Việc bổ sung vanadi (V) vào thép không chỉ có thể khử oxy và dinitrogen mà còn cải thiện các tính chất của thép. Vanadi hiếm khi được thêm vào như một nguyên tố hợp kim duy nhất, ngoại trừ trong thép công cụ carbon với số lượng không lớn hơn 0.05%. Nó luôn được sử dụng cùng với các nguyên tố hợp kim khác như mangan, crom, vonfram và molypden. Đối với thép chịu lực, nitride có hại cho tuổi thọ mỏi của nó, thiệt hại của 5μm Nitride tương đương với 20μm oxit đối với tuổi thọ mỏi. Thường không thích hợp để thêm vanadi vào thép chịu lực ở dạng hợp kim vanadi-nitơ trừ khi nitrua có thể giảm xuống dưới 1μm, với kích thước nitride không gây hại nhưng có thể tinh chế hạt và tăng cường phân tán . Thép hợp kim thấp và cường độ cao, thép tốc độ cao, thép công cụ, thép không gỉ, thép lò xo và thép chịu lực, tất cả đều chứa một lượng nhỏ vanadi, có các đặc tính về độ bền cao, độ dẻo dai, khả năng chống mài mòn và chống ăn mòn, đã được phổ biến rộng rãi. được sử dụng trong sản xuất máy móc, ô tô, hàng không, công cụ giao thông đường sắt, Cầu và các ngành công nghiệp khác.
V Đối với thép HSLA
Một tỷ lệ lớn vanadi được sử dụng trong sản xuất thép hợp kim thấp có độ bền cao. Việc bổ sung vanadi trong thép hợp kim thấp thông thường có thể cải thiện độ bền, tỷ lệ năng suất và độ dẻo dai ở nhiệt độ thấp sau khi bình thường hóa và cải thiện tính chất hàn. Trong thép kết cấu ở nhiệt độ thấp, hợp kim vanadi cũng có thể được sử dụng để cải thiện độ bền và độ dẻo dai của thép, với hàm lượng 0.04% ~ 0.12%, và một số lên đến 0.16% ~ 0.25%.
Trong thép kết cấu hợp kim, vanadi chủ yếu được sử dụng để tinh chỉnh kích thước thớ và cải thiện độ bền của thép, vì vanadi sẽ làm giảm độ cứng của thép trong điều kiện nhiệt luyện nói chung. Nó thường được sử dụng cùng với một hoặc một số nguyên tố mangan, crom, molypden và vonfram, và hàm lượng thường là 0.07% ~ 0.30%, và một số đạt 0.40% ~ 0.50%. Lấy thép vằn có độ bền cao làm ví dụ, thép cây cán nóng HRB400 và HRB500 đã được sản xuất rộng rãi bằng công nghệ vi sử dụng vanadi, có các đặc tính toàn diện tốt. Những ưu điểm chính là: độ bền cao, cường độ chảy không nhỏ hơn 400MPa, độ bền kéo không nhỏ hơn 570MPa; Đương lượng cacbon không quá 0.50%, hiệu suất hàn tốt, phù hợp với các phương pháp hàn khác nhau; Tỷ lệ độ bền-chảy (tỷ số giữa độ bền kéo và độ bền chảy) không được nhỏ hơn 1.25; Độ bền và độ dẻo tốt, hiệu suất uốn tốt; Nó có hiệu suất mỏi chu kỳ thấp biến dạng cao, độ nhạy lão hóa biến dạng thấp và nhiệt độ chuyển tiếp giòn, và hiệu suất địa chấn tốt.
