Феррованадий в автомобилестроении и энергетике: марки и металлургическая функция
Оставить сообщение
Феррованадий и механизм микролегирования.
Феррованадий (FeV) — это лигатура, полученная алюминотермическим восстановлением пятиокиси ванадия или карботермической обработкой ванадий-содержащего шлака. В оптовой торговле преобладают две марки: FeV80, содержащая 78-82% V, и FeV50, содержащая 48-52% V. ISO 5451 устанавливает спецификации и условия поставки феррованадия, поставляемого сталелитейным предприятиям, а ASTM A1023/A1023M охватывает то же семейство продуктов с таблицами марок и требованиями к отбору проб. Ванадий полностью растворяется в жидкой стали и при охлаждении выделяется в виде частиц карбонитрида ванадия V(C,N), которые закрепляют границы аустенитных зерен и повышают температуру остановки рекристаллизации. Добавки 0,02-0,15% V характерны для контролируемого проката полосового, толстого и сортового проката; выше примерно 0,15% V предельный выигрыш в усилении осаждения нивелируется, поскольку укрупнение карбонитрида сводит на нет этот выигрыш.
Применение в автомобильной промышленности: полосы, поковки и пружины.
Листы из высоко-низкопрочного-сплава, изготовленные в соответствии с ASTM A1011/A1011M, охватывают марки с минимальным пределом текучести примерно от 340 до 550 МПа, а ванадий — один из вариантов микролегирования, используемый для достижения верхнего предела без дополнительной термообработки. В микролегированных ковочных сталях, таких как 38MnVS6, ванадий образует карбонитриды во время охлаждения после ковки, что устраняет необходимость в циклах закалки-и-отпуска коленчатых валов, шатунов и поворотных кулаков. Пружинные стали семейства 51CrV4, стандартизированные по стандарту EN 10089 для горячекатаной-рессорной стали, содержат примерно 0,1–0,2 % V для улучшения сопротивления провисанию при повышенной температуре эксплуатации. В инструментах для горячей обработки, таких как AISI H13, используется около 1% V вместе с 5% Cr и 1,5% Mo для обеспечения стойкости к отпуску при литье под давлением и экструзионных штампах.
Энергетика: электролиты и катализаторы для проточных аккумуляторов
Проточная ванадиевая окислительно-восстановительная батарея хранит энергию в двух жидких электролитах: V2+/V3+ на отрицательной стороне и VO2+/VO2+ на положительной стороне, с напряжением разомкнутой цепи элемента- около 1,26 В. Электролиты обычно готовятся с общим содержанием ванадия примерно 1,6 М в серной кислоте, начиная с пентоксида ванадия, который растворяется и восстанавливается до сульфата ванадил. ВОСО4. Поскольку в обеих полуэлементах-используется один и тот же элемент, перекрестное-загрязнение не разрушает емкость, поэтому срок службы, превышающий 10 000 циклов, вполне реален. Что касается катализатора, контактные массы на основе V2O5 окисляют диоксид серы до триоксида серы при 400-450 C на сернокислотных установках, а составы V2O5-WO3/TiO2 используются для селективного каталитического восстановления оксидов азота при 300-400 C в трактах дымовых газов.
Входной контроль и пункты закупки
Феррованадий реализуется в измельченном виде размером 10-50 мм или 10-100 мм и упаковывается в стальные бочки по 100-250 кг или биг-бэги по-тонны. Содержание ванадия проверяется окислительно-восстановительным титрованием перманганатом калия или рентгеновской флуоресценцией в лаборатории, работающей в соответствии с ISO/IEC 17025, при этом алюминий, кремний, углерод, сера и фосфор указываются как остаточные элементы. Алюминий, содержание которого превышает допустимый предел, обычно не соответствует -спецификациям, поскольку он повышает уровень включений в чистых марках стали. Поглощение влаги и образование мелких частиц являются основными рисками при транспортировке: влажный материал может потерять сыпучесть и окислиться на поверхности, поэтому бочки и мешки должны оставаться герметичными до момента загрузки в бункер.
| Свойство | FeV80 (типичное) | FeV50 (типичное) | Примечание |
|---|---|---|---|
| Ванадий | 78-82% | 48-52% | База оценок для ценообразования |
| Алюминий | 1.5-2.5% | 1.5-3.0% | Контролируется чистота стали |
| Диапазон размеров | 10-50 мм | 10-100 мм | Дробление и сортировка |
| Упаковка | Бочки 100-250 кг. | 1 т биг-бэги | Герметичный, защищенный от влаги |
Часто задаваемые вопросы
Q:Какую марку феррованадия следует выбрать сталелитейному заводу для листа HSLA?
О: FeV80 предпочтителен, если баланс зарядов благоприятствует высокой концентрации ванадия и более низкому весу на единицу ванадия; FeV50 подходит для небольших плавок и позволяет более тонко измельчать присадку.
Q:Какая добавка ванадия обеспечивает максимальную прочность контролируемой-катаной полосы?
Ответ: Большинство коммерческих полос HSLA имеет содержание V в диапазоне от 0,02% до 0,15%, причем точное значение определяется содержанием азота, скоростью охлаждения и целевым пределом текучести в соответствии с ASTM A1011/A1011M.
Q:Взаимозаменяемы ли феррованадий и нитрид ванадия?
О: Не напрямую. Нитрид ванадия добавляет азот так же, как и ванадий, поэтому азотный баланс плавки перед заменой необходимо пересчитывать, а стоимость единицы ванадия различается.
Q:Какое содержание ванадия необходимо для электролита проточного аккумулятора?
A: Промышленная практика работает при общем содержании ванадия в серной кислоте около 1,6 М; более высокая концентрация увеличивает плотность энергии, но увеличивает риск выпадения осадков при низкой температуре.
Q:Как сертифицируется анализ ванадия при отправке?
Ответ: Составные пробы отбираются как минимум из 10% бочек, разделяются и проверяются перманганатным титрованием или РФА, и в сертификате указывается один результат на партию с указанием метода испытаний.
