バナジウム細粒硬化

物理化学的作用機構

バナジウムは溶融液中で炭素と結合し、サブミクロン炭化バナジウムを形成する。この微細粒子はフェライト組織の結晶粒を大きくし、原子の転位運動を妨げる。

溶接における冶金学的関連性とリスク

微細粒硬化は降伏強度を高め、鋼の機械的負荷能力を改善する。しかし、バナジウム含有量が高すぎる（> 0.1 %）と、炭素の著しい損失や組織内の応力状態の過大化など、融合問題を引き起こし、割れや高温割れにつながる可能性がある。

現場実践と行動指示

バナジウム微細粒硬化を達成するには、鋼を保護された溶融池でバナジウム処理しながら誘導する必要がある。最適なバナジウム量は通常0.05から0.1 %である。溶接後の冷却時間は遅くするべきで（t8/5 > 25 s）、結晶粒を大きくし機械的負荷能力を高める。冷却が速すぎると（> t8/5 < 5 s）、ガラス硬質マルテンサイトが生じ、割れにつながる。