Ferrovanadium (FeV): תפקוד, ציונים ושימוש בייצור פלדה
השאר הודעה
מה זה פרובנדיום
Ferrovanadium (FeV) היא סגסוגת אב של ונדיום וברזל, המיוצרת בעיקר על ידי הפחתת אלומינותרמית של ונדיום פנטאוקסיד או על ידי הפחתת פחמימות, ומסופקת כמוצר גוש לייצור פלדה ויציקה. שתי הדרגות המסחריות נושאות בערך 50% ו-80% ונדיום. הסגסוגת משמשת כמעט כתוסף: היא מתמוססת בקלות בפלדה נוזלית, ותפקידה להחדיר כמות מבוקרת של ונדיום לחום מבלי לגרור אלמנטים שיוריים לא רצויים.
הפונקציה העיקרית: הפיכת פלדה טובה יותר
ונדיום הוא יוצר קרביד וניטריד חזק, והתכונה היחידה הזו מסבירה כמעט כל מה שהוא עושה בפלדה. נוסף להמסה, הוא מעדן את גודל הגרגירים האוסטניט במהלך התמצקות ועבודה חמה, ולאחר מכן הוא משקע כחלקיקי ונדיום קרבוניטריד עדינים במהלך הקירור והחיסול. התוצאה היא פלדה בעלת קשיות, חוזק ועמידות בפני שחיקה גבוהים יותר באופן ניכר, קשיחות טובה יותר וביצועי חיתוך משופרים, ללא תוספת סגסוגת גדולה. לכן נעשה שימוש בפרובנדיום תעשייתי בפלדת פחמן, פלדה בעלת חוזק- נמוך בסגסוגת גבוהה-, פלדה מסגסוגת גבוהה-, פלדת כלי וברזל יצוק, וניתן לקבל את התגובה ברמות הוספה נמוכות, וזו הסיבה ונדיום מסווג כאלמנט מתגסוג מיקרו- ולא כאלמנט מתגסוג בתפזורת.
ציונים ומפרטים טיפוסיים
Ferrovanadium מוזמן על פי מפרט מוכר כגון ISO 5450, עם הדרגה ומגבלות הטומאה המוסכמות בין הקונה והספק. הטבלה שלהלן מציגה ערכים אופייניים לשתי דרגות התקן.
| אֵלֵמֶנט | FeV50 | FeV80 |
|---|---|---|
| ונדיום (V) | 48–55 % | 78–82 % |
| אלומיניום (אל) | פחות או שווה ל-2.0% | פחות או שווה ל-1.5% |
| סיליקון (Si) | פחות או שווה ל-2.0% | פחות או שווה ל-1.5% |
| פחמן (C) | פחות או שווה ל-0.4% | פחות או שווה ל-0.15% |
| זרחן (P) | פחות או שווה ל-0.06% | פחות או שווה ל-0.05% |
| גופרית (S) | פחות או שווה ל-0.04% | פחות או שווה ל-0.03% |
| גודל גוש | 10–50 מ"מ או כפי שסוכם | 10–50 מ"מ או כפי שסוכם |
דרגת ונדיום- גבוהה מועדפת כאשר קיבולת התנור מוגבלת או כאשר אין לקרר את ההיתוך על ידי תוספת גדולה, מכיוון שאותן יחידות ונדיום מגיעות במסה קטנה בהרבה של סגסוגת. אלומיניום וסיליקון הם שני השאריות שיש לצפות בהן, מכיוון ששניהם יכולים להשפיע על תרגול הסרת החמצון ובקרת הכלה.
כיצד מוסיפים ומשחזרים Ferrovanadium
נקודת תוספת:בדרך כלל מוסיפים למצקת או במהלך הקשה ולא לכבשן, כך ונדיום לא יאבד לסיגים או נשרף על ידי שיטת חמצון אגרסיבית.
הִתאוֹשְׁשׁוּת:שחזור ונדיום בסדר גודל של 90% ומעלה ניתן להשגה עם ניקוי חמצון נכון לפני ההוספה, והנתון המדויק נקבע עבור כל חנות ופרקטיקה של הסיגים שלה.
הִתפָּרְקוּת:סגסוגת הגוש מתמוססת במהירות בחום מומת כהלכה, ללא כתמים קרים, בתנאי שהגודל מתאים למצקת וההוספה מתבצעת לפני חיתוך הטמפרטורה הסופית.
