Dureza de ferrovanádio e aço: reforço de carboneto de vanádio e referência de preço na China

O que torna o aço duro

A dureza do aço não é uma propriedade única, mas o resultado visível de como a microestrutura resiste à deformação plástica. Duas rotas estão disponíveis para uma siderúrgica. A primeira é térmica: o aço é temperado com rapidez suficiente e o carbono fica preso em uma estrutura martensítica dura. A segunda é química: adicionar um elemento que forme partículas finas e duras dentro da matriz para que a própria ferrita ou martensita temperada se torne mais resistente à deformação. O ferrovanádio funciona pela segunda rota, sem a distorção e a tensão residual que uma têmpera severa introduz.

O ferrovanádio é uma liga mestre de ferro-vanádio classificada com base no teor de vanádio, mais comumente FeV50 e FeV80. É adicionado à concha ou corrente de vazamento, onde se dissolve e libera vanádio em solução sólida. O que acontece a seguir é o que aumenta a dureza.

Como os carbonetos de vanádio aumentam a dureza

Uma vez que o vanádio está em solução, ele se combina com carbono e nitrogênio durante o resfriamento e subsequente tratamento térmico para formar partículas de carboneto de vanádio e carbonitreto de vanádio. Estas partículas são extremamente duras e termicamente estáveis, e precipitam numa escala muito fina. O seu efeito na dureza tem três partes.

Fortalecimento da dispersão.Partículas finas bloqueiam o movimento das discordâncias. Uma discordância que encontra uma partícula dura deve cortá-la ou curvar-se em torno dela, e ambos requerem mais tensão aplicada. O resultado da escala-macro é uma maior dureza e maior resistência à tração.

Refinamento de grãos.O mesmo precipita os limites dos grãos de austenita durante o trabalho a quente, de modo que o tamanho final do grão é menor. A dureza em uma estrutura-de granularidade fina é maior e mais uniforme do que em uma estrutura grosseira.

Endurecimento secundário.No revenido, partículas{0}ricas em vanádio re-precipitam em temperaturas onde outros carbonetos já estariam engrossando. O aço, portanto, mantém sua dureza após o revenido em vez de amolecer, e é por isso que o vanádio aparece em aços para ferramentas, matrizes e para trabalho a quente.

O vanádio também melhora a resistência à deformação em temperaturas elevadas. Essa combinação de dureza a quente e estabilidade estrutural é a razão pela qual as adições de vanádio aparecem no aço, que deve manter sua forma sob carga e calor ao mesmo tempo.

Escolhendo a classe: FeV50 e FeV80

A seleção da nota segue o tamanho da adição e o estágio em que ela é feita. O FeV80 carrega cerca de 80% de vanádio, portanto, menos ferro transportador entra no banho para a mesma adição de vanádio, o que é importante em adições tardias de acabamento da panela e em corridas com orçamento de peso apertado. O FeV50 é amplamente utilizado para adições de microligas maiores, onde a massa extra não é uma restrição e a economia do grau inferior é mais favorável. Os produtores chineses normalmente designam essas classes como GB/T 4139, e cada lote é fornecido com uma análise química que a planta receptora utiliza para calcular a carga real de vanádio.

Dois pontos práticos influenciam a recuperação. O vanádio tem alta afinidade pelo oxigênio, portanto a adição deve ocorrer após a desoxidação e deve ser feita onde as condições da escória não a retirem do banho. Como a liga é densa, ela penetra sem dificuldade na escória normal da siderurgia e se dissolve de maneira confiável, razão pela qual a recuperação de vanádio na prática da panela é normalmente alta e consistente.

Referência de preço do FeV50 na China, junho de 2023

A tabela abaixo registra os principais níveis de transações domésticas para FeV50 até junho de 2023. O mercado de origem cota em unidades de dez mil CNY por tonelada; os valores foram convertidos em CNY por tonelada para facilitar a leitura e são mostrados como intervalos de transações entregues,-incluindo impostos.

