钒渣溶液中的一个重要成分是钒酸钠。钒酸钠有多种,按钒酸钠中氧化钠和五氧化二钒的比例不同而不同:4Na2O V2O5(4∶1),3Na2O V2O5(32O V2O5(摩尔比为2∶1 25(3∶2),5Na2O 4V2O5),2V2O5(摩尔比为1∶1)等。,3∶1的钒酸盐为正钒酸盐Na3VO4;摩尔比为2∶1的钒酸盐为焦钒酸盐Na4V2O7;摩尔比为1∶1的钒酸盐为偏钒酸盐NaVO3。正钒酸盐溶于水中电离成Na和正钒酸根VO4,水溶液的pH值大约为12。随着电解的进行,水溶液pH值下降。各种钒酸根有如下平衡:
-+4-(1)2VO3+2H[V2O7]+H2O,4pH值=10.6～12.0;(2)2[V2O7]4-+4H+[H2V4O13]pH值=8.9～9.0;
5[H2V4O13]4-+8H+4[H4V5O16]pH值=6.8～7.0。
2[H4V5O16]3-+6H+pH值=2.2;(5)V2O5+2H+2[VO2]+3-4-+下,阳极室溶液中的Na透过阳离子交换膜到达阴极室;而阳极液中的所有阴离子却因阳离子膜对它们的静电排斥作用不能进入膜中。阳离子交换膜的这种选择透过性造成电解反应的结果是:在阳极室发生氧气,阳极溶液的pH值变小;在阴极室放出氢气,同时产生氢氧化呐溶液。阳极溶液的pH值下降,其效果就如在阳极液中加酸而不带入对应的酸根阴离子。用离子交换膜电解的方法代替普通加酸中和法的优点是不带入杂质阴离子,通过电解还能生产有用的氢氧化呐、氧气和氢气。
当钢中钒含量超过0.12%以后,铁素体和渗碳体中钒含量并不随钢中钒含量的增加而上升,钢中钒含量的增加只是导致碳化钒析出量增加。分析表中数据可知,钢中钒含量提高后,铁素体中钒含量大致稳定在0.09%左右,渗碳体中钒含量大致稳定在0.23%左右。这说明0.09%和0.23%是PD3钢中的钒在铁素体和渗碳体中的饱和溶解度。2.2 PD3钢中碳化钒的析出
对各试样的珠光体形貌的大量观察表明:在2号和3号试样中的珠光体内没有明显的碳化钒质点析出,只有在较宽大的珠光体片内偶见无序的少许碳化钒质点。暗场观察可以发现这类质点位向关系往往并不一致,即暗场下不能得到这类质点同时呈现亮的视场,这说明此类质点不是通过/相间沉淀0析出的。从表2的数据可以知道,2号和3号试样的碳化钒析出量很少,只有0.019%和0.074%,所以TEM下不易发现碳化钒质点。从碳化钒的析出规律来看,电镜观察与萃取分析的结果是一致的。
为了实现小批量连续化制备碳化钒粉末，以工业级Ｖ：０，和纳米炭黑为原料，利用碳热还原法，在常压下碳管炉中得到了Ｖ。ｃ，。通过ｘ射线衍射仪（ＸＲＤ）、扫描电镜（ＳＥＭ），分析了合成过程。结果表明：在较低的温度下，纳米炭黑将Ｖ：Ｏ；还原为ＶＯ：；随着合成温度的升高，还原为更低价的Ｖ：Ｏ，，但没有ＶＯ生成；接着发生碳化反应，生成ｖｃ。一，、ｖ。ｃ，，合成的各阶段相互重叠；在合成过程中，试样的显微组织因物相不同而有所不同，生成的钒氧化物为炭黑附着的颗粒状大团聚体，ＶＣ，一；粉末颗粒呈类球形，但大小不均匀；随着温度升高，合成的终产物Ｖ。ｃ，粉末颗粒呈球形或类球形，大小均匀，粒度为１斗ｍ左右；还原碳化过程中，产生的气体有ＣＯ、ＣＯ：。
在焊接高强钢中，促进热影响区中铁素体的形成，从而提高焊件的韧性。在中、高碳钢中采用钒微合金化，将明显推迟珠光体转变，在同样冷却速度条件下可获得更细的珠光体，即提高了索氏体化的程度，如在硬线产品中，钒微合金化不但提高
了产品的强度和韧性，而且有可能部分或全部取消铅浴处理。在钢轨产品中，为提高其使用寿命，发展了欠速淬火工艺，即SQ （Slack Quenching ）工艺。试验表明，在硬度相同的情况下，珠光体比回火马氏体和贝氏体更耐磨，并且珠光体的片层间距越小，其耐磨性能越好。在钢轨中加入适量的钒，其转变曲线右移，使其在实施SQ 工艺时，更易于实现组织的索氏体化。
钒作为合金和微合金添加剂，在钢中具有许多良好的作用。以上介绍的主要是在微合金钢或微合金化时钒的作用。除此之外，钒在不同类型、不同用途的钢种中，还具有许多不同的特殊的作用。如：在热处理钢中增加抗回火的能力；在高速钢中提高红硬性的作用；在热强钢中将改善抗蠕变性能；在耐蚀钢中改善抗腐蚀性能的作用，以及抑制应变时效的作用等。