氮化钒制备技术的发展及应用

简要介绍了氮化钒的物理化学性质,详细介绍了国内外氮化钒制备技术的发展历程.氮化钒主要有两种制备方法,即高温真空制备和高温非真空制备,近年来也出现了一些新方法.对氮化钒的应用进行了综述,它不仅成为了微合金钢中重要的合金添加剂,还开拓了催化剂、工具涂层和微电子等应用领域.     

氮化钒制备技术发展历程及其应用

简要介绍了氮化钒物理化学性质,详细介绍国内外氮化钒制备技术的发展历程.氮化钒主要有两种制备方法,即高温真空制备和高温非真空制备,近年来也出现了一些新方法.同时对氮化钒的应用进行了综述,它不仅成为微合金钢中重要的合金添加剂,还开拓了催化剂、工具涂层和微电子等应用领域.     

三级钢筋钒合金化的实践与研究

承钢冶炼三级钢试验了钒铁、氮化钒和氮化钒铁3种不同的钒合金,钢筋性能均满足用户要求。通过对比分析其成分控制,认为对于钒吸收率,氮化钒铁最高、氮化钒次之、钒铁最低。对比其钢筋性能,在碳当量相同时,认为加氮化钒的钢筋其屈服强度和抗拉强度最高,氮化钒铁次之,钒铁最低,对低成本冶炼三级钢具有指导意义。     

目前国内氮化钒生产情况浅析

对氮化钒的用途、生产工艺、生产设备及国内氮化钒的生产情况进行了介绍。从目前国内氮化钒生产情况可知,国内氮化钒目前呈现出众多厂家在纷纷上马和扩张,增势迅猛,拥有钒资源的企业将占领氮化钒的市场高地。     

五氧化二钒制备氮化钒的过程研究

对还原氮化法制备氮化钒的过程进行了理论分析和实验探讨，结果表明，五氧化二钒还原过程中同时发生了直接还原和间接还原，在高温氮化条件下已生成的氮化钒又转化为碳化钒，本试验条件下直接还原的开始温度为656K，氮化的开始温度为1160K，氮化钒转化为碳化钒的温度为1560K，间接还原发生的可能性与配碳系数有关，配碳系数越大，其发生的可能性越大。     

还原氮化五氧化二钒制备氮化钒的研究

对还原氮化制各氮化钒的过程进行了理论分析和实验探讨。结果表明，五氯化二钒还原过程中同时发生了直接还原和间接还原，在高温氮化条件下巳生成的氮化钒又转化为碳化钒。本试验条件下直接还原的开始温度为656K，氮化的开始温度为1160K，氮化钒转化为碳化钒的温度为1560K。间接还原发生的可能性与配碳系数有关，配碳系数越大，其发生的可能性越大。     

铁元素在氮化钒铁中的赋存状态

采用化学分析,XRD,SEM等检测手段,对闪速燃烧工艺制备的氮化钒铁中铁元素的赋存状态进行了系统研究。实验结果表明:以FeV80为原料,高温下进行氮化反应,FeV80颗粒的钒原子氮化形成氮化钒包覆层,随着氮化反应的进行,氮化钒含量和铁含量相对增多,钒的氮化难度逐渐增大。实验产品中,铁主要以Fe形势存在,不均匀分布于氮化钒颗粒内部。     

攀钢加快氮化钒产业化进程

目前一直被美国所垄断的氮化钒生产技术及产品市场 ,有望不久在攀钢变为国产化的现实。由攀枝花钢铁研究院负责的“用三氧化二钒制取氮化钒技术研究” ,现已完成半工业试验 ,进入与设计、制造厂家联合攻关时期 ,计划 2 0 0 0年底研制出符合攀钢工艺特点的工业生产设备。氮化钒作为炼钢添加剂原料 ,与使用高钒铁相比 ,既可以少用 2 0 %的钒 ,又可以提高钢材的强度。由于氮化钒生产技术难度大、工业化成本高 ,致使国内外产业化进程步履艰难 ,只有美国独霸天下。攀钢科技人员以开发具有中国人自主知识产权的氮化钒产品为己任 ,在国外严密封锁技…     

