Ferrovanadium is de hoofdlegering die vanadium in staal en in titanium-aluminiumlegeringen transporteert, en wordt normaal gesproken verhandeld als een ijzerlegering die tussen 35% en 85% vanadium bevat. Het commerciële belang ervan berust op een smal mechanisme: kleine toevoegingen van vanadium verhogen de sterkte, taaiheid en slijtvastheid zonder het verlies aan ductiliteit dat zwaardere legering zou veroorzaken. Voor staalproducenten vertaalt zich dat in minder tonnage staal voor hetzelfde draagvermogen-.
Kwaliteitsaanduidingen en samenstellingslimieten
Ferrovanadium wordt gespecificeerd door het vanadiumbereik plus plafonds voor aluminium, fosfor, silicium en koolstof, en de achtervoegsels A en B markeren een strakkere of lossere onzuiverheidscontrole. De gebruikelijke commerciële kwaliteiten worden hieronder samengevat.
| Cijfer | V (%) | Al (%) | P (%) | Si (%) | C (%) |
|---|---|---|---|---|---|
| FeV40-A | 38-45 | 1.5 | 0.09 | 2.00 | 0.60 |
| FeV40-B | 38-45 | 2.0 | 0.15 | 3.00 | 0.80 |
| FeV50-A | 48-55 | 1.5 | 0.07 | 2.00 | 0.40 |
| FeV50-B | 48-55 | 2.0 | 0.10 | 2.50 | 0.60 |
| FeV60-A | 58-65 | 1.5 | 0.06 | 2.00 | 0.40 |
| FeV60-B | 58-65 | 2.0 | 0.10 | 2.50 | 0.60 |
| FeV80-A | 78-82 | 1.5 | 0.05 | 1.50 | 0.15 |
| FeV80-B | 78-82 | 2.0 | 0.06 | 1.50 | 0.20 |
Het patroon is consistent: naarmate het vanadiumgehalte stijgt van klasse 40 naar klasse 80, worden de toleranties voor aluminium, fosfor en silicium kleiner en daalt de koolstoflimiet van 0,60% naar 0,15%. ASTM A102 omvat ferrovanadium als een specificatieklassefamilie, en GB/T 4139-2012 definieert de hierboven weergegeven FeV-aanduidingen. Daarom worden in inkooporders deze twee gewoonlijk samen vermeld.
Hoe vanadium de eigenschappen van staal verandert
Vanadium wordt voornamelijk toegevoegd als microlegeringselement in hoeveelheden gemeten in honderdsten van een procent, en niet als bulklegeringstoevoeging. Tijdens het warmwalsen combineert vanadium in vaste oplossing met koolstof en stikstof, waardoor fijne vanadiumcarbonitridedeeltjes neerslaan. Deze deeltjes leggen de korrelgrenzen vast en zorgen voor versterking van de neerslag, zodat een thermomechanisch gewalst gedeelte een hogere vloeigrens kan bereiken zonder een aparte afschrik-en- temperstap. In gereedschaps- en hogesnelheidsstaalsoorten vormen hogere vanadiumgehalten harde vanadiumcarbiden die bestand zijn tegen slijtage aan snijkanten en matrijzen. In rails en zware constructiedelen verhoogt hetzelfde mechanisme de slijtvastheid en de levensduur tegen vermoeiing onder cyclische belasting.
Gebruikt buiten koolstof en gelegeerd staal
Vanadium vormt ook legeringen met titanium en aluminium, en deze materialen worden gebruikt waar de verhouding tussen stijfheid- en- gewicht van belang is, met name in lucht- en ruimtevaartconstructies en in auto-ophanging en motoronderdelen. Vanadiumpentoxidevlokken zijn de stroomopwaartse grondstof voor de productie van ferrovanadium en worden afzonderlijk geconsumeerd in katalysatoren en in vanadium-redoxstroombatterijen, waar het vermogen van vanadium om in vier stabiele oxidatietoestanden te bestaan het mogelijk maakt dat energie wordt opgeslagen in vloeibare elektrolyten. Deze elektrochemische route ontwikkelt zich nog steeds in vergelijking met de vraag naar staalproductie, maar voegt een tweede, onafhankelijk vraagkanaal voor dezelfde grondstof toe.
Controlelijst voor kopers voor Ferrovanadium-partijen
Het vanadiumgehalte is de geprijsde parameter, dus het certificaat moet de vanadiumtest van een genoemde analytische methode vermelden in plaats van een label met nominale kwaliteit. Aluminium is het op één na meest onderzochte element, omdat aluminium dat in de gietpan wordt meegevoerd de deoxidatiepraktijk beïnvloedt en insluitsels in schone staalsoorten kan veroorzaken. Fosfor- en siliciumplafonds zijn het belangrijkst voor koud-gevormde en getrokken producten. Wat de fysieke kant betreft, moeten kopers de verdeling van de klompgrootte, de afwezigheid van boetes en het vochtgehalte bevestigen, en moeten ze van tevoren overeenkomen welke fractie aanvaardbaar is voor hun heffingssysteem. Door het vanadiumgehalte van de werkelijke partij af te zetten tegen de prijs in plaats van de nominale prijzen tussen de kwaliteiten te vergelijken, blijkt meestal dat een hogere vanadiumkwaliteit goedkoper is per geleverde eenheid vanadium.
Veelgestelde vragen
Q:Welk vanadiumgehalte bevat ferrovanadium normaal gesproken?
A: Commercieel ferrovanadium bevat tussen de 35% en 85% vanadium, waarbij de klassen 40, 50, 60 en 80 de meeste vraag naar staal dekken.
Q:Wat is het verschil tussen de kwaliteitsklassen A en B?
A: De A-klassen hanteren strengere onzuiverheidslimieten -. FeV80-A staat bijvoorbeeld 1,5% Al, 0,05% P en 0,15% C toe, terwijl FeV80-B 2,0% Al, 0,06% P en 0,20% C toestaat.
Q:Welke normen definiëren ferrovanadiumkwaliteiten?
A: ASTM A102 omvat de familie van ferrovanadiumkwaliteit, en GB/T 4139-2012 definieert de aanduidingen FeV40, FeV50, FeV60 en FeV80 samen met hun A- en B-onzuiverheidsklassen.
Q:Hoeveel vanadium wordt aan staal toegevoegd?
A: Bij microgelegeerd constructie- en railstaal wordt de toevoeging gemeten in honderdsten van een procent; het werkt door middel van vanadiumcarbonitrideprecipitatie in plaats van door bulklegeringen.
Q:Waarom is het aluminiumgehalte van belang bij de aankoop van ferrovanadium?
A: Aluminium dat in de gietpan terechtkomt, beïnvloedt de deoxidatie en de vorming van insluitsels. Schone-staalsoorten vereisen dus strakkere aluminiumplafonds, van 2,0% tot 1,5%.
Q:Wordt ferrovanadium buiten de staalproductie gebruikt?
EEN: Ja. Vanadium vormt legeringen met titanium en aluminium voor ruimtevaart- en auto-onderdelen, en vanadiumpentoxidevlokken voeden katalysatoren en vanadium-redoxstroombatterijen.