Ferrovanadium ในการใช้งานด้านยานยนต์และพลังงาน: เกรดและฟังก์ชันทางโลหะวิทยา

เกรดเฟอร์โรวานาเดียมและกลไกไมโครอัลลอยด์

เฟอร์โรวานาเดียม (FeV) เป็นโลหะผสมหลักที่ได้จากการลดปริมาณอะลูมิเนียมเทอร์มิกของวาเนเดียมเพนทอกไซด์ หรือโดยการบำบัดด้วยคาร์บอเทอร์มิกของตะกรันที่มีแบริ่งวานาเดียม{0}} เกรดสองเกรดครองการค้าขายจำนวนมาก: FeV80, รองรับ 78-82% V และ FeV50, รองรับ 48-52% V. ISO 5451 กำหนดข้อกำหนดและเงื่อนไขในการจัดส่งสำหรับเฟอร์โรวาเนเดียมที่จ่ายให้กับผู้ผลิตเหล็ก และ ASTM A1023/A1023M ครอบคลุมกลุ่มผลิตภัณฑ์เดียวกันพร้อมตารางเกรดและข้อกำหนดในการสุ่มตัวอย่าง วานาเดียมละลายอย่างสมบูรณ์ในเหล็กเหลว และในระหว่างการทำความเย็น จะตกตะกอนเป็นอนุภาควานาเดียม คาร์โบไนไตรด์ V(C,N) ที่ปักหมุดขอบเขตเกรนออสเทนไนต์ และเพิ่มอุณหภูมิการตกผลึกอีกครั้ง-หยุด การเติม 0.02-0.15% V เป็นเรื่องปกติสำหรับแผ่นรีด แผ่น และผลิตภัณฑ์ขนาดยาว สูงกว่าประมาณ 0.15% V การเพิ่มขึ้นของปริมาณฝนที่เพิ่มขึ้นเล็กน้อยทำให้แบนราบลงเนื่องจากคาร์บอนไนไตรด์ที่หยาบจะชดเชยผลประโยชน์

การใช้งานด้านยานยนต์: แถบ การตีขึ้นรูป และสปริง

แผ่นโลหะผสม-ความแข็งแรงสูงต่ำ-ที่ผลิตตาม ASTM A1011/A1011M ครอบคลุมเกรดที่มีความแข็งแรงของผลผลิตขั้นต่ำตั้งแต่ประมาณ 340 MPa ถึง 550 MPa และวานาเดียมเป็นหนึ่งในตัวเลือกไมโครอัลลอยด์ที่ใช้ในการเข้าถึงส่วนบนสุดโดยไม่ต้องผ่านการบำบัดความร้อนเพิ่มเติม เหล็กตีขึ้นรูปโลหะผสมไมโคร เช่น 38MnVS6 อาศัยวานาเดียมเพื่อสร้างคาร์บอนไนไตรด์ระหว่างการหล่อเย็นหลังจากการตี ซึ่งขจัดความจำเป็นในการดับ-และ-รอบอุณหภูมิบนเพลาข้อเหวี่ยง ก้านสูบ และข้อนิ้วบังคับเลี้ยว เหล็กสปริงในตระกูล 51CrV4 ที่ได้มาตรฐานภายใต้ EN 10089 สำหรับเหล็กสปริงรีดร้อน- มีประจุประมาณ 0.1-0.2% V เพื่อปรับปรุงความต้านทานการหย่อนยานที่อุณหภูมิการใช้งานที่สูงขึ้น เครื่องมืองานร้อน เช่น AISI H13 ใช้ประมาณ 1% V ร่วมกับ Cr 5% และ Mo 1.5% สำหรับการต้านทานการอบคืนตัวในแม่พิมพ์หล่อและแม่พิมพ์อัดขึ้นรูป

ภาคพลังงาน: อิเล็กโทรไลต์และตัวเร่งปฏิกิริยาของแบตเตอรี่ไหล

แบตเตอรี่กระแสรีดอกซ์วานาเดียมเก็บพลังงานไว้ในอิเล็กโทรไลต์เหลวสองตัว: V2+/V3+ ที่ด้านลบและ VO2+/VO2+ ในด้านบวก โดยมีแรงดันไฟฟ้า-เซลล์วงจรเปิดอยู่ใกล้ 1.26 V โดยปกติอิเล็กโทรไลต์จะถูกเตรียมที่วานาเดียมทั้งหมดประมาณ 1.6 โมลาร์ในกรดซัลฟิวริก โดยเริ่มจากวานาเดียมเพนทอกไซด์ที่ละลายและลดลงเป็น วานาดิลซัลเฟต, VOSO4 เนื่องจากเซลล์ทั้งสองครึ่ง-ใช้องค์ประกอบเดียวกัน การปนเปื้อนข้าม-จึงไม่ทำลายความจุ ซึ่งเป็นสาเหตุที่ทำให้อายุการใช้งานของวงจรเกิน 10,000 รอบจึงเป็นไปตามความเป็นจริง ในด้านตัวเร่งปฏิกิริยา มวลสัมผัสที่ใช้ V2O5 จะออกซิไดซ์ซัลเฟอร์ไดออกไซด์เป็นซัลเฟอร์ไตรออกไซด์ที่อุณหภูมิ 400-450 C ในโรงงานกรดซัลฟิวริก และใช้สูตร V2O5-WO3/TiO2 สำหรับการลดตัวเร่งปฏิกิริยาแบบเลือกสรรของไนโตรเจนออกไซด์ที่ 300-400 C ในท่อก๊าซไอเสีย

