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- 1、金属王国传奇之“维生素”——钒（v）〈三〉
- 2、钒铁的用途 钒铁是什么
- 3、详述钒铁的作用及提炼方法有哪些
- 4、钒氮合金和矾铁那个好
1、金属王国传奇之“维生素”——钒（v）〈三〉
来自金星的矿石
非常奇怪的是，落到地球上的陨石中所含的钒竟比地壳中的钒高1-2倍。根据太阳光谱中出现许多钒原子谱线这一事实来推断，太阳成分中的含钒量比地球中的要丰富。有可能在不久的将来会从其他行星，比如火星或金星上运回来钒矿石，而且这只不过是一种很平常的运输工作。不过在眼下，地球还得靠自己的资源来解决问题。
为什么几十年来钒一直没有得到广泛应用?原因就在于提炼钒很困难。但是，现代技术的迅速发展已为钒打开了广阔的工业大门。人们发现钒具有使钢的性能变得更优良的非凡能力，决定派它充当钢的“维生素”。
钢能百折不弯的秘密
在钢材中加入百分之零点几的钒就能使钢的晶粒细化，从而具有弹性强、韧性好的特点和良好的抗冲击和抗弯曲能力，不易磨损和断裂。而这些特性都是汽车零件所特别需要的。因此，重要的运载设备和零件，例如发动机、阀、弹簧、支承弹簧、杆、心棒、传动轴、齿轮都采用百折不弯的钒钢制造。这也是亨利·福特高度重视钒的原因。科学院士费尔斯曼曾说过: “钒赋予钢铁的力量大得令人难以置信。钒赋予钢以硬度、强度、韧性和弹性以及耐久性。
空中野战炮
第一次世界大战期间，一架法国飞机用一种野战炮代替了一般的机枪。这引起极大的轰动，并且把德国人吓得要死。但是，法国这种“飞行书柜”式的飞机升力很小。它怎么可能把野战炮带上天去呢?看来，这种野战炮是用钒钢铸造的，因为钒钢相对来说比较轻，这就有利于把炮装上飞机，同时钒钢又具有惊人的强度特性，飞行员就是用它把毁灭性的炮火射向德国飞机的。
不光做矛，也可做盾
后来，人们开始用钒钢来制作士兵的钢盔，这种钢盔不仅轻而薄，而且还能可靠地防御敌人的子弹和弹片。为了对付狙击手的射击，机枪射手也需要装甲。为此冶金学家在谢菲尔德(Sheffield)研制了含硅和镍的装甲钢。但是非常可惜,试验时，子弹很轻易地穿透了这种钢板。科学家们决定再加入0.2%的钒。试验结果完全出乎人们预料，甚至超过了原以为不切实际的预想:这种含0.2%钒的钢竟以99%的成功率通过了各种高强度试验。
这样，钒不仅只用于进攻目的，而且也开始用于防御。
钢铁工作者变成了外交官
美国、法国和英国的厂商们喜欢给钒派各种不同的用场，但德国的冶金学家们——他们通常被公认是权威人士——却坚持一种似乎很可笑的立场:他们简直不相信钒能作为合金元素，都不愿使用钒钢。有一家德国厂商甚至宣称:“炼这种钢没有意义”。这简直让人无法理解。
不久就真相大白了:原来，德国没有自己的钒矿，随着对钒的需要急剧增加，这种金属在世界市场上的销售价格不断上涨。对此德国人很不高兴，他们千方百计试图阻止钒钢在工业上的应用。与此同时，德国人自己却忙于寻找能够象钒一样在各方面都对钢起同样影响的元素。可惜，他们很快就意识到，这种能力非钒莫属。通过“治金外交官”诽谤中伤钒钢的闹剧遂告结束，钒的产量继续逐年增加。
现在，有钒涉足的工业已经多得难以数计。不过，钒的主要用户还是飞机制造业、铁路运输工业、电气和无线电工业和国防工业。
