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少年易学老难成，一寸光阴不可轻- 百度文库钒在中高强钢中的应用罗伯特·J·格罗多夫斯基（战略矿物公司)1 前言中高碳钢广泛用于许多普通用途。
增加碳作为基本合金以提高钢的强度和硬度，这是提高性能的最经济的途径。
但是，碳含量的增加也引起了其它效应，包括降低了焊接性能、延性和冲击韧性。
这些降低了的性能如果能被接受，则高碳材料增加后的强度和硬度优势可以得到充分利用。
高碳钢的通常用途包括锻钢、钢轨钢、弹簧钢（扁钢和圆钢）、预应力混凝土、钢丝、轮胎加固筋、耐磨钢（板及锻钢）、以及高强钢筋。
为了提高钢在这些用途中的性能，通常的做法是，通过最大增加碳的适用量，以使强度和硬度达到最高。
根据各种不同的用途碳添加量的限制因素也不同。
对于锻钢和棒材，可能是韧性或焊接性能。
对于高强钢丝，碳添加量的限制因素通常是共析碳量，在此之上形成的晶界碳将巨大地降低可延性能。
即使不考虑用途，对于增加碳含量也将有一个实际限制。
如需要继续提高钢的强度或硬度性能，就必须考虑其它强度机制。
在各种可采用的选择中，添加微合金达到析出强化是一个比较常用的做法。
除了增加轧态或锻态强度，添加微合金也能产生其它优势。
微合金用于生产细晶粒钢。
微合金析出在热处理过程中，通过锁定晶界，防止对于晶粒增长所必须的这些晶界移动，可以阻止奥氏体晶粒增长。
微合金析出，特别是与钒析出, 可以为回火调质钢提供调质阻力。
利用调质阻力特性，通过一定的调质周期，可以获得更高硬度和强度的调质马氏体。
利用较高的调质温度，在保持硬度的同时，可以提高马氏体的韧性。
2钒的优势可供选择微合金有铌、钛及钒。
其中，由于几方面的原因，钒是一种更受欢迎的添加物。
首先，可能也是最重要的，与其它微合金相比，钒碳氮化物《V（C、N）》的高溶解性，使其能在无论是轧制或是锻制的正常加热温度下溶解。
氮钛化物（TiN）的溶解能力最低，无论是作为氮化物亦或是碳化物，在高碳钢中作为析出强化剂，通常都无效。
钒在钢中的物理冶金学基础数据（实用版）目录1.钒在钢中的作用2.钒的物理性质3.钒在钢中的冶金反应4.钒对钢的性能影响5.钒在钢中的应用正文一、钒在钢中的作用钒是一种重要的合金元素，被广泛应用于钢铁行业。
在钢中添加钒，可以显著改善钢的性能，提高钢的强度、韧性和耐磨性。
钒在钢中的作用主要表现在以下几个方面：1.细化钢的晶粒：钒可以作为一种晶粒细化剂，使钢的晶粒细化，从而提高钢的强度和韧性。
2.增加钢的强度：钒可以作为合金元素，提高钢的强度，使钢具有更高的抗拉强度和抗压强度。
3.提高钢的韧性：钒可以显著提高钢的韧性，使钢在受到外力作用时，具有更好的塑性和韧性，不易断裂。
4.增强钢的耐磨性：钒可以提高钢的耐磨性，使钢在受到摩擦时，具有更好的耐磨性能。
二、钒的物理性质钒是一种银白色的金属，熔点高，硬度大，密度约为 5.9g/cm。
钒具有良好的延展性和导热性，但导电性较差。
钒在常温下呈固态，不与水反应，但在高温下能与水发生反应，生成氢气和钒酸盐。
三、钒在钢中的冶金反应钒在钢中的冶金反应主要包括以下几个方面：1.钒与氧的反应：钒在钢中可以与氧发生反应，生成钒酸盐。
钒酸盐在钢中呈固态，可以作为钢中的强化相，提高钢的强度。
2.钒与氮的反应：钒在钢中可以与氮发生反应，生成钒氮化物。
钒氮化物在钢中呈固态，可以作为钢中的强化相，提高钢的强度。
3.钒与碳的反应：钒在钢中可以与碳发生反应，生成钒碳化物。
钒碳化物在钢中呈固态，可以作为钢中的强化相，提高钢的强度。
四、钒对钢的性能影响钒对钢的性能影响主要表现在以下几个方面：1.钒可以细化钢的晶粒，使钢的晶粒细化，从而提高钢的强度和韧性。
2.钒可以作为合金元素，提高钢的强度，使钢具有更高的抗拉强度和抗压强度。
3.钒可以显著提高钢的韧性，使钢在受到外力作用时，具有更好的塑性和韧性，不易断裂。
4.钒可以提高钢的耐磨性，使钢在受到摩擦时，具有更好的耐磨性能。
五、钒在钢中的应用钒在钢中的应用广泛，主要应用于以下几个方面：1.高速钢：钒可以作为高速钢中的合金元素，提高高速钢的强度、韧性和耐磨性，使高速钢在高速切削时，具有更好的性能。
钒元素的广泛应用钢铁工业的助推器钒元素的广泛应用 - 钢铁工业的助推器钒（Vanadium）是一种重要的过渡金属元素，广泛应用于钢铁工业中。
