Dos polvos, dos elementos diferentes
El polvo de ferrotitanio y el polvo de ferrovanadio a menudo se analizan juntos porque ambos son productos de ferroaleaciones finas que se venden por tamaño de malla, pero aportan diferentes elementos a la masa fundida y se compran por diferentes motivos. El ferrotitanio proporciona titanio, un elemento que se combina fácilmente con oxígeno, nitrógeno y carbono, por lo que se utiliza para controlar el oxígeno y refinar la estructura del grano del acero. El ferrovanadio suministra vanadio, un elemento que forma carburos y nitruros estables y se utiliza para aumentar la resistencia del acero mediante el fortalecimiento por precipitación.
La distinción es importante tanto desde el punto de vista comercial como técnico. El titanio es un desoxidante fuerte y agresivo y su recuperación en la cuchara es sensible al método de adición, por lo que se prefiere la forma en polvo para la adición controlada. El vanadio es un elemento de aleación comparativamente predecible y el polvo de ferrovanadio se selecciona cuando el comprador necesita una disolución rápida para un análisis final preciso.
Composición de los Grados Comunes
| Producto | Calificación | Elemento principal (%) | Balance | Elementos residuales típicos |
|---|---|---|---|---|
| Ferrotitanio | FeTi30 | Ti 25,0-35,0 | fe | Al, Si, C, S, P, Manganeso |
| Ferrotitanio | FeTi40 | Ti 35,0-45,0 | fe | Al, Si, C, S, P, Manganeso |
| Ferrotitanio | FeTi70 | Ti 65,0-75,0 | fe | Al, Si, C, S, P, Manganeso |
| Ferrovanadio | FeV50 | V 48.0-55.0 | fe | Al, Si, C, S, P |
| Ferrovanadio | FeV80 | V 75.0-85.0 | fe | Al, Si, C, S, P |
Ambas familias son aleaciones a base de hierro-, por lo que las diferencias residen en el elemento de aleación y en el paquete residual que lo acompaña. El ferrotitanio normalmente transporta aluminio, silicio, carbono, azufre, fósforo y manganeso como residuos, porque el titanio se produce a partir de materias primas titaníferas en un horno aluminotérmico o-eléctrico donde esos elementos están presentes. El ferrovanadio transporta aluminio, silicio, carbono, azufre y fósforo, y el manganeso no es un residuo rutinario de la misma manera. El documento de control para cada compra es la norma aplicable junto con el certificado de análisis de fábrica del lote enviado, y la misma designación de grado se puede comercializar en varios paquetes residuales.
Qué hace cada polvo en el derretimiento
Polvo de ferrotitanio
Desoxidación y desnitrogenación:El titanio tiene una gran afinidad por el oxígeno y el nitrógeno, por lo que se añade ferrotitanio para reducir el oxígeno disuelto y combinarlo con el nitrógeno antes de que pueda provocar envejecimiento por deformación.
Refinamiento de grano:El titanio forma partículas estables que fijan los límites de los granos durante la solidificación y el recalentamiento, lo que mejora la tenacidad en la zona afectada por el calor-de las estructuras soldadas.
Aleación:El titanio es un elemento de aleación deliberado en aceros inoxidables y{0}}resistentes al calor, donde estabiliza el carbono y evita la precipitación de carburo de cromo en los límites de los granos.
Uso no-metalúrgico:El polvo para cojinetes de titanio-también se utiliza como pigmento y aditivo anticorrosión-en pinturas y revestimientos protectores, donde contribuye a la durabilidad de la película y a la resistencia a la corrosión.
Polvo de ferrovanadio
Fortalecimiento:El vanadio forma carburos y carbonitruros finos que retardan el movimiento de dislocación, que es la base de las combinaciones de alta resistencia y tenacidad en los aceros microaleados.
Endurecimiento en aceros para herramientas y troqueles:El vanadio aporta endurecimiento secundario y resistencia al desgaste, y es una adición estándar en aceros para herramientas de trabajo en frío y de alta-velocidad-.
Control de granos:Los precipitados de vanadio restringen el crecimiento del grano de austenita durante el trabajo en caliente, razón por la cual los aceros que contienen vanadio- toleran temperaturas de recalentamiento más altas.
Recorte preciso:la forma en polvo se disuelve rápidamente y se distribuye uniformemente, por lo que se utiliza cuando el análisis final debe realizarse dentro de una banda estrecha.
