Untuk Apa Ferro Vanadium Digunakan?
Tinggalkan pesan
Apa itu Ferro Vanadium?
Ferro vanadium (FeV) adalah paduan utama besi-vanadium yang digunakan untuk memasukkan vanadium ke dalam baja dan lelehan lainnya. Hal ini dihasilkan terutama melalui reduksi aluminotermik vanadium pentoksida bersama dengan besi, dan disuplai dalam bentuk bongkahan, bahan hancur atau bubuk, dan semakin banyak dalam bentuk kawat berinti sehingga penambahan dapat dilakukan secara tepat di dalam sendok.
Nilai komersial mencakup sekitar 40% hingga 80% berat vanadium; keseimbangannya adalah besi dan kadar karbon, silikon, aluminium, fosfor, dan belerang yang terkendali, semuanya dibatasi oleh standar yang berlaku. Karena vanadium merupakan pembentuk karbida dan nitrida yang kuat, bahkan penambahan kecil sekalipun, biasanya jauh di bawah 0,1% vanadium pada baja jadi, akan menghasilkan peningkatan kekuatan dan pengendalian struktur mikro yang dapat diukur.
Bagaimana Vanadium Memperkuat Baja
Penguatan curah hujan.Selama penggulungan atau normalisasi terkontrol, vanadium bergabung dengan karbon dan nitrogen membentuk endapan vanadium karbonitrida halus, V(C,N). Partikel sub-mikron ini terbentuk di ferit dan pada batas butir, menghalangi pergerakan dislokasi dan meningkatkan kekuatan luluh tanpa mengorbankan terlalu banyak keuletan atau kemampuan las.
Penyempurnaan biji-bijian dan efisiensi biaya.Vanadium juga menghaluskan ukuran butir ferit. Butiran yang lebih halus meningkatkan kekuatan dan ketangguhan, sehingga baja paduan mikro vanadium-mencapai kekuatan yang lebih tinggi dengan kandungan karbon yang lebih rendah, yang merupakan keuntungan untuk pengelasan dan pembentukan dingin. Pemulihannya tinggi, jendela penambahannya fleksibel, dan paduannya bekerja dengan pemanasan ulang konvensional dan praktik penggulungan.
Ferro Vanadium dalam Baja: Aplikasi Utama
Baja paduan dan struktur-kekuatan rendah-tinggi:Pelat, balok, tabung, dan bagian HSLA adalah penggunaan tunggal terbesar. Vanadium-nilai paduan mikro mencapai kekuatan luluh jauh di atas baja karbon biasa pada ukuran bagian yang sama, sehingga memungkinkan jembatan, bangunan, bejana tekan, pipa saluran, dan alat berat yang lebih ringan.
Batang penguat:paduan mikro vanadium-nitrogen adalah jalur standar untuk tulangan-kekuatan tinggi, termasuk tingkat seismik. Di Tiongkok, batangan berusuk HRB400 dan HRB500 hingga GB/T 1499.2 umumnya mengandalkan paduan mikro V atau V-N untuk memenuhi kekuatan, keuletan, dan kelenturan sekaligus menjaga karbon cukup rendah untuk kemampuan las yang baik.
Baja perkakas dan baja-berkecepatan tinggi:vanadium karbida sangat keras dan-tahan aus, sehingga perkakas dan-baja berkecepatan tinggi tetap mempertahankan kekerasan-tertinggi pada suhu tinggi, pada perkakas pemotong, cetakan, pelubang, dan komponen aus.
Rel, roda, dan-baja tahan aus:vanadium meningkatkan ketahanan terhadap penggulungan-kelelahan kontak dan perilaku keausan pada rel dan roda, sedangkan pelat- tahan aus-tahan abrasi menggunakan paduan mikro V untuk menggabungkan kekerasan dan ketangguhan pada peralatan pertambangan.
Aplikasi Selain Baja
Paduan titanium.Ferro vanadium bermutu tinggi, biasanya FeV80 dengan pengotor{1}}rendah, digunakan untuk membuat paduan utama vanadium-aluminium untuk paduan titanium. Contoh-yang paling terkenal adalah Ti-6Al-4V, yang mengandung sekitar 6% aluminium dan 4% vanadium, paduan titanium dirgantara yang digunakan dalam badan pesawat, suku cadang mesin jet, implan medis, dan komponen otomotif berperforma tinggi.
Industri kimia dan katalis.Vanadium pentoksida adalah katalis industri yang penting, paling terkenal dalam proses kontak asam sulfat dan dalam sistem reduksi katalitik selektif yang menghilangkan nitrogen oksida dari gas buang.