它的优异性能使其成为钢材合金化的重要添加剂，能够显著改善钢铁的性能。
本文将探讨钒元素在钢铁工业中的应用，并介绍其助推钢铁工业发展的作用。
一、钒元素对钢铁的强化效果钒元素被广泛应用于钢铁工业中，主要因为它能够显著改善钢铁的强度、硬度和耐磨性。
添加适量的钒元素可以在钢材中形成强有力的碳化物，这些碳化物能够显著增强钢铁的晶格强度，提高钢材的抗拉强度和硬度。
此外，钒元素还能够提高钢铁的耐磨性，减少磨损和划伤，延长材料的使用寿命。
二、钒元素对钢铁的耐腐蚀效果钒元素对钢铁的耐腐蚀效果也是其广泛应用的一大原因。
添加适量的钒元素能够增强钢材的耐蚀性能，减少钢铁在恶劣环境条件下的氧化和腐蚀速度。
这使得钒合金钢在海洋工程、化工设备等领域得到广泛应用，能够有效地延长设备的使用寿命，降低维修和更换成本。
三、钒元素在高温合金中的应用钒元素还被广泛应用于高温合金领域。
高温合金是指在高温环境下具有优异性能的合金材料，广泛应用于航空、航天、能源等领域。
钒元素能够提高高温合金的力学性能和耐热性能，增加合金的熔点和高温强度。
这对于高温工作条件下的零部件和设备来说至关重要，能够保证其正常运行和安全性。
四、钒元素在钢铁冶炼过程中的应用除了作为钢铁合金的添加剂外，钒元素还在钢铁冶炼过程中发挥着重要的作用。
钒在钢铁冶炼中可以作为脱硫剂，帮助去除钢铁中的硫和磷等有害元素，提高钢材的纯净度和质量。
同时，钒元素还能够促进钢铁液的浸透性，改善冶炼工艺，提高产量和效率。
总结：钒元素作为一种重要的过渡金属元素，在钢铁工业中具有广泛的应用。
它能够显著改善钢铁的强度、硬度和耐磨性，提高钢材的性能和品质。
同时，钒元素还能够增强钢铁的耐腐蚀性能，在恶劣环境下延长使用寿命。
此外，钒元素在高温合金领域和钢铁冶炼过程中的应用也十分重要。
钢铁冶炼中的钒铁合金冶炼技术钢铁冶炼是现代工业中不可缺少的一部分，在这个过程中，钢液的制备是最重要的环节之一。
而钒铁合金的冶炼技术在钢铁冶炼中扮演了重要的角色，本文将围绕钒铁合金冶炼技术进行阐述。
一、什么是钒铁合金钒铁合金一般分为两种：钒铁和铁钒合金。
钒铁是指含有较高钒含量的铁合金，通常其钒含量在30%以上；而铁钒合金则指含有较高钒含量的钢铁，其钒含量在0.1%到5%之间。
钒铁合金的主要成分为钒和铁。
钒在钢铁工业中作为合金元素使用，能够提高钢铁的强度、硬度、塑性、耐热性等机械性能，而且能够提高钢铁的耐腐蚀性。
此外，钒还能够使钢铁的晶粒细化，提高钢铁的韧性和强度。
二、钒铁合金冶炼技术1.氧化还原法将精炼生铁放入高温电炉中，加入适量石灰石和焦炭，利用高温下的还原反应将钒从生铁中还原出来，得到钒铁合金。
氧化还原法是目前钒铁合金冶炼技术中应用最广泛的一种方法，该法具有反应旋转速度快、工艺简单、生产成本低等优点。
2.硅铝还原法硅铝还原法是将低钒铁和铝硅合金或硅铁合金混合后置于电炉中加热熔化，然后用氧化亚铝和氯化钠作为还原剂还原钒。
该法的优点是能够进行分级还原，不仅得到高钒铁，还能得到中钒铁和低钒铁等多种品位的钒铁合金。
3.焙烧法将含有钒和铁的物料在高温下进行焙烧，将钒和铁分别还原出来，再通过熔炼得到钒铁合金。
该法具有工艺简单、操作方便、灰尘少等优点。
4.炼钢法在炼钢过程中，可以通过向钢液中添加适量的钒铁合金来提高钢的硬度和强度。
该方法对于生产规模较小的企业来说，成本较低，操作较简单，但是相对来说钒铁的加入量较少。
三、钒铁合金对钢的影响钒铁合金对钢的影响主要体现在如下几个方面：1.提高了钢的强度、硬度、韧性等机械性能。
2.提高了钢的硬化性能，使钢的经久性得到了保证。
3.钒铁合金有效地抑制了脱碳和脱氮反应，促进了钢的微细晶结构形成。
4.钒铁合金的加入可以促进硫元素的析出，有效地降低钢中的硫含量，提高钢的热加工性能和塑性。
高钒高速钢的研究及应用现状近20年研究发现，高钒高速钢不仅有很高的硬度和相当的韧性，而且有优良的耐磨性，因此作为新一代耐磨材料，高钒高速钢备受关注。
研究表明，高钒高速钢的耐磨性是高铬铸铁的3倍以上，是高锰钢的10倍以上，已被用于轧辊、锤头、球磨机衬板和转子体等多种耐磨件。
俄罗斯在高速钢和一些结构钢的生产中也开展了用钒代替钨、钼和铌的应用研究。
当前中国正处于高钒高速钢材料的研制、开发和生产应用的起步阶段，为此本文对其研究现状进行了综述并对发展前景进行了展望。
1 高钒高速钢的成分设计高钒高速钢以钒为主要添加元素，辅以铬钼等合金元素，充分利用钒碳化物(VC)硬度高、形态好的特点来提高材料韧性及耐磨性。
