钒合金

摘要： 以V-(4-5)Cr-(4-5)Ti合金为代表的钒合金具有高温性能优异、抗辐照肿胀性能好、中子辐照活化性低等诸多优点,被视为先进核聚变反应堆最有潜力的候选包层结构材料之一.然而,钒合金在较高温度下的氧化腐蚀及吸氧脆化问题仍是目前制约其实际应用和长寿命服役的重要因素.因此,提升钒合金的抗高温氧化腐蚀性能,对于提高其服役温度、延长其服役寿命以及拓宽其应用领域均具有重要意义.本文综述了国内外有关提升钒合金抗高温氧化腐蚀性能的三种主要方案,即添加抗氧化性元素、应用扩散型涂层和包覆型涂层,并对这些方案的主要特点、应用实例以及存在的问题进行了分析和讨论.上述三种方案中,包覆型涂层由于可以将钒合金基体和服役环境完全隔离,因而具备更大的应用潜力.根据钒合金的应用特点,对先进包覆型抗氧化腐蚀涂层的发展趋势和技术需求进行了展望,以期为钒合金抗高温氧化腐蚀研究工作的深入开展提供借鉴.

摘要： 2022年9月1日,张宣科技特材研制公司成功开发新型高性能热作模具钢。经检验,产品成分满足要求。据了解,该模具钢较普通模具钢售价提升1万余元。该种材料是一种高性能的铬一钼一钒合金热作模具钢,具有极佳的韧性、延展性和淬透性,优良的抗回火软化性能和热处理尺寸稳定性,符合使用寿命最长、裂纹风险最低的高性能钢行业标准,是高端压铸、锻造和挤压行业的首选材料。

摘要： 低活化铁素体/马氏体(reduced activation ferritic/martensitic,RAFM)钢及钒合金被认为是未来核聚变反应堆第一壁的候选结构材料,性能各有优劣,可满足近中期应用要求.采用热等静压技术在温度800°C、等静压压强150 MPa和保温时间2 h下实现V4Cr4Ti合金和CLF-1钢的固态扩散连接,对其界面微观组织、元素扩散特征以及抗剪强度进行了分析.结果表明,CLF-1钢在距离连接界面120μm区域内出现脱碳层,而V4Cr4Ti合金侧存在宽度约1.5μm的高硬脆碳化物层;V4Cr4Ti合金/CLF-1钢连接界面无缺陷,接头室温抗剪强度最高达238 MPa.断口分析表明,断裂发生于靠近V4Cr4Ti合金侧的高硬脆碳化物层,断口表现出整体韧性,局部脆性断裂的特征.

摘要： 钢铁冶金行业中,钒是一种重要的合金元素添加剂,可有效增加钢铁的强度、韧性和延展性,占钒用量的85％.航空航天工业中,钛合金中添加少量钒可起到强化剂和稳定剂的作用,用量约10％.此外,钒在化工行业中主要作为催化剂和着色剂使用,用量约5％.其他行业中,钒还被用于生产钒电池、钒纳米材料、钒薄膜等.

摘要： 使用激光熔化沉积(LMD)技术制备的V-5Cr-5Ti合金中存在大量偏析分布在晶界/枝晶界的第二相。由于钒合金基体无法通过热处理进行相变强化,其力学性能主要取决于第二相,因此十分有必要研究如何采用固溶和时效热处理来消除LMD钒合金中的第二相偏析。研究结果表明,随着固溶温度从800°C升至1560°C,LMD钒合金中的第二相的长度和密度减小而其宽度增加。当固溶温度达到1560°C,大部分杂质元素可扩散进基体中并形成近乎均匀分布的过饱和固溶体。对1560°C固溶样品进行时效处理,结果表明,随着时效温度从800°C升至1200°C,第二相的长度增加,且第二相的形状由近球形逐渐向条状转变。与800°C和1200°C相比,1000°C时效处理形成的第二相密度最高。由于存在第二相的析出强化效果,与LMD样品和固溶状态样品相比,时效样品具有最高的硬度。

摘要： 钒合金属于典型难加工材料,对钒合金切削加工进行试验分析.在试验中,利用三种牌号的切削刀具对钒合金棒料进行切削,结果表明,KC5010刀具在切削钒合金时具有良好的切削效果.

