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钒钛是做什么的?

钒以钒铁(及其它钒合金)、钒化合物和金属钒的形式广泛应用于冶金、宇航、化工等工业部门。

钒钛是做什么的?

钒铁是钢铁工业重要的合金添加剂。钒可提高钢的强度、韧性、延展性和耐热性。自六十年代以来,钒在钢铁工业中的应用急剧增加,到1988年已占钒消耗量的85%。钒在钢铁方面的消耗比例为碳素钢占20%,高强度低合金钢占25%,合金钢占20%,工具钢占15%。含钒高强度低合金钢(HSLA)以其强度大而广泛用于输油/气管道、建筑、桥梁、钢轨、压力容器、车厢架等生产建设中。目前各种含钒钢的应用范围越来越广。

金属钒在有色合金中主要用于生产钒钛合金,如Ti-6Al-4V,Ti-6Al-6V-2Sn和Ti-8Al-1V-Mo等。Ti-6Al-4V合金是用于制造飞机和火箭的优良高温结构材料,在美国极受重视,产量占钛基钒合金的一半以上。金属钒还可用于磁性材料、铸铁、硬质合金、超导材料及核反应堆材料等领域。

五氧化二钒和钒化合物主要用于玻璃与陶瓷工业的着色剂、硫酸和石油化工生产用的催化剂。在美国,35%的五氧化二钒用于生产硫酸,35%用于石油精炼。钒催化剂具有特殊的活性,其它元素难以代替。随着化学工业的迅速发展,钒作为催化剂的重要性将更加显现出来。

钒的应用范围

应用领域

占总量比例(%)

主要用途

使用产品

碳素钢

25

钢筋

FeV

HSLA钢

25

建筑,石油管道

FeV

高合金钢

20

铸件,石油管配件

FeV

工具钢

15

高速工具钢,耐磨件

FeV(80%V)

钛合金

10

喷气式发动机零件,飞行器机体

V-Al基合金

化学制品

5

硫酸和顺丁烯二酸酐生产

V2O5和其它钒化合物

材料是一切工程建设的基础。人类文明进步的重要标志之一,就是使用材料的不断更新、增加。材料、能源和信息是现代科学技术发展的三大支柱。

在众多的金属材料中,一种新的金属材料钛已成为耀眼的"新星"。钛是轻金属之一,纯净的钛具有许多优良性能。钛的比重虽然仅是钢的50%,但其强度却超过钢约18%,其延展性更远远优于钢,能象铜一样经得起锤击和拉延。钛的熔点达1600℃,大大高于钢,如把钛和钢同时放在炼钢炉中,钢熔化了,而钛却依然如故。在超低温环境中钢会变脆,掉在地上会被摔碎,而钛在-100℃时也不会变脆,仍具有良好的机械性能。钛还具有良好的耐酸碱、耐腐蚀性能,在强酸碱溶液中,钢铁会被腐蚀得千疮百孔,而钛却安然无恙;钢铁在海水中会迅速锈蚀变质,而钛至少5年内不会锈蚀。用钛锅炒菜,不会产生粘锅现象。用钛合金做的不粘锅已进入家庭。钛与铝相比也有许多优点,钛的硬度高于铝,因此比铝坚固,不易变形;钛的熔点更远远高于铝(600℃)。

以钛为基质,掺入铝、钒、钼、锆等金属,可以得到含钛90%的优质材料--钛合金。钛合金具有重量轻、耐冲击、抗拉压等许多优良性能,是机械、航空、宇航等工业中的高级用材。以钛合金为主体制成的飞机,强度高、重量小,可提高航速约1/3,能大大增加载客量(大型客机能增加100多人),还能节省燃料。用钛合金制造的深海探测器,可深潜至6500米深度,而不会被压坏,而用钢铁制造的潜艇,只能潜至300米。在航天和宇航工业中,钛合金以其优良性能被广泛采用,运载火箭、人造卫星、航天飞机、空间站、行星探测器等,大都采用钛合金制造外壳。这种金属壳体能在太空条件下保持坚韧,能在高速飞行中抵御剧烈的摩擦而产生的高温。

在化学工业中,需要耐腐蚀的泵、阀门、反应器等设备,这些设备也多用钛合金制作。钛与镍结合,还能制成具有记忆功能的"记忆合金"。用这种材料制造汽车外壳,当撞车发生变形时,只要用80℃以上的热风一吹,就能恢复原来形状。

钛也是优秀的装饰材料,表面镀钛的材料,不仅外表光亮美观,而且具有很强的耐磨损和抗腐蚀特性;在真空条件下,将等离子体状态的钛镀在工作或建筑物的表现上,其外观酷似黄金,称为钛金。北京亚运村的火炬、天安门广场的国旗杆球顶、大观园的宝顶等都是用钛金装饰的。用钛金做建筑装饰,不仅能节约大量黄金,而且光彩夺目、雍容华贵,可达到"以假乱真"的效果。钛金还可用于家具、灯饰、卫生洁具、健身器材、自行车、摩托车等的装饰。

钛在地壳中蕴藏丰富,在各种金属储量中占第9位,约为铜、镍、铝、锌总量的17倍。含钛的矿物有70多种,主要是分布于火成岩中的金红石钛铁矿。过去,由于开采困难,成本高,钛的应用受到限制,现在冶炼技术已大大提高,成本正逐渐降低,钛的应用

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