Ванадий, его свойства и сплавы.

Ванадий, его свойства и сплавы

Ванадий. Химический элемент, символ V (лат. Vanadium, по имени древнескандинавской богини красоты Ванадис). Имеет порядковый номер 23, атомный вес 50, 942, плотность 6, 11 г/см³, температуру плавления 1900°С, температуру кипения 3400°С.

Чистый ванадий обладает хорошей пластичностью и поддаётся всем видам обработки: ковке, прокатке, штамповке, прессованию, обработке резанием и сварке в инертной атмосфере. Он хорошо сохраняет свою прочность при температуре 400 — 500°С.

Механические свойства ванадия в большой степени зависят от содержания в нём примесей кислорода, азота и водорода. Общее содержание кислорода и азота в ковком металле не должно превышать 0, 25%.

Ванадий почти не подвержен наклепу и способен выдерживать большие обжатия в холодном состоянии без промежуточного отжига.

Ванадий обладает высокой коррозионной стойкостью в пресной и морской воде, разбавленных растворах серной и соляной кислот, растворах солей и щелочей. Растворяют ванадий плавиковая, концентрированная горячая серная, хлорная и азотная кислоты, а также царская водка. Растворяют ванадий с образованием солей ванадиевой кислоты расплавленные щёлочи, поташ, селитра.

В нагретом состоянии ванадий взаимодействует с водородом, кислородом, азотом, хлором, серой и углеродом. Образующаяся при взаимодействии металла с кислородом плёнка из пятиокиси ванадия сохраняет плотность и прочно связана с металлом при температурах ниже 675°С. Выше этой температуры пятиокись ванадия плавится и не защищает металл от окисления. Низкая температура плавления пятиокиси ванадия предопределяет области его применения. Ванадий и его соли ядовиты.

Ванадий применяют главным образом в качестве легирующего элемента при производстве высококачественных специальных сталей и сплавов на основе алюминия, титана, ниобия и других металлов. Ванадиевый сплав с добавкой 5-20% Ti сочетает низкотемпературную прочность и высокую пластичность с высокой прочностью при повышенной температуре и малой ползучестью.

В химической промышленности пятиокись ванадия применяют в качестве катализатора в процессе производства серной кислоты контактным способом и в промышленности органического синтеза. Добавка соединений ванадия к резине повышает её плотность, уменьшает пористость, увеличивает сопротивление разрыву. Такая резина непроницаема для масел.

В текстильной промышленности соединения ванадия используют в качестве протрав при крашении. Ванадат аммония используется для окраски кожи в чёрный цвет, а соединения ванадия — для лаков и красок. Ванадиевые красители применяют в стекольной и керамической промышленности.

В сельском хозяйстве соединения ванадия применяют как ядохимикаты и микроудобрения.

Ванадий применяют как материал для ядерных реакторов на быстрых нейтронах, так как он обладает малым поперечным сечением захвата нейтронов, малым поперечным сечением неупругого рассеивания нейтронов, большой прочностью при повышенных температурах и высокой теплопроводностью.

Основные физические и механические свойства ванадия:

Атомная масса ……………………………………………………50, 942

Плотность, г/см³ ……………..……………………………………6, 11

Температура, ^°С:

плавления ……………………………………………1900

кипения ……………………………………………… 3400

Удельное электросопротивление при 20^°С, мком ^. с ….. ..24, 8

Коэффициент теплопроводности при 100°С,

кал/ (см ^. сек ^. град).........................................................................0, 074

Скрытая теплота плавления, кал/г………..……………..…….82, 5

Твёрдость НВ……………………………………………………….65

Теплоёмкость при 0°С, кал/(г ^. град)…………………………….0, 120