小，但呈现出稳步增长的态势。
据统计数据显示，2019年全球钒氮合金市场规模达到X万吨，预计到2025年将达到Y万吨。
市场规模的增长主要受到以下因素的影响：1.钒氮合金在冶金、化工等领域的广泛应用，例如用作钢铁生产的合金添加剂、催化剂等。
2.钒氮合金在新能源领域的应用增加，如锂电池、太阳能电池等。
3.钒氮合金在医疗领域的应用潜力，如用于疾病治疗和医用器械制造等。
尽管钒氮合金市场规模较小，但随着相关技术的不断发展和需求的增加，市场有望继续扩大。
市场竞争格局钒氮合金市场竞争激烈，主要厂商包括XX公司、YY集团和ZZ有限公司等。
这些公司在钒氮合金的生产、销售和研发方面具有较强的实力和经验。
市场竞争格局主要表现在以下几个方面：1.市场份额分配：上述主要厂商均占据着较大的市场份额，其中XX公司占据着约30%的份额，YY集团和ZZ有限公司分别占据约20%的份额。
2.产品差异化：虽然钒氮合金的技术和成分在一定程度上具有一致性，但各家厂商通过技术创新和产品升级来实现差异化竞争，如提高合金的纯度和性能等。
3.渠道拓展：市场竞争也体现在销售渠道的拓展上，厂商通过与经销商合作、开展市场营销活动等方式来争夺更多的市场份额。
4.品牌建设：部分厂商积极进行品牌建设，通过提升品牌知名度和形象来吸引客户和扩大市场份额。
市场竞争格局的不断演变，为行业带来了发展的机遇与挑战。
发展趋势钒氮合金市场未来的发展趋势主要体现在以下几个方面：1.技术创新：随着科技的不断进步，钒氮合金的生产技术将不断提升，合金的质量和性能将得到改善，以满足行业对高品质合金的需求。
2.新兴应用领域的开拓：钒氮合金在新能源、医疗等领域的应用前景广阔，未来有望拓展更多的应用领域，进一步推动市场规模的增长。
2023年钒氮合金行业市场分析现状
2023年钒氮合金行业市场分析现状钒氮合金是一种新型的合金材料，由钒和氮两种元素组成。
目前，钒氮合金在钢铁冶金、电子材料、能源储存等领域具有广泛的应用前景。
本文将从市场规模、市场发展趋势、竞争格局和政策环境等方面对钒氮合金行业的现状进行分析。
一、市场规模钒氮合金作为一种新型合金材料，目前在全球范围内的市场规模还较小。
据统计，2019年全球钒氮合金市场规模约为10亿元人民币，预计到2025年，市场规模将达到30亿元人民币。
尽管市场规模较小，但随着钒氮合金的应用领域的不断扩大，市场潜力巨大。
二、市场发展趋势1.技术进步：随着科技的不断进步，钒氮合金的制备技术和工艺逐渐成熟。
新技术的引入将进一步提高钒氮合金的质量和性能，满足不同领域的需求。
2.行业结构调整：目前，钒氮合金行业的竞争格局较为分散，企业规模较小。
随着市场的发展，大型企业和集团将逐渐壮大并占据主导地位，行业将逐渐向集中化和规模化发展。
3.应用领域的拓展：钒氮合金在钢铁冶金领域应用广泛，但在其他领域的应用还相对较少。
未来随着新能源材料、电子材料和能源储存等领域的快速发展，钒氮合金的应用领域将得到进一步拓展。
三、竞争格局目前，国内钒氮合金行业的竞争格局相对分散，主要企业包括大富科技、营口铁合金、恒星科技等。
这些企业在技术研发、产品质量和市场渠道等方面具有一定的竞争优势。
未来，随着行业的进一步发展，大型企业和集团将逐渐壮大并占据主导地位。
四、政策环境随着国家对新能源、节能环保等产业的重视，钒氮合金行业将迎来更多政策支持。
比如，国家鼓励企业加大对新材料研发的投入、实施技术创新和产业结构调整，同时加大对新材料产业的扶持力度。
这些政策将为钒氮合金行业的发展提供良好的政策环境和发展机遇。
综上所述，钒氮合金作为一种新型的合金材料，在市场规模、市场发展趋势、竞争格局和政策环境等方面都存在一定的发展机遇和潜力。
未来，随着技术进步、行业结构调整和应用领域的拓展，钒氮合金行业将迎来更广阔的市场前景。
钒氮合金材料
钒氮合金材料
钒氮合金材料是一种新型的功能材料，具有广泛的应用前景。
它由钒和氮两种元素组成，通过特定的工艺制备而成。