摘要： 为研究压痕尺寸效应对钒合金硬度的影响,采用纳米压痕方法以不同的峰值载荷对微米和纳米晶粒尺寸的钒合金进行了测试.结果表明:对于两种材料,随着峰值载荷的增加,压入深度增加;同一载荷下,纳米尺寸钒合金的压入深度更大,且随着载荷的增加,压入深度增大的趋势更大.微米尺寸和纳米尺寸的钒合金均表现出压痕尺寸效应(ISE),通过Nix-Gao模型排除了压痕尺寸效应.同时,研究还发现晶粒尺寸也会影响压痕尺寸效应,并采用晶界滑移的塑性变形理论进行了分析.

摘要： 热轧带肋钢筋新国家标准于2018年11月份实施后,新增无闭环组织的标准要求,对原有的螺纹钢生产工艺产生较大影响。为使产品满足新国标标准要求,以钒合金化成分设计为基础研究,选取代表性规格究了不同成分、不同轧后控冷工艺,对其性能及组织的影响,得出较为优化的成分设计及轧制工艺。

摘要： 采用电子束熔化焊、电子束熔-钎焊和电子束阻隔熔化焊方法来实现钒合金与不锈钢异种金属之间的连接.研究发现钒合金与不锈钢连接界面处产生的脆性金属间化合物是影响接头性能的关键因素.采用电子束直接熔化焊时,接头界面会产生贯穿性裂纹导致焊缝直接断裂.电子束熔-钎焊中利用熔化的不锈钢润湿未熔化的钒合金母材,有效控制了液-固界面反应,实现了冶金结合.在钒合金与反应区形成厚度20um的扩散层,在接头中未发现有金属间化合物σ相的产生.电子束熔钎焊接头的抗拉强度达到200MPa.在电子束阻隔熔化焊中采用Ag作为中间层添加元素,很好地抑制了V/Fe界面的金属间化合物的产生,显著提高了接头性能,接头抗拉强度超过400MPa.电子束熔-钎焊和阻隔熔化焊得到的钒合金/不锈钢异种金属焊接接头焊缝正反面成型良好,X射线探伤未发现裂纹和气孔缺陷.

摘要： 激光超声无损检测技术是近年来发展起来的一种新型非接触式超声无损检测技术,已成为无损检测领域的一种重要技术和手段.本文利用激光超声对钒合金样品进行了无损检测,实验发现了样品中人为制造的4个不同类型的缺陷,为激光无损检测技术在产品无损探伤中的应用奠定基础.

摘要： 在结构材料表面制备阻氚涂层是维持聚变堆氚自持、减少氚损失以及降低氚放射性危害的有效措施之一.铝化物-氧化铝梯度涂层由于高阻氚性能、自修复能力等特点成为阻氚材料首选.在主要候选结构材料中,钒合金是同时具有非磁性和良好延展性能的材料,被作为结构材料发展的中期目标.本文采用"室温熔盐镀铝"法在钒合金(V-5Cr-5Ti)表面制备铝镀层,为后续铝化物-氧化铝阻氚涂层制备及研究奠定基础.

摘要： 将经过标准热处理(1000°C,2h)的V-4Cr-4Ti合金板材(炉号:SWIP-30)进行了电子束焊接,对焊前与焊后的板材分别加工制取1/3标准夏比冲击试样,通过冲击试验测试了不同温度条件下的试样冲击吸收功,确定了材料的韧脆转变温度,同时还测量了材料的表面硬度.对比焊前和焊后钒合金材料的硬脆转变温度和硬度,结果表明:电子束焊焊缝处的硬度比未焊区的硬度值高.电子束焊后钒合金板材的轫脆转变温度有较大增加,抗冲击性能较弱,需要通过热处理等强化方式改善材料的抗冲击性能.扫描电镜结果显示冲击试样断口主要为解理断裂.

