什麼工業能同時強化和韌化

① 常見的工業熱處理工藝有哪些

常見的熱處理工藝有正火，退火，固溶，時效，淬火，回火，退火，滲碳，滲氮，調質，球化，釺焊等：
1． 正火：將鋼材或鋼件加熱到臨界點AC3或ACM以上的適當溫度保持一定時間後在空氣中冷卻，得到珠光體類組織的熱處理工藝。
2． 退火annealing：將亞共析鋼工件加熱至AC3以上20—40度，保溫一段時間後，隨爐緩慢冷卻（或埋在砂中或石灰中冷卻）至500度以下在空氣中冷卻的熱處理工藝。
3． 固溶熱處理：將合金加熱至高溫單相區恆溫保持，使過剩相充分溶解到固溶體中，然後快速冷卻，以得到過飽和固溶體的熱處理工藝。
4． 時效：合金經固溶熱處理或冷塑性形變後，在室溫放置或稍高於室溫保持時，其性能隨時間而變化的現象。

5．固溶處理：使合金中各種相充分溶解，強化固溶體並提高韌性及抗蝕性能，消除應力與軟化，以便繼續加工成型。
6． 時效處理：在強化相析出的溫度加熱並保溫，使強化相沉澱析出，得以硬化，提高強度。
7． 淬火：將鋼奧氏體化後以適當的冷卻速度冷卻，使工件在橫截面內全部或一定的范圍內發生馬氏體等不穩定組織結構轉變的熱處理工藝。
8． 回火：將經過淬火的工件加熱到臨界點AC1以下的適當溫度保持一定時間，隨後用符合要求的方法冷卻，以獲得所需要的組織和性能的熱處理工藝。
9． 鋼的碳氮共滲：碳氮共滲是向鋼的表層同時滲入碳和氮的過程。習慣上碳氮共滲又稱為氰化，以中溫氣體碳氮共滲和低溫氣體碳氮共滲（即氣體軟氮化）應用較為廣泛。中溫氣體碳氮共滲的主要目的是提高鋼的硬度，耐磨性和疲勞強度。低溫氣體碳氮共滲以滲氮為主，其主要目的是提高鋼的耐磨性和抗咬合性。
10． 調質處理（quenching and tempering）：一般習慣將淬火加高溫回火相結合的熱處理稱為調質處理。調質處理廣泛應用於各種重要的結構零件，特別是那些在交變負荷下工作的連桿、螺栓、齒輪及軸類等。調質處理後得到回火索氏體組織，它的機械性能均比相同硬度的正火索氏體組織為優。它的硬度取決於高溫回火溫度並與鋼的回火穩定性和工件截面尺寸有關，一般在HB200—350之間。
11． 釺焊：用釺料將兩種工件加熱融化粘合在一起的熱處理工藝。

