¿Por qué agregar vanadio a una aleación de acero lo hace más fino?

Técnicamente, no lo hace.

Limita la formación de granos más grandes al bloquear su crecimiento.

Un acero producido sin la atención adecuada a los detalles no se volverá de grano fino solo porque arrojaron un lingote de vanadio. Acero de vanadio de grano grande, permanece de grano grande hasta que alguien lo manipula adecuadamente para refinar el grano.

Un acero que está diseñado para tener un grano fino y que contiene una cantidad bien distribuida de un elemento que restringe el crecimiento del grano, seguirá siendo de grano fino mientras se forma o rectifica y luego se trata con calor *. El vanadio es solo 1 de muchas posibilidades, algunos otros ejemplos son aluminio, niobio y titanio. El elemento elegido depende del propósito previsto para el acero, ya que todos tienen diferentes efectos sobre el acero acabado más allá de la estructura del grano.

Actualmente, la mejor manera de producir un acero con una distribución precisa de la aleación es a través del proceso de Metalurgia en Polvo. El acero se funde y la química exacta se refina en una serie de hornos de arco eléctrico sellados al vacío o llenos de gas inerte. Una vez que los elementos se hayan disuelto completamente, estarán naturalmente bien distribuidos en el acero líquido. Pero, a medida que comienza a enfriarse, el acero alcanza un punto donde comienza a solidificarse pero permanece lo suficientemente caliente como para permitir que algunos de esos elementos se agrupen y terminen distribuidos de manera desigual. Entonces, en el proceso de Metalurgia en Polvo, el acero líquido no se vierte, se rocía a través de una boquilla apretada que lo dispersa en pequeñas gotas. Imagine la configuración de “niebla” en un rociador de manguera de jardín, pero con acero líquido. Cada gota se enfría rápida e independientemente a medida que cae y termina como un recipiente lleno de metal en polvo grueso. Cada gota contendrá la distribución adecuada de los elementos de aleación porque se aislaron como líquido y terminaron de enfriarse sin más contacto. Luego, el metal en polvo se coloca en moldes o se encerra en un tubo de acero inoxidable llano llamado “bote”. El recinto ayuda a formar el producto final, pero lo más importante, evita la oxidación durante el siguiente paso. Esos moldes / recipientes se calientan a una temperatura de soldadura de forja precisa, donde la presión de una prensa hidráulica o un laminador puede fusionar las gotas individuales en una sola pieza de acero, sin permitir que alcance una temperatura que permita que los elementos de aleación se muevan .

[* A menos que alguien lo arruine y lo sobrecaliente lo suficiente como para redistribuir al azar el vanadio y otros elementos de aleación.]

sí, lo hace … y realmente funciona bien. Agregué un polvo de duendecillo de V a un acero inoxidable común utilizado en la industria de dispositivos médicos para refinar granos en función de una necesidad específica … dibujar tubos hace que cada vez más granos sean anisotrópicos, lo que no era ideal para el dispositivo médico en el que estábamos trabajando … Los implantes más delgados fomentan el crecimiento de células musculares menos lisas (re-endotelialización), pero pierden más de su fuerza perpendicular a las fuerzas de compresión que experimentaron (piense en la lata de refresco). refinar aún más el tamaño del grano ayudó a mejorar la capacidad de resistir las fuerzas de compresión sin cambiar la biocompatibilidad …

Los átomos de V nuclean nuevos granos durante el tratamiento termomecánico debido a que la presencia de V inhibe el movimiento del límite del grano, lo que alienta a un nuevo grano a nuclearse y crecer. V distribuida equitativamente ayudará a dar a luz nuevos granos, y cuanto más homogéneamente se distribuya la V, más homogéneo será el tamaño del grano.

aumentar el trabajo duro y el recocido también aumentará la nucleación de nuevos granos en los aceros, al igual que otros elementos, pero mi método definitivamente logró los resultados que quería. tienes que amar cualquier cosa donde todo lo que necesitas hacer es agregar un poco de polvo de duendecillo … Tenía los mejores profesores de metalurgia … tanto científicos como poetas.