فروونادیوم چیست و چگونه در مواد صنعتی استفاده می شود؟

فروونادیوم چیست؟

فرووانادیوم یک آلیاژ اصلی آهن-وانادیوم است که برای وارد کردن وانادیوم به فولاد و چدن استفاده می‌شود. گریدهای تجاری بین 35 تا 85 درصد وانادیوم دارند، اگرچه تجارت در دو مورد از آنها متمرکز است. در سیستم چینی تحت پوشش GB/T 4139، FeV50 با وانادیوم در 48.0-55.0٪ و FeV80 با وانادیوم در 78.0-82.0٪ مشخص شده است. ISO 5451 مشخصات و شرایط تحویل را برای قراردادهای بین المللی ارائه می دهد و ASTM A102 مشخصات آمریکایی مربوطه است.

وانادیوم یک کاربید و نیترید قوی است که دلیل اصلی وجود این آلیاژ است. به عنوان یک پرکننده ارزان اضافه نمی شود. برای تغییر ریزساختار محصول نهایی به مقادیر کوچک و با دقت وزن شده اضافه می شود.

چگونه تولید می شود

ماده اولیه فلیک پنتوکسید وانادیوم است که از سرباره حاوی وانادیوم- یا از باقی مانده‌های حاوی وانادیوم- تولید می‌شود. اکسید از طریق آلومینوترمیک کاهش می یابد، یعنی با آلومینیوم به عنوان احیاکننده، در واکنشی از نوع ترمیت- که فرووانادیوم مذاب و سرباره آلومینات کلسیم تولید می کند. فلز ضربه زده می‌شود، خنک می‌شود و به اندازه‌ی سفارشی خرد می‌شود، و در برخی مسیرها بیشتر برای کاهش مقادیر آلومینیوم و کربن برای درجات-کربن پایین‌تر، تصفیه می‌شود. از آنجایی که آلومینیوم عامل احیا کننده است، باقیمانده آلومینیوم در آلیاژ نهایی به جای یک نادیده گرفته شده، یک آیتم مشخصات واقعی است.

کاری که وانادیوم در فولاد انجام می دهد

وانادیوم حل شده در آستنیت به صورت کربنیترید وانادیم در طول نورد و سرد شدن رسوب می کند. آن ها مرزهای دانه را رسوب می دهند و تقویت بارندگی را فراهم می کنند، که به فولادساز اجازه می دهد با کربن کمتر به هدف استحکام ضربه بزند و در نتیجه چقرمگی و جوش پذیری بهتری داشته باشد. این اساس فولادهای ریزآلیاژی-با استحکام کم-آلیاژی است، که در آن وانادیوم به تنهایی یا در ترکیب با نیوبیم و تیتانیوم در سطوح افزودنی معمولی حدود 0.02-0.10 % استفاده می‌شود. وانادیوم همچنین در سطوح بسیار بالاتری در فولادهای ابزار و قالب، در فولادهای پرسرعت و در برخی از گریدهای ریلی و آهنگری وجود دارد، جایی که مقاومت در برابر سایش و سختی گرم اهمیت دارد.

مشخصات و آنچه خریداران باید تأیید کنند

در سفارش خرید فرووانادیوم باید درجه، استاندارد محصول و اندازه برش ذکر شود. سپس گواهی باید وانادیوم، سیلیکون، آلومینیوم، کربن، گوگرد و فسفر را به علاوه تجزیه و تحلیل اندازه و رطوبت گزارش کند. آلومینیوم و سیلیکون بر بازیافت و شرایط سرباره در ملاقه تأثیر می‌گذارند و کربن بر عیار فولاد تأثیر می‌گذارد که افزودن آن مناسب است، بنابراین این ارقام ثانویه نیستند.

رابطه بین فرووانادیوم و مواد صنعتی ساده است: در بالای زنجیره ای قرار می گیرد که از سنگ معدن و سرباره حاوی وانادیوم شروع می شود و به تیر نورد، ریل، ابزار یا آهنگری ختم می شود. تغییر در در دسترس بودن مواد اولیه وانادیوم به عنوان تغییر در قیمت فروونادیوم به کارخانه فولاد می رسد و اگر تغییر زیاد باشد، به عنوان تغییر در مقدار وانادیوم مجاز به یک عیار خاص.

ذخیره سازی، جابجایی و بازیابی

فرووانادیوم به صورت توده، معمولاً در محدوده 10 تا 50 میلی متر، در بشکه های فولادی یا کیسه های 1000 کیلوگرمی عرضه می شود. باید خشک نگهداری شود زیرا رطوبت بدون افزودن وانادیوم به وزن اضافه می کند و باعث ایجاد گاز در ملاقه می شود. بازیابی بیشتر به عمل افزودن بستگی دارد تا خود آلیاژ: افزودنی هایی که با هم زدن کافی و با توالی اکسید زدایی تحت کنترل انجام می شود، بیشتر وانادیوم را نسبت به مواد افزودنی روی سرباره سرد بازیابی می کند. قطعاتی که برای زمان انحلال در دسترس بیش از حد درشت هستند، به جای شارژ شدن و گم شدن، باید غربال شوند.

سوالات متداول

Q:فروونادیوم برای چه مواردی استفاده می شود؟
A: این ماده افزودنی اصلی است که برای وارد کردن وانادیوم به فولادهای ریزآلیاژی با استحکام بالا، فولادهای ابزار و قالب و گریدهای خاص ریل و آهنگری استفاده می‌شود، که در آن بارش کربنیترید وانادیم اندازه و استحکام دانه را کنترل می‌کند.

Q:تفاوت FeV50 و FeV80 چیست؟
A: هر دو یک خانواده از آلیاژ هستند. FeV80 دارای 78.0-82.0 درصد وانادیوم در مقابل 48.0-55.0 درصد برای FeV50 است، بنابراین به مواد کمتری برای هر واحد وانادیوم نیاز است که هزینه حمل و نقل و جابجایی را کاهش می دهد.

Q:کدام استاندارد باید در سفارش ذکر شود؟
A: GB/T 4139 برای نمرات چینی، ISO 5451 برای قراردادهای بین المللی و ASTM A102 برای خرید در آمریکای شمالی. تعیین درجه و اندازه برش باید در کنار استاندارد ظاهر شود.

Q:چرا محتوای آلومینیوم اهمیت دارد؟
A: آلومینیوم کاهش دهنده در تولید است. آلومینیوم باقیمانده بر تعادل اکسیژن و سرباره در ملاقه تأثیر می‌گذارد، و برخی از مشخصات فولاد سقف پایینی را برای آلومینیوم محلول در اسید{1} تعیین می‌کنند، بنابراین این رقم باید تأیید شود.

Q:به طور معمول چه مقدار وانادیوم به فولاد اضافه می شود؟
A: گریدهای میکروآلیاژی معمولاً از 0.02{2}}0.10٪ وانادیوم استفاده می کنند. ابزار، قالب و فولادهای پرسرعت از افزودنی‌های بسیار بالاتر، اغلب بالای 1 درصد استفاده می‌کنند، زیرا مقاومت در برابر سایش به جای جوش‌پذیری هدف است.

Q:چگونه یک محموله باید در هنگام ورود بررسی شود؟
A: بسته بندی را وزن کنید، توزیع اندازه را با قرارداد مقایسه کنید، رطوبت را بررسی کنید و شیمی تایید شده را با نمونه باقی مانده و استاندارد ذکر شده در سفارش مقایسه کنید.