② 細晶強化能同時提高強度和韌性，而其他強化方式只能提高強度，而韌性下降

優質鋼的調質處理也能同時提高強度和韌性

③ 化學高手進

固相法是指納米粉體是由固相原料製得，按其加工的工藝特點可分為機械粉碎法和固相反應法兩類。

3.1.1機械粉碎法
機械粉碎法主要過程是將基質粉末與納米粉體進行混合、球磨，然後燒結。普通粉碎法很難製得納米粉體，但高能球磨能為固相反應提供巨大的驅動力。將高能球磨法和固相反應結合起來，則可通過顆粒間的反應直接合成納米化合物粉體。如合成金屬碳化物、氟化物、氮化物、金屬一氧化物復合納米粉體等。義大利的Matteazzi P和澳大利亞的Calka等人，在高能球磨法制備上述納米陶瓷粉體方面做了大量研究工作。如在室溫下、N2氣氛中將鋁粉進行高能球磨，則可得到納米AlN粉[1]。
機械粉碎法存在一些問題，如粉體粒徑控制較難，使得工業化生產有一定的困難，球磨本身不能完全破壞納米顆粒之間的團聚，不能保證兩相組成的均勻分散，以致球磨之後分散顆粒團聚、沉降造成進一步的不均勻。另外球磨及氧化等帶來的污染也會降低納米陶瓷粉體的純度。如果在機械混合分散的基礎上使用大功率超聲波破壞團聚，調整體系的pH值使兩種粉末懸浮顆粒的雙電層結構具有靜電穩定性，可使最終的分散性有所改善。
3.2.2固相反應法
固相反應法又分為燃燒法和熱分解法。燃燒法是指把金屬鹽或金屬氧化物按配方充分混合，研磨後進行鍛燒，發生固相反應後，直接得到納米陶瓷粉體或再進行研磨得到納米陶瓷粉體。例如現在常見的BaTiO3的制備方法之一就是將TiO2和BaCO3等摩爾混合後鍛燒，發生固相反應，合成了BaTi03後再進行粉碎來獲得納米陶瓷粉[2]。熱分解法則是利用金屬化合物的熱分解來制備納米陶瓷材料。如草酸鹽、碳酸鹽熱分解都可製得納米氧化物。還可以加熱分解金屬與某些螯合劑(如檸檬酸、乳酸等)所形成的螯合物，製得高性能的納米陶瓷粉體。
3.2液相法
液相法是目前廣泛採用的制備納米陶瓷粉體的方法，其基本過程原理是：選擇一種或多種合適的可溶性金屬鹽類，按所制備的材料組成計量配製成溶液，再選擇一種合適的沉澱劑或用蒸發、升華、水解等操作，使金屬離子均勻沉澱或結晶出來，最後將沉澱或結晶的脫水或者加熱分解而得到納米陶瓷粉體。
3.2.1沉澱法
沉澱法又分為直接沉澱法、共沉澱法和均勻沉澱法等，都是利用生成沉澱的液相反應來製取。共沉澱法可在制備過程中完成反應及摻雜過程，因此較多地應用於電子陶瓷的制備。BaTiO3是一種重要的電子陶瓷材料，具有高介電常數和優異的鐵電和壓電性能。用TiCl4,H2O2和BaCl2以共沉澱法制備過氧化鈦前驅體，經無水乙醇分散脫水，熱分解制備出顆粒直徑小於30 nm的BaTi03納米晶[3]。
3.2.2水熱法
水熱法是通過高溫高壓在水溶液或蒸汽中合成物質，再經分離和熱處理得到納米微粒。水熱條件下離子反應和水解反應可以得到加速和促進，使一些在常溫常壓下反應速度很慢的熱力學反應，在水熱條件下可以快速進行。依據反應類型不同可分為:水熱氧化、還原、沉澱、合成、水解、結晶等。利用超臨界的水熱合成裝置，可連續地獲得Fe203 ,鈦TiO2, ZrO2, BaO?6Fe2O3, Ce02等一系列納米氧化物粉體[4-5]。水熱法比較適合氧化物材料合成和少數對水不敏感的硫化物的制備。
3.2.3溶膠一凝膠法
溶膠一凝膠法是利用金屬醇鹽的水解和聚合反應制備金屬氧化物或金屬氫氧化物的均勻溶膠，然後利用溶劑、催化劑、配合劑等將溶膠濃縮成透明凝膠，凝膠經乾燥，熱處理可得到所需納米微粒。其中，控制溶膠凝膠化的主要參數有溶液的pH值、溶液濃度、反應溫度和時間等。通過調節工藝條件，可以制備出粒徑小、粒徑分布窄的納米微粉。採用溶膠一凝膠法工藝簡單，可實現顆粒粒徑的控制，制備出的納米粉體純度高，但成本相對較大。
3.2.4水解法
有很多化合物可用水解生成沉澱，其中有些還廣泛用來合成納米陶瓷粉體。水解反應的產物一般是氫氧化物或水合物。經過濾、乾燥、焙燒等過程就可以得到氧化物納米陶瓷粉體。
在制備納米陶瓷粉體過程中，通常採用金屬醇鹽水解法。該法是將醇鹽溶解於有機溶劑中，通過加人蒸餾水使醇鹽水解、聚合，形成溶膠。溶膠形成後，隨著水的加人轉變為凝膠，凝膠在真空狀態下低溫乾燥，得到疏鬆的干凝膠，再將干凝膠作高溫燃燒處理，即可得到氧化物納米陶瓷粉體。如Mazdiyashi等人利用此方法合成了粒徑在5-15nm的精細BaTiO3納米陶瓷粉末[6]。
3.3氣相法
氣相法是直接利用氣體，或者通過各種手段將物質轉變為氣體，使之在氣體狀態下發生物理變化或者化學反應，最後在冷卻過程中凝聚長大形成納米粒子的方法。用該法可制備純度高、顆粒分散性好、粒徑分布窄、粒徑小的納米陶瓷粉體。氣相法又可分為氣體中蒸發法、化學氣相反應法、濺射源法、流動油麵上真空沉積法和金屬蒸汽合成法。
3.3.1氣體中蒸發法
氣體中蒸發法是在惰性氣體(如He, Ar, Xe等)或活性氣體(如O2,CH4,NH3等)中將金屬、合金或化合物進行真空加熱蒸發氣化，然後在氣體介質中冷凝而形成納米陶瓷粉體。通過蒸發溫度、氣體種類和壓力控制顆粒的大小，一般製得顆粒的粒徑為10nm左右。其中蒸發源可用電阻加熱、高頻感應加熱，對高熔點物質則可採用等離子體、激光和電子束加熱等1987年美國的Argonne實驗室的Sicgel等採用此法制備了平均粒徑為12 nm的Ti02陶瓷粉體，而後該實驗室還用該方法制備了粒徑在4-8nm的ZrO2和中粒徑為4 nm的Y203等納米陶瓷粉體[7]。該方法適合制備熔點較低的粉體;對於高熔點的碳化物和氮化物等，則能量消耗太大，而且裝置龐大、結構復雜，設備也較昂貴。
3.3.2化學氣相反應法
化學氣相反應法制備納米微粒是利用揮發性的金屬化合物的蒸汽，通過化學反應生成所需要的化合物，在保護氣體環境下快速冷凝，從而制備各類物質的納米微粒。該方法也叫化學氣相沉積法(chemical vapor deposition，簡稱CVD)。
自上世紀80年代起，CVD技術逐漸用於粉狀、快狀材料和纖維等的合成，成功制備了SiC, Si304和AlN等多種超細顆粒[8]。最初的CVD反應器是由電爐加熱，這種熱CVD技術雖可合成一些材料的超細顆粒，但由於反應器內溫度梯度小，合成的粒子不但粒度大，而且易團聚和燒結，這也是熱CVD合成納米顆粒的最大局限。在此基礎上，人們又開發了多種制備技術，如等離子體CVD法、激光CVD法等等。
3.3.3濺射源法
濺射源法用兩塊金屬板作為陽極和陰極，陰極為蒸發用的材料，在兩電極間充人惰性氣體Ar(40-250 Pa)，兩電極間施加的電壓范圍為(0-31.5V)。由於兩極間的輝光放電使Ar離子形成，在電場的作用下Ar離子沖擊陰極靶材表面，使靶材原子從表面蒸發出來形成超微粒子，並在附著面上沉積下來。粒子的大小及尺寸分布主要取決於兩電極間的電壓、電流和氣體的壓力。靶材的面積愈大，原子的蒸發速度愈高，納米陶瓷粉體的獲得量就愈多[9]。商用磁控濺射裝置可用來制備7-50 nm直徑的納米陶瓷分子團，己用磁控濺射研究了TiO2, Zr02等陶瓷納米品的生成。
3.3.4流動油麵上真空沉積法
流動油麵上真空沉積法(VEROS法)的原理是在高真空中將原料用電子束加熱蒸發，讓蒸發物沉積到旋轉圓盤的下表面的流動油麵，在油中蒸發原子結合形成納米陶瓷粉體[10]。其優點是，平均粒徑很小，為3nm左右，而且粒度很整齊，另外，納米陶瓷粉體一形成就在油中分散，處於孤立狀態。其缺點是，生成的納米陶瓷粉體與油較難分離，且產率低。
總的說來氣相法所得的納米陶瓷粉體純度高、團聚較少、燒結性能也往往較好但設備昂貴、產量較低、不易普及；固相法所用設備簡單、操作方便，但所得粉體往往不夠純，粒度分布也較大，適用於要求比較低的場合；液相法介於氣相法與固相法之間，與氣相法相比，液相法具有設備簡單、無需真空等苛刻物理條件、易放大等優點，同時又比固相法製得的粉體純凈、團聚少，很容易實現工業化生產，因此很有發展前途。
4納米陶瓷的熱力學特性
4.1納米陶瓷的燒結
4.1.1燒結溫度的變化
納米陶瓷粉體的燒結溫度較低。研究表明，無團聚的含ZrO2納米粉體(顆粒尺寸為10-20nm)在1200℃時.即可燒結到理論密度的95%，且升溫速率可達500℃/min.保溫時間僅需2min，而微米級時燒結溫度為1650℃左右。文獻 [l4]通過對Y-TZP納米份體燒結初期動力學過程的研究，提出了晶界擴散是燒結初期導致收縮的主導因素並推導出如下燒結動力學方程：