钒也很受铸铁业的欢迎:用高质量的钒铁可生产活塞环、铸模、轧辊和冷锻模。
2、钒铁的用途 钒铁是什么
1、钒铁的用途是冶炼合金钢。世界上消耗的钒约90%用于钢铁工业。钒在普通低合金钢中主要是细化晶粒，增加钢的强度并抑制其时效作用；在合金结构钢中是细化晶粒，增加钢的强度和韧性；在弹簧钢中与铬或锰配合使用，增加钢的弹性极限，并改善其质量；在工具钢中主要细化钢的组织和晶粒，增加钢的回火稳定性，增强其二次硬化作用，提高其耐磨性，延长工具的使用寿命；在耐热钢和抗氢钢中，钒也起有益的作用；铸铁中加入的钒，由于形成碳化物而促进珠光体形成，使渗碳体稳定，石墨颗粒的形状细而均匀，细化基体的晶粒，因而使铸件的硬度、抗拉强度和耐磨强度提高。
2、钒铁：钒铁是一种铁合金，用碳在电炉中还原五氧化二钒得到，也可通过电炉硅热法还原五氧化二钒得到。广泛用作冶炼含钒合金钢和合金铸铁的元素加入剂，也用来制造永久磁铁。中国生产的钒铁有V401、V402等品种，含钒40%左右。
3、详述钒铁的作用及提炼方法有哪些
钒铁是钢铁工业重要的合金添加剂。钒可提高钢的强度、韧性、延展性和耐热性。自六十年代以来，钒在钢铁工业中的应用急剧增加，到1988年已占钒消耗量的85%。钒在钢铁方面的消耗比例为碳素钢占20%，高强度低合金钢占25%，合金钢占20%，工具钢占15%。含钒高强度低合金钢（HSLA）以其强度大而广泛用于输油/气管道、建筑、桥梁、钢轨、压力容器、车厢架等生产建设中。
金属钒在有色合金中主要用于生产钒钛合金，如Ti-6Al-4V，Ti-6Al-6V-2Sn和Ti-8Al-1V-Mo等。Ti-6Al-4V合金是用于制造飞机和火箭的优良高温结构材料，在美国极受重视，产量占钛基钒合金的一半以上。金属钒还可用于磁性材料、铸铁、硬质合金、超导材料及核反应堆材料等领域。
冶炼方法
电硅热法 片状五氧化二钒用75%硅铁和少量铝作还原剂，在碱性电弧炉中，经还原、精炼两个阶段炼得合格产品。还原期将一炉的全部还原剂与占总量60~70%的片状五氧化二钒装入电炉，在高氧化钙炉渣下，进行硅热还原。当渣中V2O5小于0.35%时，放出炉渣(称为贫渣，可弃去或作建筑材料用)，转入精炼期。此时，再加入片状五氧化二钒和石灰，以脱除合金液中过剩的硅、铝等，铁合金成分达到要求，即可出渣出铁合金。精炼后期放出的炉渣称为富渣(含V2O5达8~12%)，在下一炉开始加料时，返回利用。合金液一般铸成圆柱形锭，经冷却、脱模、破碎和清渣后即为成品。此法一般用于含钒40~60%的钒铁冶炼。钒的回收率可达98%。炼制每吨钒铁耗电1600千瓦·时左右。
铝热法 用铝作还原剂，在碱性炉衬的炉筒中，采用下部点火法冶炼。先把小部分混合炉料装入反应器中，即行点火。反应开始后再陆续投加其余炉料。通常用于冶炼高钒铁(含钒60~80%)，回收率较电硅热法略低，约90~95%
4、钒氮合金和矾铁那个好
钒氮合金。
1、性能好。钒氮合金性能优于钒铁和氮化钒，可广泛应用于高强度螺蚊钢筋、高强度管线钢、高强度型钢等产品。
2、应用广泛。钒氮合金应用于高强度低合金钢中可同时进行有效的钒、氮微合金化，促进钢中碳、钒、氮化合物的析出，更有效的发挥沉降强化和细化晶粒作用。
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