חַנקָן:כאשר עידון התבואה והחוזק נהנים מהחנקן הנוסף, לעתים קרובות נעשה שימוש בסגסוגת אב של חנקן- במקום פרובנדיום טהור, מכיוון ששני היסודות מוכנסים יחדיו בפרופורציה הנכונה.
היכן נעשה שימוש בפלדת ונדיום
השקע היחיד הגדול ביותר הוא פלדה מיקרו-מסגגת חוזק גבוה-: מוט חיזוק, חלקים מבניים, לוח וצינור שבהם תוספת קטנה של ונדיום, המתבטאת בדרך כלל במאות האחוז, מספקת את דרגת החוזק הנדרשת בתקן המוצר הרלוונטי ללא עלות נוספת של סגסוג כבד. פלדות כלי עבודה משתמשות בוונדיום לעמידות בפני שחיקה וקשיות חמה, במקרה של פלדה במהירות גבוהה- כאחד מיוצרי הקרביד העיקריים; קפיצים, פרזול פלדות ורכיבי רכבת משתמשים בו לעמידות בפני עייפות. ברזל יצוק מועיל גם כן, שכן ונדיום מעלה קשיות ועמידות בפני שחיקה בגלילים, ספינות ויציקות אחרות-עמידות בפני שחיקה.
איכות, אריזה ואחסון
כל חלקה צריכה להיות ניתנת לאיתור ומלווה בתעודת בדיקה המציגה את תכולת הונדיום ואת גבולות השיוריים מול הדרגה המוזמנת, כאשר הדגימה והניתוח מבוצעים לפי התקן המקובל. Ferrovanadium נשלח בתופי פלדה, שקיות גדולות או חבילות רצועות עם סימוני כיתה וחלקים ברורים, ויש לאחסן אותו יבש, מהקרקע ולהפריד לפי דרגות, כך שלא ניתן לערבב שני גושים דומים למראה-. יש להימנע מאיסוף לחות מכיוון שהוא מכניס מימן וחמצן לתוך ההמסה, וניתן לשבץ או להחזיר את כל הדק שנוצר במהלך הטיפול לספק במקום לטעון רופף.
שאלות נפוצות
ש: מה התפקיד העיקרי של פרובנדיום בייצור פלדה?
זהו תוסף סגסוגת: הוונדיום שהוא מציג מעדן את מבנה הגרגירים ויוצר משקעי קרבוניטריד עדינים, אשר מעלים קשיות, חוזק, עמידות בפני שחיקה וקשיחות בפלדה המוגמרת.
ש: אילו פלדות מכילות בדרך כלל ונדיום?
פחמן וסגסוגת-נמוכה פלדה בחוזק-גבוה, מוט חיזוק מיקרו-מסגסוג וחלקים מבניים, סגסוגת גבוהה-פלדת כלי עבודה, פלדות קפיציות ופרזול, וברזל יצוק עמיד-שחיקה.
ש: מה ההבדל בין FeV50 ל-FeV80?
תכולת ונדיום, כ-50% לעומת כ-80%, יחד עם מגבלות שיוריות הדוקות יותר בדרגה הגבוהה יותר; FeV80 מוסיף את אותן יחידות ונדיום עם פחות מסה ופחות אובדן טמפרטורה.
ש: איך מוסיפים פרובנדיום לחום?
בדרך כלל מוסיפים אותו למצקת או במהלך הקשה לאחר הסרת החמצון, מה שמרחיק את הונדיום מאווירת התנור המחמצן ונותן התאוששות של בערך 90% או יותר.
ש: כמה ונדיום צריך עבור פלדה סגסוגת מיקרו-?
בדרך כלל רק תוספת קטנה, המתבטאת במאות האחוז ונדיום בפלדה, שמספיקה להגיע לדרגת החוזק הנדרשת תוך שמירה על עלות סגסוגת נמוכה.
ש: האם דרגת הונדיום משפיעה על התעודה?
כֵּן. על התעודה לציין את תכולת הונדיום המנותחת ואת היסודות הנותרים אלומיניום, סיליקון, פחמן, זרחן וגופרית, והערכים חייבים להיות בגבולות המוסכמים עבור הדרגה המוזמנת.