其中為晶界擴散系數；Ω為空位體積；R為顆粒半徑；k為波爾茲曼常致；T為燒結溫度；t燒結時間。實驗表明：對於無團聚體的超細粉體，燒結初期素坯收縮量與燒結時間成線性關系。
4.1.2燒結動力學
超微粉體的巨大比表面，意味著作為粉體燒結的驅動力的表面能劇增，引起擴散速率增加，更兼擴散路徑變小.在有化學反應參與的燒結過程中，顆粒接觸表面增加，增加反應的機率，加快了反應速率;這些均引起燒結活化能變小，使整個燒結的速率加快，燒結溫度變低，燒結時間變短.但是整個燒結過程中的晶粒長大亦即重結晶過程亦會加速，而燒結溫度的降低和時間的縮短，會使重結晶過程減緩.這些相互促進和制約因素的作用，有必要加以重新認識和研究，以確立適應於超微顆粒燒結的動力學.
4.2納米陶瓷的力學性能
4.2.1力學性能的改善
研究表明在材料基體中引入納米分散相進行復合，可使材料的力學性能得到極大的改善。主要表現為大幅度提高了斷裂強度及斷裂韌性，材料的耐高溫性能得到了明顯的改善。圖1為A1203/SiC納米復合材料中SiC含量對復合陶瓷強度和韌性的影響[11]。圖2表示Si3N4/SiC復合陶瓷強度和斷裂韌性隨納米SiC含量的變化[12]。