使用氮化钒铁合金生产高强度钢筋的工业试验

介绍了使用氮化钒铁合金生产4批159炉高强度钢筋的工业试验结果,基本工艺为100 t氧气转炉冶炼→165 mm×165 mm方坯连铸→热连轧(Φ20～32 mm),试验中以使用钒铁或氮化钒合金化作为对照试验.结果表明:(1)使用氮化钒铁合金化成分控制稳定;(2)使用氮化钒铁合金化钒的收得率高于使用钒铁或氮化钒;(3)钢中钒含量、钒的加入量对钢材机械性能的影响规律性非常明显,所得定量经验式可用于合金成分设计参考;(4)使用氮化钒铁合金化完全可满足HRB400～500高强度钢筋的生产,有降低合金用量和合金化成本的前景.     

立方相纳米氮化钒粉体制备方法

中国科学院上海硅酸盐研究所近日向社会推出立方相纳米氮化钒粉体制备方法。据介绍 ,这种制备立方相纳米氮化钒粉体的方法 ,主要特征是以沉淀法制备的一水合五氧二钒 (V2 O5·H2 O)粉体为原料、在氨气气氛中将一水合五氧二钒粉体于管式反应炉中高温氮化制得立方相纳米氮化钒粉体。通过改变氮化温度、氮化时间等工艺条件、可获得小于 5 0nm的不同晶粒尺寸的纳米氮化钒粉体。氮化反应温度控制在 5 0 0～80 0℃ ,氮化保温时间 3～ 5h ,氮化升温速率为 5～ 10℃ /min。在优化条件下 ,可得到立方相纳米氮化钒粉体。立方相纳米氮化钒粉体制备方…     

氮化钒铁制备技术的新进展

相比于氮化钒,使用较少量的氮化钒铁能更好地增加钢的强度和韧性。介绍了固相渗氮、熔体渗氮和自蔓延高温合成制备氮化钒铁的新进展,并指出了未来发展方向。     

氮化钒合金在400MPa级钢筋中的应用

介绍了攀钢采用氮化钒合金化与钒铁合金化生产400MPa级含钒钢筋(20MnSiVⅢ级钢筋)的对比试验结果,研究了钒、氮微合金化对钢筋的性能和组织的影响,探讨了氮化钒的强化机理,比较了使用两种合金的生产成本。     

以片钒、石墨为原料制备氮化钒的试验

采用高温非真空法,以球磨片钒、石墨为原料制备氮化钒.结果表明:片钒的球磨时间对反应产物氮化钒中碳、氮的含量均有影响;片钒具有易磨的特征,经试验找出球磨片钒的最佳粒度配比为0.48(球磨15 s):0.52(球磨2 min);在球磨片钒经过还原氮化进入烧结阶段(1 490℃)以后,烧结时间对反应进程及产品成分已影响不大,烧结时间可控制在2～4h.     

碳热还原氮化法制备氮化钒铁合金的研究

提出了一种以五氧化二钒或者三氧化二钒、氧化铁和石墨为原料,以高温碳热还原氮化反应制备氮化钒铁合金的新工艺,分别研究配碳比、反应温度、取样方式、合金牌号对于氮化钒铁产品质量(氮含量、氧含量、碳含量、密度)的影响。以此工艺制备氮化钒铁,所得产品具有高氮、低碳、低氧及高密度等特性,能够满足合金化过程的需求。     

三级钢筋钒合金化的实践与研究

通过对三级钢冶炼过程的跟踪和对比，分析氮化钒铁、氮化钒和钒铁三种钒合金化时，钒的成分控制、Ф32螺钢筋性能分析和成本控制等方面进行统计和分析，得出冶炼三级钢钒合金化的合理利用，也为成功开发四级钢筋奠定了基础，达到进一步提高承钢螺纹钢的市场竞争力。     

