Kodėl vanadis pridedamas prie plieno
Vanadis yra stiprus karbido ir nitrido formuotojas. Kai į šilumą įpilama ferovanadžio, kietėjimo ir karšto apdorojimo metu vanadis susijungia su anglimi ir azotu, sudarydamas smulkias V(C,N) nuosėdas. Šios dalelės sutvirtina grūdelių ribas ir aušinimo metu sustiprina kritulius, todėl plienas įgyja takumo ribą ir kietumą be didelio lydinio kiekio padidėjimo.
Dėl šio nedidelio papildymo ir didelio savybių pakeitimo derinys yra priežastis, dėl kurios ferovanadis naudojamas įvairiuose gaminiuose – nuo armatūros strypo iki įrankių ir kosmoso komponentų. Vanadis taip pat atsparus minkštėjimui aukštesnėje temperatūroje, todėl yra vertingas visur, kur detalė turi išlaikyti kietumą, kol ji yra karšta.
Didelio-stiprumo mažo-lydinio ir konstrukcinis plienas
Daugiausia ferovanadžio naudojama didelio stiprumo mažo legiruotojo (HSLA) plieno ir konstrukcinių bei sutvirtinančių gaminių gamybai. Vanadžio priedas yra nedidelis, paprastai tik kelias šimtąsias procentų dalis gatavame pliene, tačiau jis pakankamai padidina takumo ribą ir atsparumą nuovargiui, kad būtų galima naudoti plonesnes sekcijas, lengvesnes konstrukcijas ir mažesnį svorį esant tokiai pačiai apkrovai.
Stiprinant kritulius, išeiga didėja, todėl plonesnė ir labiau suvirinama chemija gali pasiekti tą pačią stiprumo klasę.
Grūdų rafinavimas pagerina kietumą, o tai svarbu tiltams, bokštams ir slėgio darbams.
Armatūros strypas ir konstrukcinės dalys padidina laikomąją galią be proporcingo anglies kiekio padidėjimo, o tai padeda suvirinti.
Įrankiams, štampams ir{0}}dėvėjimuisi atsparus plienas
Įrankių ir štampų plienuose vanadžio karbidai atlieka sunkų darbą. Jie yra ypač kieti ir atsparūs grubėjimui, todėl vanadžio guolių įrankis išlaiko savo pjovimo briauną ir kietumą po pakartotinių grūdinimo ciklų.
Šalto darbo įrankių plienas gali turėti keletą procentų vanadžio, kad būtų atsparus abrazyviniam nusidėvėjimui formuojant, formuojant ir perforuojant.
Karšto apdirbimo štampavimo plienas remiasi vanadžiu, kad išlaikytų karštą kietumą kalimo štampuose ir liejimo įrankiuose.
Greitaeigiai plienai naudoja vanadį kartu su volframu ir molibdenu, kad pjovimo briauna atlaikytų temperatūros kilimą pjovimo sąsajoje.
Bendras santykis yra paprastas: naudingo diapazono ribose daugiau vanadžio reiškia didesnį atsparumą dilimui ir karštą kietumą, bet taip pat didesnę lydinio kainą ir sunkiau apdirbamą bei šlifuotą plieną, todėl klasė parenkama atsižvelgiant į faktinį nusidėvėjimo mechanizmą.
Spyruoklinio plieno, automobilių ir kosmoso pritaikymas
Spyruoklės turi kaupti energiją ir grąžinti ją tūkstančius kartų be įtrūkimų, todėl atsparumas nuovargiui ir elastingumas yra lemiamos savybės. Nedidelis vanadžio priedas pagerina mikrostruktūrą ir padidina atsparumą nuovargiui, todėl lakštinės spyruoklės, spyruoklės ir pakabos komponentai dažniausiai gaminami iš vanadžiu mikrolegiruoto plieno.