Tamaño de partícula, embalaje y manipulación
Las especificaciones del polvo se escriben por tamaño de malla, más comúnmente en el rango desde aproximadamente menos 40 mallas hasta menos 325 mallas, y por densidad aparente o aparente. Los cortes más finos se disuelven más rápido pero se oxidan más fácilmente y son más difíciles de alimentar sin espolvorear, por lo que la elección normalmente depende del equipo adicional. El embalaje suele seguir la misma regla:-bolsas o tambores revestidos con barrera contra la humedad para el polvo fino y un revestimiento sellado para fracciones más grandes.
Guarde ambos productos en un lugar seco y alejado del suelo, ya que el polvo que contiene-titanio en particular es sensible a la absorción de humedad.
Guarde el número de lote con el certificado de análisis para que se pueda rastrear un problema de recuperación hasta un lote específico.
Utilice extracción de polvo cuando manipule los cortes más finos y evite el vertido abierto en áreas con corrientes de aire.
Confirme el corte y empaque de la malla por escrito, ya que dos envíos con la misma designación de grado y malla diferente pueden comportarse de manera muy diferente en la cuchara.
Elegir entre los dos
La cuestión de selección no es qué polvo es mejor; es qué elemento necesita el calor. Si el objetivo es controlar el oxígeno y el nitrógeno, refinar la estructura del grano o estabilizar el carbono en un grado inoxidable estabilizado con titanio-, el ferrotitanio es la adición correcta y el grado se elige según el contenido de titanio necesario. Si el objetivo es aumentar la resistencia mediante precipitación de carburo, agregar endurecimiento secundario a un acero para herramientas o recortar el vanadio a un objetivo de análisis limitado, el ferrovanadio es la adición correcta y el grado se elige entre los niveles de 50% y 80% de vanadio en función del costo por unidad de vanadio y del comportamiento de disolución.
Algunas series necesitan ambos. En ese caso, los dos polvos se añaden en diferentes etapas, porque el oxígeno y el nitrógeno consumen el titanio al principio del proceso, mientras que el vanadio debe permanecer disuelto en el acero para realizar su trabajo. Agregarlos en el orden incorrecto desperdicia el elemento más reactivo y produce un calor inadecuado para el análisis.
Preguntas frecuentes
P: ¿Cuál es la principal diferencia entre el polvo de ferrotitanio y el polvo de ferrovanadio?
El elemento de aleación y la función difieren. El ferrotitanio suministra titanio y se utiliza para la desoxidación, la desnitrogenación, el refinamiento de granos y la estabilización del carbono, mientras que el ferrovanadio suministra vanadio y se utiliza para el fortalecimiento por precipitación, el endurecimiento secundario y el control del crecimiento de granos-en aceros.
P: ¿Por qué estas aleaciones se suministran en forma de polvo y no en forma de trozos?
El polvo se disuelve rápidamente y se distribuye uniformemente por el baño, lo que hace que el análisis final sea más fácil de controlar. Eso es más importante para el titanio, donde la recuperación es sensible a cómo se realiza la adición, y para cualquier calor donde el vanadio debe recortarse dentro de un rango estrecho sin mantener la temperatura durante mucho tiempo.
P: ¿Los elementos residuales son los mismos en ambas aleaciones?
No. El ferrotitanio normalmente transporta aluminio, silicio, carbono, azufre, fósforo y manganeso como residuos, mientras que el ferrovanadio transporta aluminio, silicio, carbono, azufre y fósforo. El manganeso no es un residuo rutinario del ferrovanadio de la misma manera, por lo que una especificación escrita para un producto no debe copiarse en otro.
P: ¿Se puede utilizar el polvo de ferrotitanio fuera de la fabricación de acero?
Sí. El polvo de ferroaleación que contiene-titanio se utiliza como pigmento anticorrosión-en pinturas y revestimientos protectores, donde contribuye a la durabilidad de la película y a la resistencia a la corrosión. Esa aplicación se basa en el grado del pigmento y la consistencia del color en lugar de la recuperación metalúrgica.
P: ¿Cómo se debe especificar el tamaño de la malla?
Especifique un rango de malla en lugar de un solo número e indique si los límites se aplican al cribado húmedo o seco. Una especificación práctica también establece el sobredimensionamiento máximo y el porcentaje de finos por debajo del corte inferior, porque ambos afectan el comportamiento de alimentación y la tasa de disolución en la cuchara.
P: ¿Qué se debe comprobar en el certificado de análisis?
Verifique que el certificado indique el grado, el número de lote o serie, el contenido del elemento de aleación principal y los límites residuales, y el método de prueba utilizado. También se deberá indicar la fracción granulométrica y el embalaje, de manera que el certificado coincida con el material efectivamente recibido en planta.