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V2O5碳热还原合成碳化钒粉末的反应过程

以工业级Ｖ：Ｏ，粉末（纯度为９９％，粒度为５—１０１山ｍ）和配碳量质量分数为２８％的纳米炭黑（纯度为９９％，一次颗粒粒径为３０～５０ｎｍ）为原料，按照一定配比置于聚氨酯球磨罐中（硬质合金球），在普通滚动球磨机上滚动混料２０ｈ；为了使混合更均匀，可加入适量的酒精作为球磨介质。然后置于烘箱中加热、烘干后，装入石墨舟中连续匀速推入碳管炉中，气流量为１０００ｍｌ／ｍｉｎ；先在低温下转化为Ｖ的低价氧化物后，再于高温下保温４ｈ，即可通过还原碳化反应得到碳化钒粉体。

不同碳热温度下的反应产物物相分析，利用ＤＸ一２０００型ｘ射线多晶衍射仪；采用ＪＳＭ一５６００ＬＡ型扫描电镜（ＳＥＭ）观察、分析粉末的显微组织形貌和颗粒粒径。

钒具有较好的耐腐蚀性能，能耐淡水和海水的侵蚀，亦能耐以外的非氧化性酸（如盐酸、稀硫酸）和碱溶液的侵蚀，但能被氧化性酸（、浓氯酸、肖酸和王水）溶解。在空气中，熔融的碱、碱金属碳酸盐可将金属钒溶解而生成相应的钒酸盐。此外，钒亦具有一定的耐液态金属和合金（钠、铅、铋等）的腐蚀能力。

钒有多种氧化物。V2O3和V2O4之间，存在着可用通式VnO2n-1(3≤n≤9)表示的同族氧化物，在V2O4到V2O5之间，已知有V3O5、V3O7、V4O7、V4O9、V5O9、V6O11、V6O13等氧化物。工业上钒氧化物主要是以V2O5、V2O4和V2O3形式存在，特别是V2O5和生产尤为重要。

钒在低碳钢中的应用

钒在钢中以V 4C 3、VN 形式存在，通常是细小颗粒，足以抑制钢中晶界的移动和晶粒长大。氮化钒、碳化钒的析出对钢起到了强化作用。钒在低碳钢中的作用主要是细化晶粒、提高强度、降低脆性转变温度、显著改善钢的焊接性能。钒微合金化低合金高强度钢已广泛用于铁路车辆的制造、高强度汽车结构件、油气输送管线、含钒建筑用钢等。

铁路车辆用钢我国铁路车辆制造中，也已广泛应用含钒微合金钢。制造铁路车辆主梁，均采用攀钢生产中国钒工业的发展钢，其机械性能：σs ≥294Mpa ，σb ≥441Mpa ，ak(常温) ≥58.8J/cm 2，ak(-40℃) ≥35J/cm 2，并具有良好的焊接性能。从1992年至1998年共生产09V 钢43万吨。

含钒汽车用高强度热轧钢板高强度热轧钢板在中型和轻型载重汽车上应用较多，主要用于制作汽车底盘和车厢的各种梁类部件、保险杠、发动机的悬置梁、车轮的轮辐和轮辋等。要求具有良好的强韧性、成型性及焊接性能。

钒对钢的显微组织及热处理的影响

① 钒和铁能够形成连续的固溶体，强烈地缩小奥氏体相区。

② 钒和碳、氮、氧都有极强的亲和力，在钢中主要以碳化物或氮化物、氧化物的形态存在。

③ 通过控制奥氏体化温度来改变钒在奥氏体中的含量和未溶碳化物的数量以及钢的实际晶粒度，可以调节钢的淬透性。

钒在钢中的应用

①在普通低合金钢、合金结构钢、l弹簧钢、轴承钢、合金工具钢、高速工具钢、耐热钢、抗氢钢和低温用钢等系列中有广泛的应用。

②钒在地球的储量不高，价格虽较硅、锰、钛、钼略贵，但在钢中的用量一般不大于0.5%(质量分数，除高速工具钢外)，故可推广使用。目前钒已成为发展新钢种的常用元素之一。