钒氮合金材料的独特性质使其在多个领域具有重要的作用。
钒氮合金材料具有优良的机械性能，比如高强度、高硬度和耐磨性等。
这使得它在材料加工、工具制造和建筑领域得到广泛应用。
例如，在汽车制造中，钒氮合金材料可以用来制造发动机零部件，提高发动机的工作效率和性能。
在航空航天领域，钒氮合金材料可以用于制造飞机零部件，提高飞机的耐久性和安全性。
钒氮合金材料还具有优异的导电性能和热导性能。
这使得它在电子器件和热管理领域有广泛的应用。
例如，在电子器件制造中，钒氮合金材料可以用来制造电子元件的导线和接触器，提高电子器件的传导效率和稳定性。
在热管理领域，钒氮合金材料可以用于制造散热器和热导板，提高设备的散热效果和温度控制能力。
钒氮合金材料还具有优异的化学稳定性和耐腐蚀性。
这使得它在化工领域和环境保护领域有广泛的应用。
例如，在化工领域，钒氮合金材料可以用于制造耐腐蚀的反应器和管道，保证化工过程的安全和稳定。
在环境保护领域，钒氮合金材料可以用于制造污水处理设备和废气净化装置，提高环境保护的效果和能源利用效率。
钒氮合金材料是一种具有广泛应用前景的功能材料。
它的优异性能
使其在多个领域发挥重要作用，为人们的生活和工作带来了诸多便利。
期待随着科学技术的不断进步和创新，钒氮合金材料能够得到更广泛的应用和推广，为人类社会的发展做出更大的贡献。
2024年钒氮合金市场环境分析
2024年钒氮合金市场环境分析1. 引言钒氮合金作为一种重要的合金材料，在现代工业生产中扮演着重要的角色。
本文将对钒氮合金市场环境进行分析，以期对钒氮合金行业发展提供指导。
2. 钒氮合金概述钒氮合金是一种由钒和氮元素组成的合金，具有优异的性能和广泛的应用领域。
它被广泛应用于钢铁冶炼、电力电子、化学工业等领域。
钒氮合金的生产和市场需求直接影响着行业的发展。
3. 钒氮合金市场规模钒氮合金市场的规模受到多个因素的影响，包括经济发展、钢铁行业需求、能源产业需求等。
随着中国经济的不断增长，钒氮合金市场规模也呈现出增长的趋势。
据统计数据显示，钒氮合金市场规模达到XX亿元人民币。
4. 钒氮合金市场供需分析4.1 钒氮合金市场需求钒氮合金的需求主要来自于钢铁冶炼和电力电子行业。
随着钢铁行业的快速发展，对钒氮合金的需求不断增加。
另外，电力电子行业对高纯度的钒氮合金也有较大的需求。
4.2 钒氮合金市场供应钒氮合金的供应主要来自于国内外的生产厂家。
国内供应主要集中在一些大型钢铁企业和矿山公司。
而国外供应主要来自于澳大利亚、巴西等国。
目前，国内钒氮合金市场供应总体较为充足，但供应商之间存在一定的竞争。
5. 钒氮合金市场竞争格局目前，钒氮合金市场竞争格局比较分散，市场上存在着多家生产商。
其中国内的一些大型钢铁企业在钒氮合金生产方面具有较大的竞争优势，但国外生产商的产品也在市场上有一定的份额。
6. 钒氮合金市场发展趋势6.1 市场需求增长随着经济的发展和产业的升级，钒氮合金市场的需求将继续增长。
6.2 技术进步钒氮合金生产技术的不断进步对市场的发展起到了积极的推动作用。
新技术的应用将提高钒氮合金的质量和产量。
6.3 环保要求随着环保意识的增强，市场对绿色、环保型的钒氮合金的需求将增加。
7. 总结综上所述，钒氮合金市场在经济发展、钢铁需求、能源产业等因素的推动下，呈现出持续增长的趋势。
技术进步和环保要求将进一步推动钒氮合金市场的发展。
2024年氮化钒铁市场前景分析
2024年氮化钒铁市场前景分析前言氮化钒铁是一种重要的合金材料，广泛应用于钢铁、电子、化工等行业。
本文将从市场需求、产能供需和竞争环境等多个方面分析氮化钒铁市场的前景。
市场需求分析氮化钒铁在钢铁行业中主要用于生产高强度钢材。
随着国内经济的发展，钢铁行业对高强度钢材的需求也在不断增加。
高强度钢材具有优良的机械性能和抗拉强度，广泛应用于汽车、航空航天等领域。
因此，氮化钒铁在钢铁行业中有着广阔的市场需求。
在电子行业中，氮化钒铁主要用于制造电子元件。
随着电子产品的普及和更新换代的需求，对高性能电子元件的需求也在不断增加。