目前国外主要采用高碳高钒(铌)类型的成分设计方案。
钒是中国富有元素之一，目前虽然价格较锰、铬等元素贵，但是高钒高速钢的性价比很高。
目前研究或应用的部分高钒高速钢的化学成份中除C、V外，还含有Cr、Mo，有些还含有W和Nb。
V含量最高达15％，最低也不低于2％，C含量最高可达4.6％。
高钒高速钢中钒碳质量比对其组织和性能也有很大的影响。
根据定比碳规律，合金元素及碳含量满足合金碳化物分子式中的定比关系时，二次硬化的效应最好。
VC中V、C的质量比为4.26：1，当钒含量高于化合比时，形成VC后的多余的钒只能溶于基体而造成贵重金属的浪费。
当碳含量高于化合比时，形成VC后多余的碳除部分溶于基体外，剩余部分与成分中的铬、钼等其它合金元素形成复合碳化物。
研究发现，当V/C=3时，高钒高速钢的耐磨性最佳，此时随碳、钒含量增加，耐磨性提高3~4倍。
2 高钒高速钢的组织与性能高钒高速钢的组织相当复杂，显微组织分析常采用以下几种方法：透射电镜相结构分析，扫描电镜形貌特征和微区成分分析，X射线衍射法分析碳化物相的组成，光学金相分析，显微硬度分析；插热分析法研究结晶温度；电子探针测定碳化物的成分等。
与黑白金相相比，彩色金相可以分析较为复杂的显微组织。
钒在钢中的析出强化作用析出强化是微合金化元素最重要的作用之一。
根据Ashby-Orowan模型，第二相析出强化作用取决于第二相颗粒的体积分数和尺寸大小。
第二相颗粒尺寸越小，其析出强化效果越强。
第二相体积分数增加，其析出强化作用也加强。
Gladman基于Ashby-Orowan模型对比了钒、铌钢中析出强化作用的实验观察结果与理论计算结果，如图1所示。
实验测量得到的析出强化作用与理论计算得到的析出强化作用结果有较好的一致性。
虽然微合金钢中析出相的体积分数较低，但析出相细小弥散，通常其颗粒尺寸小于10nm，因此，第二相的析出强化对屈服强度的贡献是明显的。
由于钒有更高的溶解度，含钒钢中可以得到更高体积分数的析出相，因此也具有产生更大析出强化的能力。
从图1可以看出，含钒钢第二相体积分数为0.10%~0.15%，当第二相颗粒尺寸达到3~5nm时，最大析出强化效果可达到150MPa。
铌也能产生明显的析出强化，铌钢在第二相体积分数为0.03%~0.04%、对应第二相颗粒平均尺寸约3~5nm时，能够产生的最大析出强化约100MPa。
需要指出的是，如果Nb(C,N)析出发生在高温奥氏体热变形过程中，即通常所说的应变诱导析出，其析出强化作用将显著降低。
TiC的析出也能产生强烈的析出强化，在高强度带钢的生产中经常应用。
图1 基于Ashby-Orowan模型的析出强化与析出相尺寸和体积分数的关系图1中Gladman示意图的应用需特别小心。
正如DeArdo所指出的那样，Gladman示意图推算析出强化作用代表了所能达到的最大强化效果，它是在一种理想的析出条件下才能实现，即微合金化元素能够完全析出。
实际情况下，各种因素，如轧制温度、变形量、冷却途径和冷却速度等，对析出反应、析出相尺寸和数量有很大影响。
因此，实际的析出强化效果不一定像Gladman示意图中所显示的那样强烈。
在所有微合金化元素的析出相中，钒的析出相具有最高的溶解度，能在相对低的温度下就能完全固溶于奥氏体中，从而当钢冷却至铁素体区域时，能全部地参与析出强化。
钒的性质及用途简介钒是一种神奇的金属，化合价有2+、3+ 和5+ ，金属单质钒很少，其主要形态有：VO（氧化钒），V2O3（三氧化二钒），V2O5（五氧化二钒），FeV（钒铁）及偏钒酸铵等，工业上使用最多的是V2O5和FeV，主要用于冶金的添加剂，增强钢铁的强度和韧性。
一、性质1、钒的性质钒（Vanadium），化学符号V，元素周期表中序数为23，原子量为50.94。
钒是银白色略带蓝色的金属，具有延展性；含有氧、氮、氢时则变脆、硬。
钒在较高的温度下与原子量较小的非金属形成稳定的化合物；在低温下有良好的耐腐蚀性。
钒进入合金后可增强合金的强度，降低热膨胀系数。
钒在地壳中的丰度约为0.02%，比铜、锌、镍、铬都高。
按地壳中元素丰度排列第13位。
可以说，在地壳中含有非常丰富的钒金属。
但钒金属有一个特点，很难形成独立的矿床，伴生性非常明显，因此在自然界非常分散，通常和其他金属伴生，如：钒钛磁铁矿。
因此，不太容易单独对钒金属进行开采和提炼，钒产品多作为冶金业的副产品生产。
