從熱力學的觀點來看,釩是強碳化物形成元素,同時又是縮小C區的元素,在A-Fe中有很高的溶解度。因此,在共析鋼中,釩既有溶入鐵素體中形成置換固溶,碳體形成合金滲碳體。這三個過程互相影響,互相競爭,碳化釩質點能否析出,取決于三個過程競爭的結果。碳化釩形成的驅動力是體積自由能的降低(與釩和碳的親合力有關),阻力是相界面界面能的增加,從這個意義上看,碳化釩質點必須要長大到一定大小才能穩定存在。所以,形成碳化釩需要足夠高的釩含量以滿足相變驅動力的需要,同時也需要集中大量的釩原子以保證形成的質點大于臨界直徑,也就是需要釩原子進行長距離擴散、聚集。釩含量越低,釩原子的擴散距離越長。根據計算,在釩含量為0.1%的PD3鋼中,若要形成一個直徑為2nm的碳化釩質點,需要周圍34nm范圍內所有的釩原子通過長程擴散聚集起來。由于PD3鋼是珠光體鋼,片間距很小,滲碳體分布均勻,所以釩溶入滲碳體不需要進行長程擴散。因此,當鋼中釩含量較低時,釩原子更容易溶入滲碳體和鐵素體中。當鋼中釩含量不斷增加時,鐵素體和滲碳體中溶釩量很快達到飽和,多余的釩只能以碳化釩的方式析出,從電化學萃取分析的結果來看,此臨界值大約在0.1%~0.2%左右。
三步法熔化制片
多釩酸銨或偏釩酸銨先在干燥器中在小于200℃條件下脫水,
再于回轉爐內在500℃~600℃條件下脫氨、蕞后在電弧爐或電阻爐內在800℃條件下熔化制成片狀。
目前俄羅斯及中國試行的閃熔方法應屬三步法熔化。
(1)交貨釩渣中的金屬鐵含量應不大于19%
(2)釩渣以塊狀交貨,其塊度應不大于200mm。需方對釩渣塊度有特殊要求時,由供需雙方商定.
五氧化二釩回收工藝
從石煤中回收:從石煤中提釩的工藝主要是鈉化焙燒工藝,鈉化氧化焙燒—水浸出—水解沉釩—堿溶銨鹽沉釩—熱解脫氨—精釩的工藝流程。該工藝是我國從石煤中提釩普遍采用的工藝,特點是工藝簡單,并且充分利用了石煤的熱能。缺點是回收率較低,一般在60%以下。美國采用以上工藝,但采用稀硫酸浸出、溶劑萃取技術,回收率可達70%。