還原氮化一步法生產(chǎn)釩氮合金工藝?yán)碚摷皯?yīng)用研究.pdf

1、釩是煉鋼過程中一種重要的合金元素，全世界85％以上的釩用于鋼鐵工業(yè)。釩通常以鐵合金或釩化物如碳化釩(V2C或VC)或碳氮化釩(VCN)的形式加入鋼中，并在鋼中與C、N或者其他元素相互作用而起到改善鋼材諸多性能的作用。如在有些鋼種中同時(shí)加入一定量的釩和氮，可不同程度地提高鋼材的強(qiáng)度、韌性、耐熱性、耐腐蝕性、抗蠕變性、可焊性等性能。本論文對釩氮合金及釩氮合金中試過程中各種因素對產(chǎn)物氮含量的影響進(jìn)行了研究，主要內(nèi)容包括： (1)用熱力

2、學(xué)方法計(jì)算了V2O5碳熱還原體系在不同溫度、壓力下平衡組成，在此基礎(chǔ)上對滲氮反應(yīng)的熱力學(xué)條件進(jìn)行了探討。 (2)計(jì)算并探討了以V2O5為原料，在H2、N2混合氣體下制備氮化釩的可能性及條件。 (3)用碳真空熱還原V2O5、產(chǎn)物氮化，N2氣氛下碳熱還原V2O5并氮化，V2O5在H2、N2混合氣體中還原并氮化三種不同方案制備釩氮合金，研究了滲氮溫度、滲氮時(shí)間、氮?dú)饧兌燃俺尚蛪毫Ξa(chǎn)物氮含量的影響，確定中試試驗(yàn)的方案。

3、 (4)根據(jù)確定的中試方案小規(guī)模生產(chǎn)釩氮合金，同時(shí)優(yōu)化實(shí)驗(yàn)室所確定的方案，為工業(yè)化生產(chǎn)做準(zhǔn)備。 研究得到的主要結(jié)論如下： (1)V2O5在碳熱還原條件下的平衡組成與配碳量和溫度有關(guān)，在900℃以上溫度，碳過量時(shí)，產(chǎn)物是V2O3+VC+C；在碳不足時(shí)，產(chǎn)物為V2O3+VC+VO或VO+VC+V2C。 (2)在上述體系內(nèi)，C和VO自發(fā)反應(yīng)生成V2O3和VC，二者不能平衡共存。 (3)如果上述反應(yīng)得平衡產(chǎn)物主要