摘要： 通过对含钒钢的现状和不同钒合金特点的分析,研究了采用不同钒合金时对钒吸收率和性能的影响,讨论了不同增氮工艺下性能的变化和钒氮比的影响,认为钒铁主要用于对氮含量有严格限制的钢种,氮化钒铁将成为钒氮强化的主要钒合金,含氮的钒合金有利于发挥钒氮强化效果,在降低成本方面具有优势;工业生产时钢中钒氮比在4～6时能充分发挥钒氮强化作用,其最佳比值为4.5.

摘要： 对SHPB加载条件下钒合金的帽状试件的绝热剪切变形过程进行了数值模拟,再现了其绝热剪切变形过程,分析了不同加载速度对绝热剪切形成的影响,给出了绝热温升历程.通过数值分析对研究钒合金内微观结构演化机制,优化其材料结构设计、提高动态性能具有重要意义.

摘要： 钒基合金被认为是优良的聚变反应堆结构材料,为满足结构应用需求,提高经济性需要获得钒合金与不锈钢的双金属结构.利用高真空电子束熔钎焊连接钒合金(V-5Cr-5Ti)与抗氢不锈钢(HR-2),研究分析熔-钎焊接头的焊缝成型、微观组织与接头性能.结果表面,焊缝正面和焊缝背部成型均良好,接头结合区呈现出熔化-钎接的特点,在钒合金材料未发生熔化的前提下形成冶金结合.通过对两种金属液固反应的控制,在接头结合界面处形成了一个反应区,反应区在接头上部区域较宽,达到lmm,底部较窄,仅为0.5mm.在反应区内靠近钒合金一侧的金属化合物厚度与结构影响着接头的性能,在靠近钒合金一侧的界面处形成大于20μm厚的反应扩散层,在整个连接反应区内未发现金属间化合物的产生.接头的抗拉强度可以达到200MPa以上.

摘要： 通过TEM观察分析了钒合金中的合金元素析出行为，发现Ti在钒合金中大多以针状析出的形式存在，而Cr则没有析出。利用室温离子注入和低压电镜观察的方法，研究了注氘对钒合金微观结构的影响。结果表明：注氘后钒合金结构没有大的变化，在合金中出现很多细小的缺陷并且可以观察到氘气泡的存在。

摘要： 利用锻造加工进行了V-4Cr-4Ti/Ti两种材料的扩散连接,通过OM,SEM,EDS,剪切实验等方法初步分析和研究了扩散接头的微观结构及其结合强度.金相分析结果表明:扩散接头平滑无缺陷,由致密的针状魏氏组织Ⅰ区和带状β-Ti相Ⅱ区组成,其总宽度约为100μm,与扫描分析结果一致.根据材料基体和扩散接头的硬度分布规律,可以将它们分为A～F6个区域,其中扩散接头与钛基体交界区域的硬度最高(达332HV),远高于基体材料的硬度(钛基体的平均硬度为190HV,钒合金基体的为258HV),硬度最低的位置出现在钒合金基体临近扩散接头的区域,仅为182HV.剪切实验结果表明:扩散接头的剪切强度大于165.2MPa,且断裂总是发生在硬度最大的区域,分析认为可能是因为钛基体在冷却过程中发生相变而导致局部区域应力集中造成的,但剪切断面在断裂过程中发生了一定的塑性变形.

摘要： 就V-Cr-Ti合金熔炼制备技术及典型的铸态组织给以了简要介绍.首先就钒合金主要应用于核聚变反应堆结构材料的背景进行了阐述,其主导的成分为V-4wt.％Cr-4wt.％Ti(简记为V-4Cr-4Ti,下同).然后介绍了世界上目前常用的一些熔炼技术,包括真空电弧熔炼和真空电子束熔炼,给出了各自的技术特点和合金的典型化学成分.最后,总结了铸态钒合金的典型晶粒形态和第二相种类.合金铸态晶粒的尺寸与熔炼方法和铸锭规格密切相关,晶粒尺寸在亚毫米到数毫米量级.V-Cr-Ti合金为单一的BCC固溶体,粗大晶粒只能通过形变热处理给以细化.固溶体中分布有尺寸、形态和数密度各异的富钛间隙化合物,Ti-(CON)相.这是一种热力学非平衡相,与铸锭的化学成分和热处理制度相关.

