碳化钒与氮化钒

1　用途碳化钒、氮化钒是两种重要的钒合金添加剂。钒 80 %～ 90 %用于钢铁工业的非常主要的原因是钒同碳、氮反应形成耐熔性碳、氮化物 ,根据钢的成分和钢处理过程的温度情况 ,这些化合物在钢中能起沉淀硬化和晶粒细化的作用。因此 ,碳化钒、氮化钒合金在钒钢生产中起着日趋重要的作用。碳化钒、氮化钒可用于结构钢、工具钢、管道钢、钢筋、普通工程钢以及铸铁中。已有的研究表明 :碳化钒、氮化钒添加于钢中能提高钢的耐磨性、耐腐性、韧性、强度、延展性和硬度以及抗热疲劳性等综合机械性能 ,并使钢具有良好的可焊接性能 ,而且能起到消除…     

一步法合成碳氮化钒的研究

研究了一步法合成碳氮化钒的生产工艺及工艺参数对碳氮化钒氮含量的影响.研究结果表明:V2O3与C的配比对产物氮含量影响较大,当碳过量15%时,产物的氮含量最高;产物氮含量随反应温度的提高先增后降,在1 400℃时产物氮含量最高;当反应温度在1 280-1 480℃时,XRD分析显示产物组分均为VN和VC构成的碳氮化钒固溶体;产物中氮含量随反应时间的延长有增加的趋势,反应时间120 min时能得到较高氮含量的产物.同时反应时间对产物的粒度也有明显的影响,SEM图显示产物的粒度随保温时间的延长而增加;添加剂(NH4Cl、Fe)对产物氮含量有较大程度的影响.     

碳热还原氮化法制备氮化钒

以V2O5为原料,采用碳热还原法制备氮化钒,通过扫描电镜(SEM)和X射线衍射(XRD)观察与分析还原氮化产物的形貌与组成,分析产物的碳、氮、氧含量,研究原料配碳量、氮化温度和氮化时间等对还原氮化产物的影响。结果表明:还原氮化产物为碳氮化钒的固溶体。原料配碳量是影响反应产物中氮含量的关键因素,配碳比(质量分数)约为21%时还原氮化产物具有最高的氮含量14.76%;氮化温度应控制在1 400~1 420℃范围内,氮化时间达到4 h即可实现氮化完全。     

五氧化二钒制备碳氮化钒的试验研究

在实验室条件下利用五氧化二钒和碳粉制备了碳氮化钒。试验采用六种温度曲线和七种不同的配碳量以确定最佳的反应温度和配碳量。结果表明,采用温度制度5得到的样品中钒含量和氮含量都达到较高的值;随着样品中配碳量的增加,样品中的钒含量略有增加,氮含量略有降低,而残余的碳含量增加。当配碳量为29%和30%时,可获得钒含量为76%,氮含量为18%的碳氮化钒。依据V_2O_5碳还原和增氮反应机理,整个过程可分为三个阶段:V_2O_5热分解生成低价VO2阶段、VC(VN)生成阶段和氮化反应渗氮阶段。根据试验结果得到较合适的温度制度为:第一阶段采用较大的升温速度(30℃/min),第二阶段采用较小的升温速度(6.8℃/min),保温温度1 250℃,保温时间为1 h,第三阶段采用降温速度为10℃/min,降到800℃。     

一步法合成碳氮化钒的动力学研究

通过三氧化二钒和碳的热重实验,发现三氧化二钒的碳热还原氮化过程可分为两个不同的反应阶段.反应过程存在多个吸热反应,并且不同的反应存在相当程度的重合.根据TG/DTG曲线,通过动力学分析方法得出三氧化二钒的碳热还原氮化反应的不同阶段的反应表观活化能Ea(1170～1340 K:Ea=205.46 kJ·mol-1;1340~1410 K:Ea=465.27 KJ·mkl-1)、频率因子A及动力学速率方程,反应符合反应控制机制(Rn模型).     