V Đối với thép công cụ hợp kim
Vanadi được sử dụng rộng rãi như một nguyên tố hợp kim trong hợp kim thép khuôn. Vanadium không chỉ tinh chỉnh kích thước hạt, giảm độ nhạy quá nhiệt mà còn tăng độ ổn định khi tôi luyện và khả năng chống mài mòn. Trong khuôn thép gia công nóng H13 và thép khuôn gia công nguội D2, vanadi là nguyên tố làm cứng thứ cấp chính với hàm lượng 0.1% ~ 5%;
Một số loại thép khuôn có hàm lượng vanadi cao hơn, chẳng hạn như thép công cụ gia công nguội A11, có hàm lượng vanadi cao hơn 9.75%. Trong thép công cụ tốc độ cao vonfram, vanadi có thể ngăn chặn sự phát triển của hạt, cải thiện độ cứng đỏ và khả năng cắt của thép, tăng khả năng chống mài mòn và cuối cùng kéo dài tuổi thọ của các công cụ tốc độ cao. Ở Đức, tiêu thụ vanadi trong thép công cụ và thép tốc độ cao chiếm khoảng 1/3 tổng lượng tiêu thụ.
V Đối với thép chịu nhiệt
Vanadi trong thép chịu nhiệt có thể tạo thành các hạt cacbua và nitrua phân tán cao, chúng lớn lên chậm và trùng hợp ở nhiệt độ cao hơn, có thể cải thiện độ bền nhiệt và khả năng chống rão của thép chịu nhiệt. Sự kết tủa ở nhiệt độ cao của vanadi cacbonitride cải thiện đáng kể độ bền chịu nhiệt độ cao của thép, vì vậy thép chứa vanadi được sử dụng rộng rãi trong các nhà máy điện và các lĩnh vực thép chịu nhiệt khác. Nguyên tố V trong hầu hết các loại thép chịu nhiệt thường nằm trong khoảng từ 0.15% đến 0.40%.
| các lớp | C | Si | Mn | Cr | Mo | V | Al | W | Nb | N |
| T91 | 0.08-0.12 | 0.2-0.5 | 0.3-0.6 | 8.0-9.5 | 0.85-1.0 | 0.18-0.25 | ≤ 0.015 | / | 0.05-0.1 | 0.03-0.07 |
| T92 | 0.07-0.13 | ≤ 0.5 | 0.3-0.6 | 8.5-9.5 | 0.3-0.6 | 0.15-0.25 | ≤ 0.015 | 1.5-2.0 | 0.04-0.09 | 0.03-0.07 |
V cho thép không gỉ
Vanadi có nhiều ứng dụng trong thép không gỉ. Hàm lượng vanadi trong thép không gỉ nói chung là từ 0.1% đến 1.5%; Trong số đó, thép không gỉ Martensitic UNS S42700Cr-Mo-V chứa 1.10% ~ 1.30% V và thép không gỉ UNS S42800 Cr-Mo-V Martensitic chứa 0.90% ~ 1.15% V.
V Đối với thép mùa xuân
Vanadium có thể cải thiện khả năng chống suy giảm độ đàn hồi của mùa xuân thép, tăng cường độ và tỷ lệ chảy, đặc biệt là giới hạn tỷ trọng và giới hạn đàn hồi, và giảm độ nhạy khử cacbon của thép trong quá trình xử lý nhiệt. Thép lò xo Cr-V 51CrV4 là loại thép lò xo hợp kim cao điển hình với hàm lượng vanadi 0.10% ~ 0.25%, có thể được sử dụng để chế tạo lò xo chịu nhiệt với nhiệt độ làm việc 500 ℃.
V Đối với hợp kim nhiệt độ cao
Vanadi đã được sử dụng trong một số hợp kim chống ăn mòn của Hastelloy. Hợp kim Hastelloy B chứa ≤0.60%, hợp kim HastelloyC, HastelloyC22 và Hastelloy C276 chứa ít hơn 0.35%, hợp kim Hastelloy N chứa ít hơn 0.50%, hợp kim Hastelloy W chứa ít hơn 0.60%. Do xu hướng của vanadi thúc đẩy sự hình thành pha σ, ít ảnh hưởng đến độ bền hoặc độ ổn định của hợp kim, nó thường không được sử dụng trong các siêu hợp kim niken ngoại trừ A286 chứa 0.10 ~ 0.50% V và một số ít khác hợp kim.