摘要： 本发明提供了一种用于冶炼含钒、锰合金钢的合金化材料其制备方法，属于冶金领域。本发明钒锰铁合金含有8％～12％的V、40～65％的锰，是由以下方法制备的：a、将V2O5含量15％～25％、TFe含量22％～30％的精钒渣与含TMn含量为25％～35％的锰矿或富锰渣和还原剂混合并造球团；b、将步骤a制备的球团与调渣剂通过矿热电炉熔融还原获得8～12％V、40～65％Mn的钒锰铁合金，即得。本发明合金化材料可用于钢铁领域中含钒、锰合金钢的合金化，代替钒铁、锰铁，降低在含钒、锰合金钢的生产成本、优化含钒、锰合金钢的工艺。

摘要： 本发明涉及金属冶炼领域，具体涉及一种多合金复合还原钒氧化物制备钒或钒铝合金的方法。本发明通过将钒氧化物与硅钙、钙铝、镁铝或硅钙钡铝合金中的一种或多种作为还原合金混合，对其焙烧，渣金分离后即可得到金属钒或钒铝合金，其生产制备过程简单，原料获取难度低，成本相对低廉，且反应过程焙烧温度较低，所需热量较低，能够有效降低能耗，进而降低对生产设备的要求，控制金属钒的冶炼成本，该反应产生的副产物为金属氧化物，可用作建材或水泥的原料进行回收利用，从而减少对环境的污染。

摘要： 一种钒硅锰合金及绝废钒渣生产钒硅锰合金的方法，涉及钒渣处理技术领域。该绝废钒渣生产钒硅锰合金的方法包括以下步骤：将绝废钒渣和铁进行熔分预处理得到熔分钒渣，使熔分钒渣中V2O5的含量为10wt％～30wt％；根据钒硅锰合金成分要求，按配铝系数1.04～1.50对熔分钒渣进行混料，随后进行合金化还原作业，得到钒含量为20wt％～30wt％的钒硅锰合金。该绝废钒渣生产钒硅锰合金的方法工艺简单、操作方便，钒渣合金化效果显著且钒渣中各有价元素均得到合理回收，同时还可降低炼钢生产合金化成本并保证钒硅锰合金质量稳定。此外本发明还涉及上述绝废钒渣生产钒硅锰合金的方法制备得到的钒硅锰合金。

摘要： 本发明属于金属冶炼领域，涉及一种低钒合金及采用AOD双联制取富钒渣和低钒合金方法、系统。所述AOD双联制取富钒渣和低钒合金方法，包括：(1)将铁水兑入第一AOD炉，顶部吹氧，底部通入惰性气体，同时加入含钒矿进行吹炼；(2)吹炼结束，停止吹氧，分离富钒渣；(3)将铁水倒入第二AOD炉，加入造渣材料，顶部吹氧，侧部吹入惰性气体与氧气的混合气；(4)顶部持续吹氧，侧部仅吹入惰性气体，同时底部吹入惰性气体；(5)吹炼结束，停止吹氧，出钢。本发明通过两道AOD炉精炼将钒富集到渣中，最终得到可用于销售的富钒渣和碳磷含量合理的低钒合金，使资源得到有效利用。

摘要： 本发明提供了一种用含钒生铁或海绵铁直接熔炼成钒合金钢或钒钛合金钢的方法，该方法包括以下步骤：1)装料：先在炉底装入全部渣料，然后装入含钒生铁或海绵铁，最后装入低碳钢；当含钒生铁或海绵铁中含钒量低于所炼钢种的含钒量时，在装入低碳钢前先装入合金钢；2)熔化；3)氧化：加入V2O5或铁矿石脱碳；4)精炼：加入碳粉、Si或Al脱氧剂中的一种或一种以上脱氧；加入合金钢精炼；5)浇注。由于本发明在感应炉或电弧炉内采用含钒生铁或海绵铁氧化法直接熔炼钒合金钢或钒钛合金钢，一方面大大缩短了工艺流程，另一方面由于利用含钒生铁或海绵铁中的钒代替钒铁进行合金化，获得了很好的经济效益。