攀钢研制出高强度钢筋

由攀钢钢研院、炼钢厂、钢城企业总公司等组建的科技人员采用达到国内外先进水平的氮化钒合金化技术 ;最近率先研制成目前国内强度级别最高的ＨＲＢ5 0 0钢筋 ( 5 0 0ＭＰａⅣ级钢筋 )。有关人士介绍说 ,课题组在 2 0ＭｎＳｉⅧ级钢筋化学成分的基础上 ,仍然采用攀钢自产的氮化钒合金化炼钢 ,但在氮化钒合金的加入、冶炼终点控制、出钢温度控制、脱氧和钢坯出炉温度控制、终轧温度控制等各个工序环节 ,实行全流程优化和完善 ,最终取得了第一轮试验的成功攀钢研制出高强度钢筋     

攀钢氮化钒技术的发展及市场前景

介绍了国内外氮化钒的生产技术及攀钢在研究制取氮化钒技术方面的进展,同时对氮化钒产品的市场前景作了预测。     

含氮高锰奥氏体热作模具钢析出相的研究

利用Thermo-Calc软件对含氮高锰奥氏体热作模具钢凝固过程进行了计算,利用扫描电子显微镜观察分析了退火态组织和析出相,对碳氮化钒沉淀析出行为进行定量理论计算,研究碳氮化钒在奥氏体中析出规律和碳氮化钒中C与N元素互相置换行为.结果表明:电渣锭经过830℃退火后的组织为γ-Fe+MC+M_2C,MC相几乎与奥氏体同时析出,通过扫描电镜和能谱分析可知MC为富钒的V(C,N),M_2C为富钼的合金碳化物,MC相形貌为不规则多边条状或片状,M_2C相形貌呈鱼骨状或螺旋状.在凝固过程中先析出VN,因此高温下平衡析出的碳氮化钒明显富氮;随着温度降低,C、N、V元素固溶量均逐渐降低,由于C从奥氏体中析出相对含量比N多并且C置换VN中的N元素,因此低温下平衡析出的碳氮化钒明显富碳.     

一步法制备碳氮化钒的工艺优化试验

围绕开发连续、高效、低成本的一步法合成碳氮化钒的技术,在总结氮化钒生产工艺过程研究的基础上,以V₂O₅为原料,焦炭为还原剂,经过破碎、混料和压制成块、烘干后进行还原氮化过程,在高纯氮气气氛下探索了高温碳热还原一步法制备碳氮化钒的最佳生产工艺条件。通过对V₂O₅的还原过程进行热力学分析计算并利用FactSage热力学软件对其进行理论研究,采用XRD、SEM等测试方法对反应温度、反应时间、氮气流量、制样压力等影响因素进行单因素试验分析,结果表明,碳化钒的氮化反应是逐级进行的,碳氮化钒的反应过程为V₂O₅→V₂O₄→V₂O₃→VC→VCN。试验中产生的CO会改变炉内气体分压,会对碳化温度和氮化温度产生影响,因此反应过程中应严格控制体系的CO和N₂分压;反应时间和氮气流量对反应产物的钒、氮、碳含量产生不同的影响,钒含量和氮含量随着反应时间的增加和氮气流量的...     

还原氮化一步法制备氮化钒

以钒页岩提钒工艺的中间产品反萃液作为钒源,在沉钒之前加入碳黑,对加碳沉钒所得的混合物进行还原氮化制备氮化钒。结果表明,碳黑与V_2O_5的质量比为0.30时,产物的氮含量达到最大值;随着反应温度的升高,产物的氮含量先迅速增加后基本稳定,选择最佳的反应温度为1 150℃,反应1.0h即可获得较高的氮含量;最佳的氮气流量和造块压力分别为300 mL/min和10kN。在最佳工艺条件下,XRD谱显示产物均由VN相组成,制得的氮化钒纯度较高,满足GB/T 20567—2006中牌号VN16的化学成分要求。