2、五氧化二钒的性质五氧化二钒（V2O5）为褐色固体，有两种形态：粉状和片状，因在富氧和缺氧的加热条件下而得到不同的形态。
五氧化二钒有毒性。
在国际化学剧毒品名录中排名第43位。
其毒性主要是对呼吸道有刺激，引起鼻粘膜充血。
如果过多的吸入了粉状的五氧化二钒，有头昏、恶心等感觉，擤鼻涕时可能会带有血丝。
如果五氧化二钒中毒，离开了现场症状自然缓解，休息一两天一般自然恢复，不需治疗。
在国内没有对五氧化二钒毒性检测的规程，但中华人民共和国国标中也明确列示其为剧毒物质，生产过程需要在省级安监部门办理安全生产许可证。
3 、偏钒酸铵偏钒酸铵（NH4VO3）为白色结晶体，既是一种独立的产品，也是制造五氧化二钒的上一道工序的中间产品，其性质与五氧化二钒相似，其生产也需要办理安全生产许可证。
4 、钒铁的性质工业上使用的钒，主要是元素钒。
五氧化二钒（V2O5）中，钒的原子量仅占56%，其余为氧原子量。
钒在炼钢中的作用
钒在炼钢中具有多种作用。
以下是钒在炼钢过程中的几个主要作用：
1. 脱氧剂：钒可以在炼钢中起到脱氧的作用。
当钒加入到熔池中时，它与氧气反应生成钒化物，从而减少了炼钢过程中的氧气含量。
这有助于提高钢的质量和均匀性，并减少钢中的气孔和夹杂物。
2. 强化剂：钒可以提高钢的强度和硬度。
在适当的合金配方中加入适量的钒元素，可以形成钒化物的弥散强化相，从而增加钢的强度和耐磨性。
3. 细化晶粒：钒可以促进晶粒细化。
在炼钢过程中，钒可以与碳和氮元素结合形成钒氮化物和碳化物，这些化合物可以作为晶核，引导晶粒的细化，提高钢的韧性和冲击强度。
4. 改善耐蚀性：钒可以改善钢的耐蚀性能。
通过在钢中添加适量的钒元素，可以形成耐蚀性良好的钒氧化物膜，提高钢材在恶劣环境下的耐蚀性，延长使用寿命。
钒的使用量和作用效果会根据具体的钢种和工艺要求而有所变化。
因此，在炼钢过程中准确控制钒的含量和添加方式非常重要。
世界及中国钒的生产与应用.米歇尔英国Kent TN16 1AQ,国际钒技术委员会周家琮攀钢（集团）公司世界钒的生产与利用.米歇尔英国Kent TN16 1AQ,国际钒技术委员会介绍钒作为元素周期表钒族元素中的一员，其原子数为23，原子重量为，熔点为1887︒C，沸点为3337︒C。
纯钒呈现为闪亮的白色，质地坚硬，为体心立方结构，晶格系数为Å。
钒在地壳中为第17位常见的元素，且很少以单质的形式直接利用。
但是钒确实是一种很有价值的合金元素，能够添加于钢中、铁中，并以钛-铝-钒合金的形式用于航天领域。
钒的化合物也十分有效，能够被普遍地用来生产如催化剂、化妆品、染料、和电池等。
基于钒的普遍用途，以提取和利用钒为目的的全世界产业也随之得以进展。
该产业几乎存在于世界的各个大陆上，本文的目的就在于提供一些有关钒的资源、生产和利用方面的背景信息。
资源如前所述，钒在地壳中为第17常见的元素，它普遍地散布活着界各个地址。
图1所示为一些钒的较重要的蕴藏地。
钒要紧蕴藏在中国、俄罗斯、南非、澳大利亚西部和新西兰的钛铁磁铁矿中，委内瑞拉、加拿大阿尔伯托、中东和澳大利亚昆仕兰的油类矿藏中，和美国的钒矿石和粘土矿中。
图1. 钒的要紧矿藏目前，钒在钛铁磁铁矿中的蕴藏量最大，V2O5含量可达%；第二是在油类矿藏中。
到目前为止，尚未对美国的钒矿石和粘土矿、北欧的钛铁磁铁矿和巴西和智利矿藏中的钒进行大规模的提取。
表一列出了钒活着界上的可开采储量和保有储量。
可开采储量指利用现有的技术能够经济地提取的部份。
而保有储量那么指能够利用未开发的技术在以后进行提取的部份。
钒的总蕴藏量为6300万，其中仅有1000多万吨属于可开采储量，而3110吨为可在以后开采的保有储量。
表一为要紧的可开采储量，它存在于中国、俄罗斯和南非钛铁磁铁矿中。
表一可开采储量和保有储量可开采储量.1020万吨% 保有储量.万吨%澳大利亚中国俄罗斯南非美国—其他值得一提的是，按目前钒的利用速度计算，可开采储量能够维持近300年。
钒在钢铁生产中的作用钒是一种重要的合金添加剂，广泛应用于钢铁生产过程中。
钒对于改善钢铁的性能，提高其力学性能以及耐热性能方面具有显著的作用。
本文将详细介绍钒在钢铁生产中的作用以及其具体应用。
一、钒的化学性质特点钒（V）是一种微量元素，其化学性质相对不活泼。
钒元素主要以化合物的形式存在，常见的化合物有钒酸盐和氧化钒等。
在钢铁生产中，一般使用钒铁或钒钢渣来添加钒。