Automobilių ir kosmoso sektoriuose pranašumas yra svoris. Komponentai, kurie gali būti pagaminti iš didesnio stiprumo plieno, turinčio didelį stiprumo ir svorio santykį, leidžia inžinieriams sumažinti sekcijos dydį ir masę. Vanadis taip pat padeda išlaikyti tvirtumą esant darbo temperatūrai, kuri tinka varikliui, pavarai ir apkrovoms. Titano lydiniuose taip pat naudojamas kontroliuojamas vanadžio priedas, nes vanadis stabilizuoja beta fazę ir pagerina lydinio apdirbamumą bei stiprumą.
Statyba, infrastruktūra ir ne{0}}metalurgijos reikmenys
Infrastruktūroje ferovanadis daugiausia suvartojamas per plieną tiltuose, pastatuose, vamzdynuose, kranuose ir bėgių sistemose, kur ilgaamžiškumą ir keliamąją galią lemia plieno stiprumas ir kietumas. Kadangi mikrolegiruotasis vanadžiu plienas gali būti suvirintas be stipraus išankstinio pašildymo, jie taip pat sutrumpina gamybos vietoje laiką.
Už metalurgijos ribų vanadis vis dar turi savo vaidmenį. Vanadžio oksidas, pagamintas iš tos pačios žaliavos srauto, naudojamas kaip katalizatorius cheminiuose procesuose, ypač sieros dioksidą oksiduojant į sieros trioksidą sieros rūgšties gamybai, kur katalizatorius turi būti atsparus apsinuodijimui ir išlaikyti aktyvumą per pakartotinius regeneravimo ciklus. Šie ne-metalurginiai kiekiai yra maži, palyginti su plieno gamyba, tačiau reikia tiek pat dėmesio nuosekliai kompozicijai.
Dažnai užduodami klausimai
Kl .: koks yra pagrindinis ferovanadžio naudojimas pramonėje?
Jo pagrindinis panaudojimas yra legiruotasis plienas. Vanadis dedamas į HSLA, konstrukcinį, spyruoklinį ir įrankių plieną, siekiant padidinti stiprumą, kietumą, atsparumą dilimui ir atsparumą nuovargiui dėl smulkių karbido ir nitrido nuosėdų.
K: Kiek vanadžio reikia HSLA pliene?
Tik nedidelė suma. Tipiškos HSLA rūšys priklauso nuo vanadžio, išmatuoto šimtosiose procentų dalyse, gatavame pliene, kurio pakanka grūdeliams patobulinti ir kritulių kiekiui sustiprinti.
K: Kodėl ferovanadis yra svarbus įrankių plienuose?
Vanadis sudaro labai kietus karbidus, kurie grūdinimo metu atsparūs grubėjimui. Dėl to įrankis išlaiko savo kietumą ir pjovimo briauną eksploatacijos metu pasiekiamoje temperatūroje, o tai pailgina įrankio tarnavimo laiką.
K: Koks vanadžio vaidmuo šaltiniuose?
Jis pagerina grūdelių struktūrą ir padidina nuovargio stiprumą, todėl spyruoklė gali išlaikyti didesnį įtempimą toje pačioje sekcijoje ir atlaikyti didesnį apkrovos ciklų skaičių prieš įtrūkimą.
K: Ar vanadis naudojamas ne plieno gamyboje?
Taip. Vanadis naudojamas titano lydiniuose, kur jis stabilizuoja beta fazę ir pagerina stiprumą bei apdirbamumą, o vanadžio oksidas naudojamas kaip katalizatorius cheminiuose procesuose, pavyzdžiui, sieros rūgšties gamyboje.
K: Kuri ferovanadžio rūšis tinka bendrajam inžineriniam darbui?
FeV75 apima daugumą bendrųjų inžinerinių pritaikymų, o FeV80 pasirinktas didelio našumo darbams, kai liekamieji elementai turi būti griežtai kontroliuojami. Žemesnės klasės, pvz., FeV50, naudojamos ten, kur pakanka mažesnio vanadžio priedo.