圖1 SiC含量對強度和韌性
的影響（A1203/SiC系統）
SiC(體積分數，下同)%<25%時均可使力學性能得到改善，同時材料的硬度、彈性模量和抗熱震、抗高溫性能均得到提高。新原皓一等在Si3N4納米粒子中摻入25 % SiC納米粒子，可將Si3N4納米陶瓷的斷裂韌性從4.5MPa?m1/2提高到6.5 MPa?m1/2，強度從850 MPa增加到1550MPa[16]。
4.2.2超塑性
超塑性是指在應力作用下產生異常大的拉伸形變而不發生破壞的能力。陶瓷材料是具有方向性的離子鍵和共價鍵的過渡鍵型，位錯密度小，晶界難以滑移，使得陶瓷硬度大，脆性高，普通陶瓷材料在常溫下幾乎不產生塑性形變。只有當溫度達到1000℃以上，晶質與晶界的熱運動加速，陶瓷才具有一定的塑性。
最近研究發現，隨著粒徑的減少，納米Ti02和Zn0陶瓷的形變率敏感度明顯提高，主要是試樣中氣孔減少，可以認為這種趨勢是細晶陶瓷所固有的。最細晶粒處的形變率敏感度大約為0. 04，表明這些陶瓷具有延展性，盡管沒有表現出室溫超塑性，但隨著晶粒的進一步減小，這一可能是存在的。通過原子力顯微鏡發現納米3Y -T7P陶瓷( 100nm左右)在經室溫循環拉伸實驗後，其樣品的斷口區域發生了局部超塑性形變，並從斷口側面觀察到了大量通常出現在金屬斷口的滑移線。
4.2.3強化增韌機理
一般認為陶瓷具有超塑性應該具有兩個條件：(1)較小的粒徑；(2)快速的擴散途徑(增強的晶格、晶界擴散能力)。目前已知的強化增韌機理大致可分為5種類型:彌散增韌、裂紋增韌、延性相增韌、陶瓷顯微(晶須)增韌及相變增韌。根據新原皓一的研究[14]，認為納米復合陶瓷的強化增韌主要通過以下幾種效應得以實現:1）彌散相可有效抑制基質晶粒的生長及異常長大；2）存在於彌散相或彌散相周圍的局部應力，是由基體與彌散相之間膨脹失配而產生，並在冷卻階段產生位錯，納米粒子釘扎或進入位錯區使基體晶粒內產生潛晶界，晶粒發生細化而減弱了主晶界的作用；3）納米級粒子周圍的局部拉伸應力誘發穿晶斷裂，並由於A1203硬粒子對裂紋尖端的反射作用而產生韌化；4）納米粒子高溫牽制位錯運動，使高溫力學性能如硬度、強度及抗蠕變性能得到改善。研究[15]通過對A1203/SiC納米復合材料熱壓合成實驗後認為:晶內粒子對裂紋的偏析和微裂紋及加工引起的壓縮表面應力都不是強化增韌的主要機理;斷裂模式的改變，即從純基體的沿晶斷裂至復合材料的穿晶斷裂，可能是使材料韌性增強的主要原因，穿晶斷裂的發生與結構中存在的納米化效應有關。