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。     

由三氧化二钒制备碳氮化钒的研究

以V2O3为原料，采用真空还原方法制备出碳化钒，生成的碳化钒直接进行渗氮制备出碳氮化钒，结果表明，原料中的配碳量是控制反应产物中氮含量的关键因素。氮化温度影响产物中氮含量，低温条件下，随氮化温度提高氮含量增加，但当反应温度高到一定程度，氮含量不再随温度提高而增加，氮化温度在1400℃时，4h可以氮化完全。     

微波辅助碳热还原法制备氮化钒

以微波辅助碳热还原法对五氧化二钒进行还原氮化。测定了炭黑、活性碳和石墨作为还原剂的混合物料在微波场的升温曲线,并采用热重分析法考察了微波场中不同输入电流对物料还原程度的影响。结果表明,3种还原剂中炭黑的吸波性能和还原性能最佳,在输入电流为16 A、微波辐照时间105 min时,炭黑物料的还原度为0.96,当辐照时间延长至120 min时,氮化反应迅速,此时样品氮含量为16.36%。     

真空碳热还原法制备高密度碳化钒

研究了采用真空碳热还原法由三氧化二钒制备碳化钒，并研究了碳化钒产物密度随实验条件的变化规律。找到了用于强化碳化钒产物密度的添加剂，研究结果表明，反应温度，添加剂是影响碳化钒产物密度的主要因素。反应时间对产物密度也有一定影响。研究结果同时表明，含铁化合物能有效地提高产物密度。     

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。     

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...     

含钒钛炉渣与铁钢中碳化钒氮化钒及金属钒化学相分析方法的研究

一、前言钒钛磁铁矿高炉炼铁,由于渣中有高熔点的钒钛碳氮化物,从而形成粘渣及粘罐现象以及泡沫渣,钒钛铁矿的精矿球团,经竖炉还原得到的海锦铁中富集了钒钛氧化物,由电炉熔化分离铁,而渣中氧化钒可达2％左右,经氮化得到碳氮化钒是提钒的精料,这些工艺研究过程要作钒物相的定量分析。含钒钛的生铁,再加入过量钒(达到0.3～1.5％)及其他元素制成铸造铁,使其     

微波碳热还原法制备氮化钒的研究和实践

利用微波高温炉常压碳热还原渗氮法制备了氮化钒，并进行了试生产。实验结果表明微波加热法可以采用V2O5为原料一步反应制得氮化钒，配碳量和温度是影响产物成分的重要因素。试生产结果表明，产品理化指标满足炼钢的要求。与传统加热方式相比，微波加热缩短了反应时间，简化了工艺，因而大幅度地降低了成本。     

制取碳化钒试验研究

研究了用多聚钒酸铵加炭粉混合压制成型，在一定的温度下进行烧结，通氩气保护制取碳化钒的新工艺。考察了多聚钒酸铵及炭粉质量，炭粉粒度，配碳化，烧结温度，氩气流量，恒温时间等对碳化钒质量的影响。在实验室获得了合格的的碳化钒产品。     

“碳热还原法”制备氮化钒的研究和实践

利用微波高温炉常压碳热还原渗氮法制备了氮化钒并进行了试生产。实验结果表明微波加热法可以使用三氧化二钒一步反应制得氮化钒,配碳量和温度是影响产物成分的重要因素。生产结果表明,产品理化指标满足炼钢的要求。与传统加热方式相比,微波加热缩短了反应时间,简化了工艺,大幅度地降低了成本。     

碳氮化钒在奥氏体中析出的动力学模型

 采用应力松弛方法研究了钒氮微合金钢中V(C,N)在奥氏体区的等温析出行为,证实了动力学计算模型的模拟结果。结果表明,试验钢的析出 温度 时间(PTT)曲线呈典型的“C”形,本试验条件下析出开始时间最短的“鼻子”温度为850 ℃左右,与模型计算得到的820 ℃相差很小。钢中氮含量对PTT曲线形状有较大影响,随着氮含量的增加C曲线向左移动,这与模型计算结果非常吻合。     

氮化钒的研究进展

氮化钒是一种新型的钢添加剂,能增加钢的耐磨性、韧性、强度、硬度、延展性及抗疲劳性等综合机械性能.综述了氮化钒的制备新进展,指出了氮化钒制备技术的发展方向.     

碳化钒的研制

采用Ｖ２Ｏ５为原料,用炭黑作还原剂,通过对工艺参数的选择,制订了较为完整的生产工艺及流程,其制取的碳化钒的质量符合要求 。     

金属钒(V)、碳化钒(VC)和氮化钒(VN)制备过程的热力学分析

应用 热力学方 法，分析 和讨 论了（ Ｖ － Ｏ－ Ｃ－ Ｎ） 和（ Ｖ － Ｏ－ Ｈ － Ｎ） 体 系 的热 力 学特 征。为以碳和 氢作为还 原剂，钒 氧化物 作为原料 ，制 备金 属 钒（ Ｖ） 、碳 化钒（ Ｖ Ｃ） 和 氮化 钒（ Ｖ Ｎ） 提 供了理论依 据