二、钒在钢铁中的作用1. 提高钢铁的强度和硬度：钒元素能够与碳元素形成强化相，通过固溶强化和晶间强化机制，有效提高钢铁的强度和硬度。
此外，钒的存在还可以加强晶界的结合力，提高钢铁的成形性能。
2. 提高钢铁的耐热性能：钒元素具有良好的抗高温氧化性能，能够有效防止钢铁在高温下的氧化腐蚀。
此外，钒还能够减少钢铁中的晶界ρ相的形成，改善钢铁的耐热性能。
3. 改善钢铁的耐蚀性：钒元素能够与碳元素形成碳化钒，提高钢铁的耐蚀性能。
钒的添加还可以改善钢铁的冷脆性，降低钢铁的裂纹敏感性。
三、钒在不同类型钢铁中的应用1. 钒在低合金钢中的应用：低合金钢是一种常见的结构材料，钒在其中起到了增加强度的作用，提高了钢铁的塑性和韧性。
另外，钒还能够提高钢铁的焊接性能和耐磨性能。
2. 钒在不锈钢中的应用：不锈钢是一种抗腐蚀性能较好的钢铁材料，钒元素的添加可以提高不锈钢的耐蚀性、耐高温性和增强力学性能。
同时，钒还能够改善在高温下的抗氧化性能。
3. 钒在工具钢中的应用：工具钢是一种用于制造切削工具和模具的钢铁材料，钒元素在其中主要起到了提高硬度和耐磨性能的作用。
钒元素可以与碳元素形成高硬度的碳化钒，提高工具钢的切削能力和抗磨耗性能。
四、钒的添加方法和注意事项在钢铁生产中，钒的添加主要通过加入钒铁或钒钢渣的方式进行。
添加钒的量一般根据钢铁的具体要求来确定，通常在0.05%至0.20%之间。
在添加钒的过程中，需要注意控制好温度和反应时间，以确保钒的均匀分布和充分溶解。
总结：在钢铁生产中，钒元素起到了不可忽视的作用。
高强钢筋应用技术总结《高强钢筋应用技术总结》是一篇好的范文，好的范文应该跟大家分享，这里给大家转摘到。
篇一：高强一、高强钢筋应用技术（一）前言HRB400级钢筋已作为高效钢筋被列为重点推广应用的建筑业10项新技术之一，推广应用HRB400等高强钢筋对有效利用自然资源，降低消耗，对提高钢筋结构安全储备等具有十分重要的意义。
多年来，为推广应用HRB400等高强钢筋有关部门采取了修订规范，开展试点等多种措施。
本文通过实际调研，找到制约HRB400级钢筋推广应用的原因，通过理论分析，找到问题的根本；通过工程实例，切实地论证合理地应用HRB400级钢筋所带来的经济效益。
（二）工程概况本工程为高级办公楼，其中车库要求空间大跨度大，主楼的办公室、会议室和裙楼的餐厅较多对跨度也有要求，根据这个特点，本工程在整体设计时，轴线布置跨度均较大，大部分跨度为8.4米。
HRB400级钢筋在这个工程里得到了很好的应用，所有框架梁主筋均采用HRB400级钢筋。
图1 HRB400 钢筋用量地下室和裙楼部位结构大量的使用了HRB400级钢筋，达到设计要求并满足房间的使用功能。
1图2 HRB400级钢筋现场码放（三）HRB400级钢筋的特点HRB400级钢筋是在对HRB335级钢筋化学成分作了微调，调整了钢材C、Si、Mn元素的含量。
利用钒、铌、钛在钢中的沉淀强化作用，细化钢的晶粒、改善金相组织、提高钢材的强度。
HRB400级钢筋产品的直径为6mm～50 mm，标准推荐直径为6mm、8mm、10mm、12mm、16mm、20mm、25mm、32mm、40mm、50 mm，虽未推荐仍保留的公称直径有14mm、18mm、22mm、28mm、36 mm几种。
但目前设计和施工中一般均在钢筋直径较大时（如大于等于16mm或18mm）采用HRB400级钢筋，较小时采用HRB335级钢筋（一般直径在12mm到18mm之间）或HPB235级钢筋（一般为12mm以下，并在各种结构箍筋和板筋及剪力墙结构主筋中大量使用）。
钒微合金化高强钢电炉炼钢工艺研究随着中国经济发展的日趋迅速，国家对高强度钢的需求也越来越大。
钒微合金高强度钢的生产过程需要充分考虑加工工艺和设备的影响，并通过先进的技术手段来实现高质量的标准化生产。
本文通过对钒微合金高强度钢电炉炼钢工艺的研究，探讨了合理的生产工艺、考虑电炉结构优化以及对设备使用和维护等方面的有效途径，实现高强度钢生产线的安全、高效和经济化运行。
首先，研究并理解钒微合金高强度钢电炉炼钢工艺，重点分析电炉温度的控制，以及钢的成分和性能。
然后，确定并优化电炉的结构特性，以考虑炉体的负荷分布及热分析，确保炉体的安全运行。
此外，研究还强调钢水品质的控制，确保其稳定、洁净，并通过抗氧化加入合理的调节剂，使钢水中元素能够发挥最大的效用。
同时，由于炼钢工艺的复杂性，机械设备的使用以及维护也是非常重要的。
