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。

钒废料的产生

含钒固体废弃物主要来源于石油、化工、炼钢、钒矿开采等领域，炼、硫酸生产、化工生产(如尼龙、涤纶、聚氯乙稀和丙稀)等工业生产过程中产生的钒废弃物为常见，其中含钒废催化剂是主要形式。含钒废催化剂主要分为两种类型：一种是来源于炼中的废催化剂，中的钒以V3S4 的形式沉积在催化剂上，这种含钒废催化剂含五氧化二钒10%-20%，是一种较为经济的提钒原料；另一种是来源于硫酸工业的废催化剂，其中的钒是作为活性组成(五价钒)以钒化合物形式添加进去的，其主要成分是无活性的四价钒。当前，***每年产生含钒废催化剂约为80万吨，其中，炼油废催化剂约为41.5 万吨，化工废催化剂33.5 万吨。我国每年产生含钒废催化剂约为7-10万吨。废钒催化剂中钒的品位较高，约含5%的五氧化二钒，可作为生产五氧化二钒的原料。国外非常重视这方面的研究，美、日等国已建立了专门的工长来回收废催化剂中的钒、钼等金属，而我国这方面也正在大力发展。不管是从保护环境，还是从资源的可持续利用的角度来看，含钒固体废物的回收利用都有着非常重要的意义。因此，寻求短流程、大规模、低成本、低污染的提钒新工艺；对含钒固体废弃物中其他金属的回收；以及对催化剂载体的回收利用，这些都是含钒固体废弃物回收利用的未来发展方向。

钒在钢中的行为及主要作用

钒在化学元素周期表中的位置决定了其化学性质。钒在化学元素周期表上位于第4 周期、第VB族，其3d 层电子数为3，是强碳化物和氮化物形成元素。钒具有体心立方结构，在任何温度都可以固溶在钢中。钢中含有一定量的碳和氮，它们会与钒化合，以碳化物、氮化物，或者碳氮化物形式在钢中析出。固溶和析出的钒会影响组织演变，这些组织特征将会影响到钢的各种性能。

在氮含量低的情况下，碳氮化钒在奥氏体中的溶解度积比碳化铌要高得多。在900℃以下，碳氮化钒可完全溶于奥氏体中，此外钒在奥氏体中的固溶度大于在铁素体中，因此，钒的主要作用是在γ/α转变过程中的相间析出和在铁素体中的析出强化。从固溶度积就可以认识到钒在钢中的作用。