氮化钒铁具有优异的电学性能和导电性能，因此在电子行业中的应用前景也非常广阔。
在化工行业中，氮化钒铁可以作为催化剂用于化学反应中。
随着化工行业的快速发展，对高效催化剂的需求也在增加。
氮化钒铁作为一种高效的催化剂，具有反应速度快、选择性好等优点，因此在化工行业中有着较大的市场需求。
产能供需分析目前，我国氮化钒铁产能相对较低。
随着市场需求的增加，氮化钒铁的产能已经逐渐成为制约行业发展的瓶颈。
由于生产氮化钒铁的技术要求较高，相关设备和工艺的投入成本较大，限制了新的产能扩大。
在供需关系方面，由于氮化钒铁市场需求大，产能有限，供需关系偏紧张。
这导致氮化钒铁价格相对较高，给企业带来较高的利润空间。
然而，随着产能的扩大和竞争的加剧，市场供需关系可能会发生变化，价格也可能会发生波动。
竞争环境分析氮化钒铁市场存在较多的竞争对手。
主要的竞争对手包括国内外钢铁企业、电子材料企业和化工企业等。
这些企业拥有较强的资金实力和技术实力，在市场竞争中占据一定的优势。
在市场竞争中，企业除了要提高产品质量和性能以满足市场需求之外，还需要提高自身的研发能力和技术创新能力，不断推出市场竞争力强的新产品。
同时，加强与供应商和客户的合作，建立稳定的合作关系，也是提高竞争力的重要手段。
结论综上所述，氮化钒铁市场具有较好的前景。
随着钢铁、电子、化工等行业的发展，对氮化钒铁的市场需求将持续增加。
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第27卷 第4期2005年8月四川冶金Sichuan MetallurgyVol.27 No.4August,2005钒氮合金的应用及展望孙凌云1 柯晓涛2 蒋业华1(11昆明理工大学 云南昆明 650093;21攀枝花钢铁研究院 四川攀枝花 617000)【摘 要】 介绍钒氮微合金化的机理及其在高强度钢筋、非调质钢、高强度厚壁H型钢和CSP产品等产品开发中的应用。
从高强度钢筋市场得出,钒氮合金有着广阔的市场前景。
【关键词】 钒氮合金 微合金化 应用APPLICATION AN D PR OSPECTS OF VN ALLOYSun Lingyun1 Ke Xiaotao2 Jiang Yehua1(1.Kunming University of Science and Technology,Yunnan,Kunming 650093;2.Panzhihua Iron and Steel Research Institute,Sichuan,Panzhihua 617000)[Abstract] The paper introduces the mechanism of V2N microalloying technology and the applica2 tions of V2N microalloying technology in high strength reinforced bar,non2quenched and tempered steels,high strength and thickness H2shape steel,CSP products and so on.The prospect of VN alloy is broad through the bazaar of high strength reinforced bar.[K ey w ords] VN alloy,microalloying,application 钒氮合金作为一种新型的合金添加剂,在含钒微合金化钢中正在得到广泛的应用。
国内最典型的成功应用实例是以HRB400MPaⅢ级钢筋为代表的长条产品,钒氮合金代替钒铁进行钒合金化,可以显著提高钢筋强度,而不影响塑性和焊接性,与此同时,在保证钢筋一定强度的情况下可以减少合金的加入量,降低合金化成本,因此目前国内许多钢铁企业已采用钒氮合金生产高强钢筋。
