發(fā)布時間：2021-08-04 12:55

　　釩氮合金在鋼中具有細晶/沉淀強化作用,可提升鋼材綜合性能,并降低生產(chǎn)成本。采用低品位含釩頁巖提取的V₂O₅經(jīng)碳熱還原和氮化一步法制備氮化釩,既能提高釩資源的利用率,也為鋼鐵行業(yè)提供優(yōu)質低廉的釩氮合金,對提升我國釩微合金化鋼的市場競爭力具有重要的意義。因此,開發(fā)高效低成本氮化釩制備技術是鋼鐵行業(yè)面臨的重要研究課題之一。分析研究了采用豎式感應爐兩步法生產(chǎn)釩氮合金工藝,分析結果表明:生產(chǎn)的釩氮合金成分為V%=74⁷6%、N%=12¹3%、C%=4⁵%,質量較差,且生產(chǎn)成本較高。初步小試驗結果表明,在實際反應溫度約1400℃、原料粒度-100目、質量配比V₂O₅:C=100:30,一次性連續(xù)反應時間大于8小時,可得到V%≥77%、N%≥16%、C%=³%的釩氮合金產(chǎn)品。這證明采用碳熱還原氮化一步法制備釩氮合金存在可行性。研究了V₂O₅碳熱還原一步法制備釩氮合金熱力學行為。釩氧化... 

【文章來源】：鋼鐵研究總院北京市

【文章頁數(shù)】：120 頁

【學位級別】：博士

【部分圖文】：

VC和VN固溶數(shù)據(jù)

得強度、韌性和成型性能優(yōu)異的鋼材[34-35]。當前，世界上微合金化鋼的產(chǎn)量大約占鋼材總產(chǎn)量的10%~15%，發(fā)達國家微合金化鋼比例達到30%左右，然而我國微合金化鋼的發(fā)展和生產(chǎn)狀況要低于世界平均水平，因此，微合金化鋼是我國鋼鐵產(chǎn)品結構調(diào)整和升級的重要組成部分[13,35]。（1）釩氮合金在鋼中的溶解度釩與碳、氮的結合能力相當強，釩主要以碳化物、氮化物的形式存在，并首先從液相中析出。為使相變前奧氏體晶粒保持細小尺寸，要求碳氮化物粒子在奧氏體中部分不溶或在熱軋過程中有析出；為獲得細小析出物以實現(xiàn)彌散強化效果，要求在奧氏體/鐵素體相變過程中或相變后能夠發(fā)生碳氮化物粒子析出[36]。一些學者測得了奧氏體中釩的碳化物、氮化物和碳氮化物的溶解度（見圖 1-3），由于氮化物和碳化物晶體結構相似，它們能夠連續(xù)或無限互溶[36]。圖 1-4 給出了不同微合金化元素碳化物和氮化物的溶解度積[36-38]，這些數(shù)據(jù)來自于熱力學評估結果。

[12]。釩對鋼的組織性能的影響如圖1-5所示。圖 1-5 釩對鋼的組織性能的影響結構鋼中的釩能在較低溫度下溶入奧氏體，從而當鋼冷卻至鐵素體區(qū)域時，能全部參與沉淀強化[36]。鋼中添加0.l0％V時，能使鋼強度增加250MPa～300MPa。鐵素體-珠光體型結構鋼屈服強度(σs)主要組成部分如下：①基體的晶格力(σ0)；②晶粒細化強化(σc)；③沉淀強化(σPR)；④固溶強化(σss)[36]。含釩鋼與含釩-氮鋼的固溶強化基本相同，兩類鋼在沉淀強化和細晶強化貢獻的強度上存在較大差異，這也是含釩-氮鋼屈服強度比含釩鋼高的主要原因，結果見表 1-4。其中含釩-氮鋼細晶強化作用比含釩鋼高出約 23MPa，沉淀強化作用高出約 89MPa。因此，鋼中增氮可以促進釩在鋼中的沉淀強化和細晶強化作用

【參考文獻】：
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碩士論文
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本文編號：3321735