使用偏钒酸铵和纳米炭黑为原料,先制备前驱体粉末,再将前驱体粉末在一定温度下热处理得到纳米V8C7粉末。采用X射线衍射仪(XRD)和扫描电镜(SEM)对不同温度下反应产物的相组成和微观结构进行了分析。结果表明:反应温度对纳米碳化钒制备过程中的相组成和微观结构具有重要影响;随着温度升高,将发生NH4VO3→V2O5→VO2→V5O9+V4O7→V2O3→VC1-x→V8C7的相转变,反应产物的粒度呈增大→减小→增大的变化趋势,1100℃时粉末显示较好的分散性,并且主要由直径100nm左右的球形颗粒组成。
弥散分布的纳米碳化钒颗粒能明显提高TWIP钢的屈服强度,但同时将在一定程度上降低加工硬化率。采用一个修正的物理模型来研究纳米碳化钒颗粒对一种实验室等级的FeMnC奥氏体TWIP钢加工硬化率的影响。试验发现在塑性变形过程中弥散分布的纳米碳化钒颗粒会加快位错累积速率,但也会降低孪晶形成速率。与不含析出相的TWIP钢相比,在小应变时含纳米碳化钒颗粒的TWIP钢加工硬化率较高,但随着应变量的增加其硬化率减小的速度高于不含析出相的TWIP钢,因此在高应变条件下含纳米碳化钒颗粒的TWIP显示出较低的钢加工硬化率。
高钒铁基耐磨合金作为新一代耐磨材料,已在轧辊等领域获得广泛应用。通过等离子粉末堆焊在Q235低碳钢板上熔覆高钒铁基耐磨合金(V8)涂层,在MLD-10动载荷冲击磨料磨损试验机上测试了V8涂层在铸造石英砂磨料下的冲击磨料磨损性能,冲击能量为1.0 J,1.5 J,2.0 J,2.5 J,3 J,并与高锰钢(ZGMn13)进行对比。结果表明:当冲击功为1J时,V8涂层的耐冲击磨料磨损性能是高锰钢的4.7倍。随着冲击功的增加,V8涂层与ZGMn13高锰钢之间的耐磨性差距大幅缩小。V8涂层微观组织形态为高硬度原位生成的团球状碳化钒弥散分布于强韧的板条状马氏体基体和网状共晶(Cr,Fe)_(7)C_(3)碳化物之间,碳化钒硬质质点对基体割裂小,涂层具有良好的强韧性匹配。V8涂层磨损机理以基体的显微切削和VC颗粒的脱落为主,高锰钢磨损机理以微切削和塑性变形为主。