Penyimpanan energi.Baterai aliran vanadium redoks menyimpan energi dalam elektrolit cair yang mengandung vanadium dalam beberapa tingkat oksidasi, sehingga menawarkan masa pakai yang lama, pengosongan daya yang dalam, pengoperasian{0}yang aman dari kebakaran, dan elektrolit yang dapat didaur ulang. Ini adalah penggunaan akhir yang kecil namun{2}}berkembang pesat, dan ferro vanadium sendiri bukanlah bahan baterai: vanadium harus terlebih dahulu diekstraksi dan diubah menjadi elektrolit yang setara dengan baterai.
Nilai, Standar dan Latihan Penambahan
| Nilai | Konten nominal V | Bentuk fisik yang khas | Penggunaan akhir yang khas |
|---|---|---|---|
| FeV40 | sekitar 40% | Benjolan, bedak | Besi tuang, baja paduan rendah-umumnya |
| FeV50 | sekitar 50% | Benjolan, bubuk, kawat berinti | Rebar, baja struktural berkekuatan-sedang |
| FeV60 | sekitar 60% | Benjolan, hancur | Pelat HSLA, bagian dan tempa |
| FeV80 | sekitar 78-82% | Benjolan, hancur, bubuk | Baja khusus-mutu tinggi, paduan titanium, paduan utama |
Nilai nominal ini hanya untuk orientasi saja. Batasan komposisi yang tepat, maksimum pengotor, dan aturan pengambilan sampel mengikuti standar yang berlaku: GB/T 4139 di Tiongkok, ASTM A102/A102M di Amerika Serikat, dan ISO 5451 secara internasional. Kelas, rentang ukuran dan standar pemeriksaan harus disetujui secara tertulis sebelum pengiriman.
Ferro vanadium biasanya ditambahkan selama metalurgi sekunder, ke dalam sendok setelah deoksidasi, baik sebagai penambahan gumpalan sambil diaduk atau melalui kawat berinti untuk perolehan yang tepat. Karena vanadium memiliki afinitas yang kuat terhadap oksigen, baja harus dideoksidasi dengan baik terlebih dahulu; pemulihan umumnya tinggi, sehingga pengendalian dosis dapat diandalkan.
Praktek yang umum dilakukan adalah menghitung penambahan yang diperlukan dari analisis target dan berat lelehan, memperhitungkan kandungan vanadium kadar dan perolehan kembali yang diharapkan, dan kemudian mengkonfirmasi hasilnya dengan analisis spektrometri sampel cor pertama. Untuk tulangan-tonase tinggi dan pemanas HSLA, kawat inti ferro vanadium sering kali lebih disukai karena hasil dan kecepatan yang konsisten.
Pertanyaan yang Sering Diajukan
T: Untuk apa ferro vanadium terutama digunakan?
Terutama sebagai bahan tambahan paduan mikro pada baja, meliputi baja struktur HSLA, tulangan, rel, baja perkakas, dan{0}}kelas tahan aus. Ia juga digunakan dalam paduan titanium melalui paduan utama vanadium-aluminium, dan sebagai bahan hulu untuk bahan kimia vanadium dan elektrolit baterai aliran redoks vanadium.
T: Apa perbedaan antara FeV50 dan FeV80?
Kandungan vanadium. FeV50 mengandung sekitar 50% vanadium dan umum untuk paduan mikro rebar dan baja umum. FeV80 mengandung sekitar 78-82% vanadium, membawa lebih sedikit besi per unit vanadium dan lebih disukai di mana kemurnian lebih tinggi dan dosis bahan lebih rendah, seperti paduan master paduan titanium dan baja khusus.
T: Berapa banyak vanadium yang ditambahkan ke baja?
Untuk baja paduan mikro, penambahan vanadium biasanya jauh di bawah 0,1% pada baja akhir, seringkali hanya seperseratus persen. Angka pastinya bergantung pada kekuatan target, ukuran bagian, dan rute pemrosesan, dan angka tersebut harus dihitung untuk setiap tingkatan.
T: Standar apa yang mencakup ferro vanadium?
GB/T 4139 di Tiongkok, ASTM A102/A102M di Amerika Serikat, dan ISO 5451 secara internasional. Standar tersebut menentukan kadar, batas komposisi, maksimum pengotor, dan aturan pengambilan sampel, sehingga standar harus selalu diberi nama di samping kadar ketika pesanan dilakukan.
T: Apakah ferro vanadium digunakan dalam baterai?
Tidak secara langsung. Baterai aliran vanadium redoks menggunakan vanadium yang dilarutkan dalam elektrolit cair dalam beberapa keadaan oksidasi. Ferro vanadium termasuk dalam rantai nilai hulu: vanadium diekstraksi dan diubah menjadi elektrolit vanadium tingkat baterai.
T: Bagaimana ferro vanadium ditambahkan ke sendok?
Ia ditambahkan selama metalurgi sekunder setelah baja dideoksidasi, baik sebagai bahan bongkahan saat diaduk atau sebagai kawat berinti untuk perolehan kembali yang tepat. Penambahan tersebut dihitung dari analisis target dan berat lelehan, kemudian diverifikasi dengan menganalisis sampel cor pertama.