最后，研究表明，要实现钒微合金高强度钢电炉炼钢工艺的安全、高效和经济化运行，需要通过以上技术手段的有效运用，并通过有效的设备使用维护来确保系统的安全可靠。
这些研究可以为生产钢铁提供参考，从而有助于实现国家对钢铁产品更高质量和水平的要求。
综上所述，对钒微合金高强度钢电炉炼钢工艺的研究具有重要的意义，可以有效改善钢铁生产的质量及生产过程的安全和有效性。
此外，还可以提高电炉工艺的经济性，满足国家关于钢铁产品质量和水平要求的发展潮流。
因此，企业在提高钢铁产品质量及经济性的同时，应及时对电炉炼钢工艺进行研究，以确保系统的安全性和可靠性。
随着国家对钢铁产品质量和水平的不断提高，钒微合金高强度钢电炉炼钢工艺也受到了越来越多的关注。
本文在分析电炉炼钢工艺的基础上，着重探讨了工艺中合理的生产工艺、电炉结构优化以及设备使用和维护等方面的有效途径，并且在实践中探索出了有效的炼钢工艺解决方案。
借此，本文认为应该积极探索更多有效的高强度钢炼钢工艺，以提供给国家更优质的产品，并不断改进钢铁生产企业的经济效益和安全性。
钒对高强度钢耐延迟断裂性能的影响惠卫军1,董 瀚1,王毛球1,陈思联1,翁宇庆2(11钢铁研究总院 结构材料研究所,北京 100081;21中国金属学会,北京 100711)摘要:研究了不同钒含量的42CrMo钢的缺口拉伸延迟断裂性能。
试验结果表明,钢中加入适量的V能够改善高强度钢的耐延迟断裂性能,并对其作用机制进行了探讨。
关键词:微合金化;高强度钢;延迟断裂;氢陷阱;二次硬化中图分类号:TG146.4;TG115.5 文献标识码:A 文章编号:025426051(2002)0120010203E ffect of V anadium Microalloying on Delayed FractureR esistance of High Strength SteelHU I Wei2jun1,DON G Han1,WAN G Mao2qiu1,CHEN Si2lian1,WEN G Yu2qing2(1.Division of Structural Materials,Central Iron&Steel Research Institute,Beijing100081,China;2.The Chinese Society for Metals,Beijing100711,China)Abstract:Effect of vanadium microalloying on delayed fracture resistance of42CrMo steel was investigated using notched tensile specimen in p H315Walpole solution.It′s showed that suitable amount of vanadium can significant2 ly improve the delayed fracture resistance of high strength steel.The reason of this improvement was discussed. K ey w ords:microalloying;high strength steel;delayed fracture;hydrogen trap;second hardening 高强度螺栓等结构件在潮湿空气、雨水等环境中的长期暴露过程中发生腐蚀,腐蚀坑处腐蚀反应生成的微量氢的扩散、吸收是引起延迟断裂的主要原因[1]。
钒元素对铸铁性能的影响1、钒钢的现状钒是世界上矿产资源中具有战略意义的稀贵金属，自从被人类发现以后，就受到了相当高的重视。
钒越来越多地被应用于航空、航天等高科技领域。
在钢中加人钒，可显著改善钢的性能。
实践表明, 在结构钢中加人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15-25%。
如果说钢是虎，那么钒就是翼，钢含钒犹如虎添翼。
只需在钢中加入百分之几的钒，就能使钢的弹性、强度大增，抗磨损和抗爆裂性极好，既耐高温又抗奇寒，在汽车、航空、铁路、电子技术、国防工业等部门，到处可见到钒的踪迹。
此外，钒的氧化物已成为化学工业中最佳催化剂之一，有“化学面包”之称。
在钢铁工业上，并不是把纯的金属钒加到钢铁中制成钒钢，而是直接采用含钒的铁矿炼成钒钢。