近年来,钒氮合金化技术还在非调质钢、高强度厚壁H型钢、CSP 产品以及工具钢中得到应用研究。
采用钒氮微合金化技术开发的相关产品,质量优良、稳定,合金化成本低,经济效益十分显著,促进了钢铁产品升级换代。
1 钒氮合金的应用基础研究钒氮微合金化技术通过充分利用廉价的氮元素,优化钒的析出,从而更好地发挥细晶强化和沉淀强化的作用,显著提高钢的强度。
采用钒氮微合金化技术,在低钒含量下获得了高强度,可明显节约钒用量,降低钢的成本。
目前,国外钒氮合金化技术在高强度钢筋、结构钢板带及型钢、无缝钢管、非调质钢、高碳钢线棒材以及高速工具钢等产品中获得了广泛应用。
钒氮微合金化技术在我国高强度焊接钢筋、型钢、非调质钢、热轧板、CSP高强带钢、高强度H型钢及高速工具钢等产品中已经或正在得到应用,采用钒氮微合金化技术开发的上述产品,质量优良,合金化成本降低,经济效益十分显著,从而促进了钢铁产品升级换代。
1.1 钒氮合金在钢中的作用机理国内外大量研究结果表明,钒氮微合金化技术主要是通过钢中增氮后对钒的析出动力学的影响,优化了钒的析出状态,增加了钒的析出强化效应,以及由此带来的细晶强化效应等作用,从而改善钢的性能。
(1)析出强化:钒钢中增氮后,原来处于固溶状态的钒转变成析出状态的钒,使V(CN)析出相的数量成倍增加,从而充分发挥了钒的沉淀强化作用。
低氮钒钢中,近60%的钒固溶于基体,只有35%的钒以V(CN)形式析出;而高氮钒钢中则完全相反, 70%的钒以V(CN)形式析出,只有20%的钒固溶于基体。
说明钒钢在缺氮的情况下,因氮含量的不同,钒没有充分发挥析出强化作用,主要以固溶强化形式起作用;高氮钒钢中,钒由于优先与氮结合,大部分以V (CN )的形式析出,钒主要以沉淀强化形式起作用,强化机制发生了变化。
一般来讲,钒的固溶强化作用不如沉淀强化作用大,因此通过增氮来改变钒的分布状态,充分利用钒的析出强化作用提高钢的强度,是含钒钢提高强度的一条重要途径。
(2)在含钒钢中,氮与钒结合不仅可以提高钒的强化效应,而且可以减少其负面影响,充分利用氮作为合金元素来进一步提高钢的强度。
(3)钒氮微合金化通过优化钒的析出和细化铁素体晶粒,充分发挥了晶粒细化强化和沉淀强化两种强化方式的作用,大大改善了钢的强韧性配合,对高强度低合金钢强度的贡献超过了70%,充分体现了微合金化在技术经济方面的优势。
1.2 钒氮合金的加入方法大量的试验和生产实践表明,钒氮合金在炼钢过程中可采用与钒铁合金相同的加入方法,不需要采取特殊措施。
对于转炉冶炼工艺,如不经真空处理,通常在出钢1/3时直接加入钢包内,出完钢后进行吹氩搅拌,以保证钒氮合金充分熔化和成分均匀;如需真空处理,则在真空处理过程中加入钢包内。
通常钒、氮的收得率可以分别保持在90%以上和60%以上。
1.3 钒氮合金的增氮效果钒氮合金的应用为钒、氮同时合金化提供了一个新途径。
与采用钒铁合金化方法相比,钒氮合金化可以在加钒的同时增氮,解决了过去增氮不易的问题。
大量的试验和生产实践表明,采用钒氮合金,每增加0.01%V ,可增氮10ppm 左右。
采用攀钢生产的钒氮合金,钒的收得率在90%以上,氮的收得率在70%左右。
转炉冶炼条件下,钢中氮含量水平在40～60ppm 范围。
钒氮合金化与高钒铁合金化相比,在合金加入量相同的情况下,钢中氮含量通常可达80ppm 以上,钒氮合金的增氮效果十分显著[1]。
2 钒氮合金在钢中的应用2.1 高强度焊接钢筋国内外生产400MPa 级以上钢筋的方法主要有两种:一种是微合金化,另一种是轧后余热处理。
由于微合金化方法不需要较大地改变炼钢或热轧操作,而轧后余热处理方法投资大,自动化程度要求高,因此,普遍采用微合金化方法生产,其中钒微合金化的应用最广泛。
表1给出了我国采用V 2N 微合金化技术开发HRB400钢筋的应用实例。
与含V 钢筋相比,V 2N 钢筋在相同强度水平下钒的添加量减少50%左右,达到了0.03～0.04%低钒含量水平,见图1。
