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从热力学的观点来看,钒是强碳化物形成元素,同时又是缩小C区的元素,在A-Fe中有很高的溶解度。因此,在共析钢中,钒既有溶入铁素体中形成置换固溶,碳体形成合金渗碳体。这三个过程互相影响,互相竞争,碳化钒质点能否析出,取决于三个过程竞争的结果。碳化钒形成的驱动力是体积自由能的降低(与钒和碳的亲合力有关),阻力是相界面界面能的增加,从这个意义上看,碳化钒质点必须要长大到一定大小才能稳定存在。所以,形成碳化钒需要足够高的钒含量以满足相变驱动力的需要,同时也需要集中大量的钒原子以保证形成的质点大于临界直径,也就是需要钒原子进行长距离扩散、聚集。钒含量越低,钒原子的扩散距离越长。根据计算,在钒含量为0.1%的PD3钢中,若要形成一个直径为2nm的碳化钒质点,需要周围34nm范围内所有的钒原子通过长程扩散聚集起来。由于PD3钢是珠光体钢,片间距很小,渗碳体分布均匀,所以钒溶入渗碳体不需要进行长程扩散。因此,当钢中钒含量较低时,钒原子更容易溶入渗碳体和铁素体中。当钢中钒含量不断增加时,铁素体和渗碳体中溶钒量很快达到饱和,多余的钒只能以碳化钒的方式析出,从电化学萃取分析的结果来看,此临界值大约在0.1%~0.2%左右。

催化剂的硫化处理

为考察SO2对催化剂活性的影响, 除在反应气氛中直接加SO2气体外, 还将1% V2O5/AC催化剂预硫化处理, 然后进行活性测试. 预硫化分别用SO21010在线处理0.2 g催化剂2 h, 然后相同温度下用Ar(约200 mL/min)吹扫1 h，以去除反应器中的和催化剂物理吸附的SO2. 稀H2SO4处理采用与催化剂等体积的2 mol/L H2SO4溶液浸渍, 然后在110时V2O5/AC催化剂上NO转化率与V2O5担载量的关系以及SO2的影响. 反应气氛中没有SO2的情况下。

随V2O5担载量的增加, 在0~5%范围内催化活性升高, 在5%~13%范围内活性没有明显的变化, 但当担载量达到17%时催化活性出现降低. 值得注意的是, 相对于活性炭载体 (V2O5担载量为0, NO转化率为12%), 即使担载1% V2O5, 催化活性提高, 但随反应时间的增加, 催化活性缓慢降低.

钒属于稀有金属，具有熔点高、密度小（钒是V族元素中蕞轻的金属，在十个高熔点金属中也是蕞轻的一个金属）的特点。大多数钒存在于钒钛磁铁矿中。钒在地壳中的存在量很小(质量比为0.023%)，但微量的钒在钢中却可发挥显著的性能改善作用。

钒在冶金工业、化学工业、原子能工业、航空航天工业、农业、医学等各个领域中有着非常广泛的应用。不过，现在生产的钒绝大多数还是应用在冶金工业中，将其作为钢中重要的微合金化元素和合金化元素来提高钢的性能。钢中添加钒可以提高钢的强度、改善钢的韧性和塑性，改善钢的工艺性能，提高钒钢制品的服役性能等。目前，钒广泛地应用于高强度热轧带肋钢筋、高强度低合金钢、微合金非调质钢、轴承钢、超高强度钢、模具钢、高速钢、马氏体耐热钢、不锈钢等钢种中。