Data (junho de 2023)	Nota	Transação principal (CNY/t)
19 de junho	FeV50	113,000 - 116,000
16 de junho	FeV50	113,000 - 116,000
15 de junho	FeV50	113,000 - 116,000
14 de junho	FeV50	113,000 - 116,000
13 de junho	FeV50	112,000 - 116,000
12 de junho	FeV50	112,000 - 116,000
9 de junho	FeV50	110,000 - 114,000
8 de junho	FeV50	110,000 - 114,000
7 de junho	FeV50	110,000 - 114,000
6 de junho	FeV50	110,000 - 114,000
5 de junho	FeV50	110,000 - 114,000
2 de junho	FeV50	111,000 - 115,000
1º de junho	FeV50	114,000 - 116,000

Três observações podem ser extraídas da série sem-ler demais. O mercado abriu Junho no seu nível mais alto do mês, abrandou a meio da primeira semana e depois manteve um patamar inferior durante várias sessões antes de recuperar na segunda metade do mês. A amplitude do intervalo cotado também se comprimiu à medida que o mês avançava, o que normalmente sinaliza que compradores e vendedores estavam a convergir para um nível de trabalho, em vez de discutirem sobre um spread amplo. Para um fabricante de aço que planeia uma adição de vanádio, a leitura prática é que o nível absoluto importa menos do que o calendário relativo ao calendário de produção, porque uma oscilação de dois a três mil CNY por tonelada num único mês é equivalente a uma alteração no custo do material em cada calor que utiliza a liga.

Os compradores devem tratar qualquer série histórica apenas como referência. Os preços do vanádio respondem aos custos da matéria-prima do pentóxido de vanádio, às condições de exportação e à produção de aço, e a base de comparação correta é sempre o custo por quilograma de vanádio contido em um prazo de entrega determinado.

Onde o aço endurecido-com ferrovanádio é usado

O aço-endurecido com vanádio aparece em aplicações de ferramentas e matrizes, em forjamentos e fixadores de alta-resistência, em aço para molas, em placas-resistentes ao desgaste e em seções estruturais-para serviços pesados. Na construção, ele suporta reforços de alta-resistência e, em equipamentos de pressão e energia, contribui para classes resistentes-à fluência, onde carbonetos estáveis ​​são essenciais à temperatura de serviço. Em cada caso, a adição é dimensionada para atingir uma classe de dureza ou resistência, depois verificada por testes de dureza e testes de tração do produto acabado, em vez de ser assumido a partir do peso da carga.

Perguntas frequentes

P: Como o ferrovanádio aumenta a dureza do aço?
Introduz vanádio, que forma partículas finas de carboneto de vanádio e carbonitreto que bloqueiam o movimento de deslocamento, refinam o tamanho do grão e resistem ao amolecimento durante o revenido.

P: O ferrovanádio torna o aço mais duro do que um tratamento de têmpera e revenido?
As duas rotas são complementares e não concorrentes. O vanádio aumenta o teto de dureza da análise de base e mantém a dureza estável à temperatura, enquanto a têmpera e o revenido definem o nível geral de resistência.

P: Qual classe deve ser usada, FeV50 ou FeV80?
O FeV80 é adequado para adições tardias e precisas de panela porque traz menos ferro transportador. O FeV50 é econômico para adições de microligas maiores, onde o peso da carga não é uma restrição.

P: Quanto ferrovanádio é necessário para atingir uma meta de dureza?
A adição é calculada a partir do vanádio requerido na análise e da recuperação estabelecida na planta, sendo então confirmada por testes de dureza e tração do produto. As corridas de teste são a maneira confiável de corrigir o fator.

P: O vanádio funciona em altas temperaturas?
Sim. Os carbonetos de vanádio são termicamente estáveis, portanto a dureza é retida em temperaturas onde outros sistemas de carboneto já estariam engrossando e amolecendo.

P: Por que a faixa de preço de junho de 2023 é importante para o comprador agora?
Mostra quanto a cotação do FeV50 pode movimentar dentro de um mês. É por isso que os contratos geralmente fazem referência a um índice publicado com especificações e prazos de entrega declarados, em vez de um valor fixo.