Vanadium-Stickstoff-Legierung mit hoher Festigkeit

Als wichtiger Legierungszusatz hat die Vanadium-Stickstoff-Legierung in der Stahlindustrie hervorragende Leistungen gezeigt.

Die Zugabe einer kleinen Menge einer Vanadium-Stickstoff-Legierung kann die Festigkeit und Zähigkeit von Stahl deutlich verbessern. Dies liegt daran, dass es effektiv Vanadiumkarbid- und -nitridphasen im Stahl bilden und die Körner verfeinern kann, wodurch die mechanischen Eigenschaften des Stahls verbessert werden. Experimentelle Untersuchungen zeigen, dass ein geeigneter Vanadium- und Stickstoffgehalt die Streckgrenze, Zugfestigkeit und das Streckgrenzenverhältnis von Stahlstangen erhöhen und dadurch die Gesamtfestigkeit von Stahlstangen verbessern kann. Gleichzeitig kann die Vanadiumkarbidphase beim Bruch des Stahlstabs Bruchenergie absorbieren und eine Rissausbreitung verhindern, wodurch die Zähigkeit des Stahlstabs verbessert wird.

Stahl mit einer Vanadium-Stickstoff-Legierung ist nicht nur fester, sondern weist auch eine gute Schweißbarkeit auf. Dadurch ist der Stahl beim Schweißen weniger anfällig für Risse und Defekte, was die Qualität der Schweißverbindungen gewährleistet. Dies ist sehr wichtig für Stahlkonstruktionen, die geschweißt werden müssen. Eine Vanadium-Stickstoff-Legierung kann auch die Duktilität und thermische Ermüdungsbeständigkeit von Stahl verbessern. Dadurch ist es weniger wahrscheinlich, dass der Stahl bricht, wenn er äußeren Kräften ausgesetzt wird, während gleichzeitig eine gute Stabilität und Haltbarkeit in Umgebungen mit hohen Temperaturen erhalten bleibt. Dies ist besonders wichtig für Stahl, der hohen Temperaturen und komplexen Belastungsumgebungen standhalten muss. Um die gleiche Festigkeit zu erreichen, können durch die Zugabe von Vanadiumnitrid 30 bis 40 % der zugesetzten Vanadiummenge eingespart und damit die Produktionskosten gesenkt werden. Dies liegt daran, dass Vanadiumnitrid in Stahl eine höhere effektive Ausnutzungsrate aufweist, sodass zur Herstellung von Stahl gleicher Festigkeit weniger Vanadium benötigt wird.

Die neuen Stahlstäbe der dritten Stufe, die mithilfe der Vanadium-Stickstoff-Legierungstechnologie hergestellt werden, können aufgrund ihrer höheren Festigkeit 10 bis 15 % Stahl im Vergleich zur Verwendung von Stahlstäben der zweiten Stufe einsparen. Dies erhöht nicht nur die Sicherheit und Erdbebensicherheit des Gebäudes, sondern spart auch Ressourcen und reduziert den Ausstoß von Abgasen wie Kohlendioxid und Schwefeldioxid, was erhebliche Vorteile für die Umwelt hat.

Die spezifischen Qualitäten und Parameter von Vanadium-Stickstoff-Legierungen variieren je nach Produktionsstandards, Anwendungsbereichen und Kundenbedürfnissen. Gängige Qualitäten sind VN12, VN16 und VN19. Vanadium-Stickstoff-Legierungen der Güteklasse VN12 enthalten normalerweise 77–81 % Vanadium (V) und 10,0%~14,0 % Stickstoff (N), und der spezifische Gehalt kann variieren variieren je nach Produktionscharge und Hersteller. Der Vanadiumgehalt von Vanadium-Stickstoff-Legierungen der Güteklasse VN16 liegt normalerweise zwischen 14,0 % und 18,0 %, und der Stickstoffgehalt wird auch entsprechend angepasst, um spezifische Anforderungen an die chemische Zusammensetzung zu erfüllen. Der Vanadium- und Stickstoffgehalt von VN19 kann höher sein, die spezifischen Parameter können jedoch je nach unterschiedlichen Standards oder Herstellern variieren.

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