V 2N 钢筋不仅成本低,而且性能稳定,强度波动小,冷弯、焊接性能优良。
大批量的工业试制结果表明,V 2N 钢筋屈服强度波动范围在425～490MPa 之间,达到了一级抗震指标的要求。
表1钒和钒氮微合金化400MPa 级级钢筋的成分和性能化学成分(/%)力学性能CSi Mn V N R e L (MPa )R m (MPa )A (%)R e L/R m (%)V 钢0.18～0.220.45～0.60 1.25～1.450.07～0.090.004～0.005430～540585～68018～310.70～0.80V 2N 钢0.18～0.220.45～0.601.25～1.450.03～0.040.007～0.009425～495575～66022～320.71～0.77图1 V 2N 微合金化钢筋中的V 的节约 西方发达国家开发的500MPa 级以上高强度焊接钢筋,也均采用了V 2N 微合金化技术。
无论是电炉还是转炉工艺生产的高强度焊接钢筋,均是采用V 2N 微合金化的技术路线(表2)。
对电炉生产的表2 德国屈服强度500MPa 以上钢筋的典型化学成分(%)生产工艺R e L (MPa )C Si Mn V N 转炉>5000.16～0.200.30～0.40 1.20～1.400.08～0.12<0.018>6000.16～0.220.35～0.45 1.20～1.600.12～0.15<0.018电炉>5000.16～0.200.25～0.350.90～1.200.06～0.08<0.018>6000.16～0.220.35～0.451.00～1.400.08～0.12<0.018·31·第4期 Sichuan Metallurgy500MPa级焊接钢筋,添加0.06～0.08%V+(120～160)×1026[N]即可满足要求;而对转炉钢,由于残余氮含量比电炉钢低,需要添加更高的钒含量。
钒氮微合金化技术为生产低成本高强度焊接钢筋开辟了一条经济有效的途径。
氮的加入大大减少了钢筋中钒的用量,节约量达到50%,显著降低了微合金化的成本。
2.2 非调质钢在中碳钢中添加少量的微合金化元素钒,依靠细小的碳氮化钒的析出,强化铁素体—珠光体组织从而达到传统的调质钢所要求的强度水平。
这是非调质钢合金设计的一个基本原则。
表3列出了世界部分国家非调质钢的钢种和化学成分。
可以看出各国开发的非调质钢均采用了钒微合金化技术。
根据强度级别的不同,非调质钢中钒的添加量一般在0.06～0.20%范围。
表3各国非调质钢钢种及化学成分(%)级别C Si Mn S V Ti N德国MnVS系列0.25～0.400.50～0.80 1.3～1.60.02～0.0350.08～0.150.02—英国VANARD0.30～0.500.15～0.35 1.0～1.5≤0.100.05～0.20——瑞典V229030.30～0.350.50～0.70 1.4～1.60.03～0.050.07～0.120.015～0.0300.015～0.020 (Volvo)V229040.36～0.400.50～0.70 1.2～1.50.04～0.060.07～0.100.015～0.0300.015～0.020中国YF系列0.30～0.500.30～0.60 1.0～1.50.035～0.0750.06～0.13——F35MnVN0.32～0.390.20～0.40 1.0～1.5≤0.0350.06～0.13—≥0.009 为了有效地发挥钒的沉淀强化作用,非调质钢中增氮是必要的,研究结果表明,非调质钢中增氮至(150～200)×1026对提高钢的性能十分有益。
氮在非调质钢中主要起3方面的作用:(1)促进钒的析出,提高沉淀强化效果;(2)细化晶粒;(3)提高TiN的稳定性。
氮在非调质钢中的细化晶粒作用包括两个方面:一是由于相变过程中V(C,N)的析出,阻碍了铁素体晶粒长大;另一重要方面是高氮钒钢中由于VN或V(C,N)在奥氏体内析出,促进了晶内铁素体(IGF)的形成。