摘要： 本发明属于铁合金制备技术领域，具体涉及一种富钒渣冶炼生产硅钒合金方法及硅钒合金。其中，所述富钒渣冶炼生产硅钒合金方法，包括：(1)将富钒渣、硅质还原剂、造渣剂按(35.86～51.08):(5.92～22.07):(33.58～56.25)的质量配比加入到电炉内冶炼，将渣中的钒还原至铁水中；(2)渣铁混出，经锭模浇铸、破碎精整得到硅钒合金。本发明的富钒渣冶炼生产硅钒合金方法，具有工艺流程简单、生产效率高、成本低等优点。

摘要： 本发明属于金属冶炼领域，涉及一种低钒合金及采用AOD双联制取富钒渣和低钒合金方法、系统。所述AOD双联制取富钒渣和低钒合金方法，包括：(1)将铁水兑入第一AOD炉，顶部吹氧，底部通入惰性气体，同时加入含钒矿进行吹炼；(2)吹炼结束，停止吹氧，分离富钒渣；(3)将铁水倒入第二AOD炉，加入造渣材料，顶部吹氧，侧部吹入惰性气体与氧气的混合气；(4)顶部持续吹氧，侧部仅吹入惰性气体，同时底部吹入惰性气体；(5)吹炼结束，停止吹氧，出钢。本发明通过两道AOD炉精炼将钒富集到渣中，最终得到可用于销售的富钒渣和碳磷含量合理的低钒合金，使资源得到有效利用。

摘要： 本发明提供一种五氧化二钒代替钒合金冶炼含钒合金钢的方法，所述方法包括：向脱氧后的钢水中加入片状五氧化二钒与铝的混合物，合金化后对钢包底吹氩，精炼以及连铸后得到所述含钒合金钢。所述方法钒的总收得率相对于传统技术提高15％左右，整体工艺节能、节材效果明显，符合钢铁行业节能降耗、循环低碳的发展方向，对促进我国钒资源高效利用和钒微合金化炼钢技术的发展具有重要意义。

摘要： 本发明提供了一种用含钒生铁或海绵铁直接熔炼成钒合金钢或钒钛合金钢的方法，该方法包括以下步骤：1)装料：先在炉底装入全部渣料，然后装入含钒生铁或海绵铁，最后装入低碳钢；当含钒生铁或海绵铁中含钒量低于所炼钢种的含钒量时，在装入低碳钢前先装入合金钢；2)熔化；3)氧化：加入V2O5或铁矿石脱碳；4)精炼：加入Si或Al脱氧剂中的一种或一种以上脱氧；加入合金钢精炼；5)浇注。由于本发明在感应炉或电弧炉内采用含钒生铁或海绵铁氧化法直接熔炼钒合金钢或钒钛合金钢，一方面大大缩短了工艺流程，另一方面由于利用含钒生铁或海绵铁中的钒代替钒铁进行合金化，获得了很好的经济效益。

摘要： 本发明提供了一种钒合金的金相腐蚀液，由质量分数为98.3％的浓硫酸、质量分数为68％的浓硝酸、质量分数为36.5％的浓盐酸和蒸馏水制成，本发明还提供了制备钒合金金相试样的方法，将钒合金试样的表面经粗磨、精磨、机械抛光和机械化学抛光后，浸泡在金相腐蚀液中腐蚀后，经清水清洗、无水乙醇清洗、干燥后，得到钒合金金相试样。本发明的钒合金的金相腐蚀液取材方便，成本低廉，易于配制，采用本发明制备的钒合金金相试样表面呈现金属镜面效果，无划痕，无连续抛光甩点，无氧化层，表面平整且光亮清洁，腐蚀组织清晰，晶界对比度高，腐蚀方法的稳定性好，腐蚀速度快，腐蚀效率高。