钨、钼、钒、铌的作用及应用场景

2023-06-20 理论教育版权反馈

【摘要】：由于碳化钨具有很高的硬度，回火析出后，能增加钢的硬度并提高气阀钢的耐磨性能。钒是强碳化物形成元素，主要以VC的形式存在。NbN还可以阻止高温下晶粒粗化，改善气阀钢的热加工塑性。图11-4 铌对奥氏体晶粒度和粗化温度的影响

1.钨在气阀钢中的作用

钨在气阀钢中以简单碳化物W₂C、WC，以及复合碳化物（W，Fe）₂₃C₆等形式存在。细小的碳化钨能阻止高温时晶粒粗化，提高钢的高温强度。由于碳化钨具有很高的硬度，回火析出后，能增加钢的硬度并提高气阀钢的耐磨性能。

2.钼在气阀钢中的作用

钼在奥氏体气阀钢中的含量（质量分数）为0.25%～1.25%，少量钼在钢中主要作用是提高高温强度和改善热处理性能。

3.钒在气阀钢中的作用

钒在奥氏体气阀钢的含量（质量分数）为0.75%～1.00%。钒是强碳化物形成元素，主要以VC的形式存在。固溶处理时，VC溶于奥氏体，时效过程以细小弥散状VC析出使基体强化，提高钢的耐磨性能。少量钒以氮化钒形式存在时，可以细化晶粒，提高钢的屈服强度和抗拉强度。

4.铌在气阀钢中的作用

奥氏体气阀钢中，铌含量（质量分数）为1.00%～2.50%。铌在钢中主要以氮化铌NbN和碳化铌NbC的形式存在。固溶处理时，两者均溶解于奥氏体中；时效过程中，以细小弥散状氮化物或碳化物析出在基体上，使钢强化。

部分铌以氮化铌NbN形状，在凝固前沿析出，细化钢的结晶组织。NbN还可以阻止高温下晶粒粗化，改善气阀钢的热加工塑性。

图11-4示出铌对奥氏体晶粒度和粗化温度的影响。

图11-4 铌对奥氏体晶粒度和粗化温度的影响