จุดตรวจสอบและการซื้อที่เข้ามา

Ferrovanadium มีการซื้อขายในขนาดบด 10-50 มม. หรือ 10-100 มม. และบรรจุในถังเหล็กขนาด 100-250 กก. หรือถุงใหญ่หนึ่ง-ตัน ปริมาณวานาเดียมได้รับการตรวจสอบโดยการไตเตรทรีดอกซ์ด้วยโพแทสเซียมเปอร์แมงกาเนตหรือโดยรังสีฟลูออเรสเซนซ์-ในห้องปฏิบัติการที่ทำงานตามมาตรฐาน ISO/IEC 17025 โดยมีรายงานว่าอะลูมิเนียม ซิลิคอน คาร์บอน ซัลเฟอร์ และฟอสฟอรัสเป็นองค์ประกอบตกค้าง อะลูมิเนียมที่เกินขีดจำกัดเกรดถือเป็นสินค้านอก-ข้อกำหนดทั่วไป เนื่องจากจะทำให้ระดับการรวมในเกรดเหล็กสะอาดเพิ่มขึ้น การดูดความชื้นและการเกิดละเอียดเป็นความเสี่ยงในการจัดการหลัก วัสดุที่ชื้นอาจสูญเสียลักษณะการไหลอย่างอิสระและออกซิไดซ์ที่พื้นผิว ดังนั้นถังและถุงควรปิดผนึกไว้จนกระทั่งถังชาร์จ

คำถามที่พบบ่อย

Q:โรงถลุงเหล็กควรเลือกเกรดเฟอร์โรวาเนเดียมชนิดใดสำหรับแผ่น HSLA
ตอบ: ควรใช้ FeV80 ในกรณีที่ประจุคงเหลือช่วยให้วานาเดียมมีความเข้มข้นสูงและมีค่าขนส่งต่อหน่วยวานาเดียมต่ำกว่า FeV50 เหมาะกับความร้อนที่มีขนาดเล็กกว่าและช่วยให้สามารถตัดแต่งส่วนที่เพิ่มได้ละเอียดยิ่งขึ้น

Q:การเติมวาเนเดียมชนิดใดที่ให้ความแข็งแรงดีที่สุดในแถบรีด-ที่ควบคุม
ตอบ: แถบ HSLA เชิงพาณิชย์ส่วนใหญ่จะอยู่ระหว่าง 0.02% ถึง 0.15% V โดยตัวเลขที่แน่นอนจะกำหนดโดยปริมาณไนโตรเจน อัตราการทำความเย็น และความแข็งแรงของผลผลิตเป้าหมายภายใต้ ASTM A1011/A1011M

Q:เฟอร์โรวานาเดียมสามารถใช้แทนวาเนเดียมไนไตรด์ได้หรือไม่?
ตอบ: ไม่ใช่โดยตรง วาเนเดียมไนไตรด์จะเพิ่มไนโตรเจนและวาเนเดียม ดังนั้นจึงต้องคำนวณสมดุลไนโตรเจนของความร้อนใหม่ก่อนที่จะทดแทน และราคาต่อหน่วยของวานาเดียมจะแตกต่างกัน

Q:อิเล็กโทรไลต์แบตเตอรี่แบบไหลจำเป็นต้องมีปริมาณวานาเดียมอะไรบ้าง
ตอบ: การปฏิบัติทางอุตสาหกรรมใช้วานาเดียมรวมประมาณ 1.6 โมลาร์ในกรดซัลฟิวริก ความเข้มข้นที่สูงขึ้นจะเพิ่มความหนาแน่นของพลังงาน แต่เพิ่มความเสี่ยงของการตกตะกอนที่อุณหภูมิต่ำ

Q:การทดสอบวาเนเดียมได้รับการรับรองในการจัดส่งอย่างไร
ตอบ: ตัวอย่างคอมโพสิตดึงมาจากถังอย่างน้อย 10% แยกและทดสอบโดยการไทเทรตเปอร์แมงกาเนตหรือ XRF และใบรับรองจะรายงานผลลัพธ์หนึ่งรายการต่อล็อตด้วยวิธีการทดสอบที่ระบุไว้