把钒掺进钢里，制成钒钢。
钒钢比普通钢结构更紧密，韧性、弹性与机械强度更高，钒钢制成的穿甲弹，能够射穿40厘米厚的钢板。
我国是钒资源比较丰富的国家，钒矿主要分布在四川的攀枝花和河北的承德，大多数是以石煤的形式存在。
近年来，我国含钒钢产量不断提高，品种不断增加，特别是在建筑用钢等方面发展十分迅速。
1996年, 我国各种含钒低合金钢的平均年产量为45万t , 到1999年已达65万t, 主要是由攀钢、首钢、鞍钢、宝钢、重钢等钢铁企业生产。
目前，产量在万吨以上的企业达到12家。
我国特大型钢铁钒钦开发生产基地攀钢是中国最大的钒产品生产企业，也是世界三大钒生产企业之一,在含钒的新品种开发、钢铁材料中钒的作用机理研究等方面,开展了大量的工作，经过20年努力已经开发并转产低合金钢品种达50多个。
尽管含钒钢正以10%的速率在中国得到应用,但和发达国家相比仍存在很大的差距。
据悉，我国钒的应用水平仅为欧洲发达国家的一半，仍有很大的潜力可挖。
[1]2、钒相关介绍钒元素符号是V，银白色金属，在元素周期表中属VB族，原子序数23，原子量50.9414，体心立方晶体,常见化合价为+5、+4、+3、+2。
钒在中高强钢中的应用罗伯特·J·格罗多夫斯基（战略矿物公司)1 前言中高碳钢广泛用于许多普通用途。
增加碳作为基本合金以提高钢的强度和硬度，这是提高性能的最经济的途径。
但是，碳含量的增加也引起了其它效应，包括降低了焊接性能、延性和冲击韧性。
这些降低了的性能如果能被接受，则高碳材料增加后的强度和硬度优势可以得到充分利用。
高碳钢的通常用途包括锻钢、钢轨钢、弹簧钢（扁钢和圆钢）、预应力混凝土、钢丝、轮胎加固筋、耐磨钢（板及锻钢）、以及高强钢筋。
为了提高钢在这些用途中的性能，通常的做法是，通过最大增加碳的适用量，以使强度和硬度达到最高。
根据各种不同的用途碳添加量的限制因素也不同。
对于锻钢和棒材，可能是韧性或焊接性能。
对于高强钢丝，碳添加量的限制因素通常是共析碳量，在此之上形成的晶界碳将巨大地降低可延性能。
即使不考虑用途，对于增加碳含量也将有一个实际限制。
如需要继续提高钢的强度或硬度性能，就必须考虑其它强度机制。
在各种可采用的选择中，添加微合金达到析出强化是一个比较常用的做法。
除了增加轧态或锻态强度，添加微合金也能产生其它优势。
微合金用于生产细晶粒钢。
微合金析出在热处理过程中，通过锁定晶界，防止对于晶粒增长所必须的这些晶界移动，可以阻止奥氏体晶粒增长。
微合金析出，特别是与钒析出, 可以为回火调质钢提供调质阻力。
利用调质阻力特性，通过一定的调质周期，可以获得更高硬度和强度的调质马氏体。
利用较高的调质温度，在保持硬度的同时，可以提高马氏体的韧性。
2钒的优势可供选择微合金有铌、钛及钒。
其中，由于几方面的原因，钒是一种更受欢迎的添加物。
首先，可能也是最重要的，与其它微合金相比，钒碳氮化物《V（C、N）》的高溶解性，使其能在无论是轧制或是锻制的正常加热温度下溶解。
氮钛化物（TiN）的溶解能力最低，无论是作为氮化物亦或是碳化物，在高碳钢中作为析出强化剂，通常都无效。
铌碳氮化物《Nb（C、N）》与钒相比，其溶解能力也较低。
由于碳是与铌析出的优先选择元素，这种钢中的高碳含量，甚至更进一步降低了铌的溶解能力。
在加热高碳钢时铌的溶解量有限，且还要取决于加热温度。
对于添加铌量较高的情况，其强化作用将变得不可预测。
因为加热温度的一点变化都会导致铌溶解量的巨大差别。
钒碳氮化物《V（C、N）》在高碳钢中更容易溶解，并且没有铌对碳那样敏感。
正常加热温度为1150o C到1250o C，在获得合金成分的整个过程内，足以溶解所有的钒碳氮化物。
其结果是，钒强化与钒添加量成比例。
钒添加量与强度的线性关系，非常有助于估算满足最小强度所需要的合金添加量。
钒对氮具有中性亲和力。
添加适量氮以后，钒（碳、氮）析出主要为氮化物，通常为一定钒（碳0.2氮0.8）的比例由于钒对氮具有这个优势，氮增强了钒微合金钢的性能。
结果是，在氮易引起脆性的地方，氮不再是一种固溶物。
钒将氮从一种不被人需要的夹杂元素，变成了合金钢的一个不可分割的组成部分。
由于中高碳钢通常使用无流量控制的计量浇管连铸，由于再氧化问题，用铝进行细晶粒化不可行。
在这种条件下，钒可以很容易浇铸。
在热处理钢的晶粒细化这一点上，钒成为了铝的优秀替代品。
3 应用这里叙述了钒微合金中高碳钢的一些应用实例。
