钒在有色金属中的应用

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自八十年代末以来,钒在非钢铁合金中的消耗逐渐减少。并不象钢铁工业那样随经济状况的好转而有很强的复苏迹象。随着新技术的不断进步,通常要求开发新的合金材料来满足对性能不断提高的要求。钒合金在应用中表现出许多重要的特性,仍然是一种很好的金属材料。 含钒合金的主要使用部门是宇航和核工业。有色合金中钒的消耗不到世界钒消耗的10%。 钛合金 据美国USBM报道,非钢铁合金中90%以上的钒是用来生产有色合金和磁性合金,其中钛合金占绝大多数。钛合金中的钒(添加量为1%V)可作为强化剂和稳定剂,钛合金添加4%V时,合金具有好的延性和成形性。在宇航工业中,目前还没有其它可替代钛合金的材料。在钛合金中,最重要的两种合金是Ti-6Al-4V(含4%V)和Ti-8Al-1Mo-1V。这两种合金总共占钛合金市场的50%。这些合金用于生产喷气发动机、高速飞行器骨架和火箭发动机机壳。钒通常以钒铝基合金形式加入钛合金中。 超级合金 含钒高性能合金的主要非宇航潜在用途是在核聚变反应器生产中用作反应器的覆盖墙和屏蔽墙。目前一直在研究用于该领域的钒合金,与其它合金相比,在700℃时,这些合金仍保持较好的延性和强度,中子辐射衰变最小,可阻止放射;对液态锂和钠(用作冷却剂)具有良好的耐腐蚀性。虽然六十年代早就研究了钒合金在核工业中的应用,但直到八十年代对聚变反应器进行重点研究之后才引起对钒合金的重视。开发的主要钒合金是LiV-Cr-TiSi(含0.15%Cr,0.20%Ti和<1%的Si)系列,其中最有意义的含钒合金是V-5Ti-5Cr。 钒能加入许多其它合金中,目的是增加强度和延性。例如加入铜基合金中,用于控制气体成份和显微组织,加入铝合金中可用于生产内燃发动机活塞以及加入一些镍基超级合金中生产汽轮机和叶片。 钒化合物在一些重要的化学工业生产中用作催化剂。化学工业中V2O5的主要用途是在硫酸生产中用作催化剂(也可用钒酸铵和钒酸钠)。此外V2O5也可把环已烷氧化为己二酸。钒催化剂也可用于聚合反应和草酸生产中。此外,柴油发动机催化转换器也采用含钒催化剂。

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