由于受作者的经验局限，应用实例皆取自北美钢铁业界。
在其它市场上可能还更值得注意的，钒在这些钢中有效应用的例子。
3.1锻钢钒微合金锻钢代替回火调质钢的成本低廉。
此钢种的强度性能在从锻钢温度冷却的过程中由钒（碳、氮）析出演变而成。
在锻态条件下获得最终强度性能，免除了额外增加热处理的成本。
这些钢种内在的成本优势，在最近研究中得到了证实，研究结果表明：与回火调质钢相比，机加工成本显著降低。
中碳锻钢，与钒微合金化，锰、硅、铬、氮、硫量相应增加，在许多汽车应用上，替代了回火调质锻钢。
曲轴、连轴杆、以及轴梁就是用这些微合金钢，成功制造的部件。
合金和工艺上的不断进步，将这些钢种的用途，延伸到了强度和硬度要求更高，更苛刻的使用环境中。
3.2高碳线材为了使冷拔线材达到应用中更高拉伸强度的要求，比如预应力水泥钢筋腱，在轧态下，就要求线材具有更高的起始强度。
珠光体钢的高强度，通过最大限度地增加碳含量，以及生成尽可能细的珠光体间隔来获得。
碳含量可以实用的上限取决于某一钢厂的工艺能力。
连续晶界碳层的形成，通常在小方坯或大方坯的偏析中心，将决定可以实用的最大碳含量。
这类用途典型的最大碳含量是0.82到0.85%。
铅淬火由于成本原因，不再具有竞争力，通过增加硬化元素如锰和铬，使其硬化度与线材轧制工艺的控冷能力相当，由此提高强度。
其目的是生产出与铅淬火结构类似的细化珠光体。
由于线材冷却工艺的限制，与铅淬火线材相比，通过冷却工艺获得的线材强度仍然落后于铅淬火线材的强度。
额外强度增加，通过珠光体，铁素体软构成分的析出硬化获得。
钒在线材用的共晶碳锰钢中，广泛用作珠光体强化剂。
所得出的报告称，每增加0.01%的钒，强度增加10到16兆帕。
钒的高溶解能力可以容许增加0.10%以上的钒，而且可以预见强度增加的最终结果。
由于这个可预见的能力，在将钢精炼到特定强度时，选择钒作为强度可控制元素。
需要最大强度的直接拉伸线材的应用，比如预应力水泥钢筋腱，轮胎用子午线以及钢丝，是具有共晶碳的钒微合金珠光体钢的共同用途。
此外，添加钒将可以从固溶物钒（碳、氮）中去处氮。
固溶物中的氮在线材拉伸中易于引起应变时效，使成品的延性降低。
高延性，通常通过线材拉伸测试进行测量，是利用直接拉伸线材的钒微合金钢所得出的结果。
钒将氮从一种不被人需要的成分，转化成了合金系统不可分割的组成部分。
3.3热轧钢筋、型材和板材在许多需要高强度的长材产品应用中，都要求利用传统轧制工艺，并对碳含量有限制。
钒在这些产品中，得到有效应用。
其中最主要的用途之一，是高强度加强筋，其焊接性能对碳当量的限制，阻止了使用更高当量的碳。
这个用途在本次会议的另一个发言中充分讨论。
现代长材高速轧制设备使得在传统控轧所需低温度下很难精轧。
利用钒进行再结晶控轧可以应用于这些轧机，允许细铁素体微结构与高析出硬化一起产生。
这方面使用的一个实例就是，高强度平板条，厚度从10到20毫米，用作平板拖车的法兰。
利用钒-氮，或钒-钛-氮所产生的最小屈服强度，为410到550兆帕。
在高温范围内，利用再结晶控轧进行轧制，产生大量的细化晶粒，以满足在摄氏负29度时20焦耳的冲击要求。
用作平板拖车横梁的高强度结构梁，也是利用同样的工艺生产的。
在所有的情况下，都需要掌握氮的含量，以确保所添加的钒达到最大效率。
高强度钢筋的另外一个事例，是用作液压缸的轴。
最好选用屈服强度最小为550兆帕的C10V45钢种。
为了达到这个强度，钒的用量达到0.10%，碳0.45%、锰0.8%和硅0.25%生产的这种钢筋直径达到为100毫米。
3.4钢轨钢用钒强化珠光体钢的另外一个事例，是钒在钢轨钢中的应用。
用钒微合金钢生产的铁路用钢轨已显示出更高的强度和更高的耐疲劳性。
由于这些性能，钒微合金化的钢轨钢显示出其使用寿命的有所提高。
尽管美国的钢轨钢没有微合金化，在许多国家，包括中国，钒合金化钢轨钢是一个普通钢种。
这些钢可能用在轧态或热处理条件下。
4 结束语对钒在中高碳钢中应用的简单陈述，仅仅是钒作为微合金选择的许多用途中的一部分事例。
钒在工艺安排以及获得理想性能的效率方面，具有许多优势。
这些优势特别是在浇注和高溶解性方面的优势，在加工中高碳钢时，显得特别实用。
钒成比例的强化性能，并且对性能没有任何副作用，使得钒观点的一部分参考文章。
成为这些用途中的合金选择。
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