④ 如何在不降低鋼鐵材料強度的同時有效提高韌性，有哪些途徑

回答這個問題可以從以下角度考慮：
1.
金屬材料強度
金屬及合金主要是以金屬鍵合方式結合的晶體。完美金屬的理論抗拉強度是指與結合鍵能（結合力和結合能）相關的材料物理量（雙原子作用模型），其影響因素可以從該模型去考慮（如溫度、鍵能、原子間距、點陣結合方式、原子尺寸、電負性電子濃度等，這些在金屬材料學應該都有）；
由於實際的金屬及合金材料並非完美晶體，存在點、線、面缺陷（空位、位錯、晶界相界等）或畸變，為此材料強度遠低於它的理論強度。從缺陷的角度去考慮材料強化。工程及應用中最廣的的屈服強度，該強度發生在材料的塑性變形緊密相關，可以從金屬滑移及其機制去分析材料機制，（如位錯機制等，阻礙位錯運動的方式都為強化機制，如細晶強化、時效、固溶、形變強化)
2.
鋼的強化方式：
鋼一般指在鐵碳相圖中碳含量小於等於2.1%的一類鐵合金；其強化方式可以結合理論進行推廣。在考研相關問題中可以以有馬氏體相變的鋼為例進行述說。
結合化學成分、強化機制—固溶強化、相變強化、時效強化、奧氏體細晶強化，展開說明。
3.強度提高途徑則根據各類影響因素去歸納（熱處理、合金成分調整、形變硬化……）
最後預祝考研順利……

⑤ 材料科學基礎（金屬學）的問題：細化晶粒為什麼可以同時達到提高金屬強度和韌性、塑性的目的

細化晶粒在材料冶煉過程中一般加入細化晶粒元素，如鈦、鈮等。
還有就是產品在熱加工後得到粗大組織而細化晶粒，一般採用正火處理
通過添加合金元素可以細化；壓力加工也可以；熱處理的正、退、調質也可以細化晶粒。應根據實際情況從不同角度進行選擇.

根據Hall2petch 公式:σs=σ0+Kd-1/2 式中，σs是材料的屈服強度，σ0是與材料有關的常數，K 是常數，d 是晶粒直徑。可以看出,材料的屈服強度與晶粒尺寸倒數的平方根成正比。因此,晶粒細化既能提高材料的強度,又能提高材料塑性,同時也能顯著提高其力學性能。細化晶粒是控制金屬材料組織的最重要、最基本的方法,目前人們採用了許多辦法細化金屬的晶粒。
如果僅僅發生了晶粒的細化而沒有發生強烈的塑性變形的話，材料的塑性隨著晶粒的細化應該還是提高的。
細晶強化啊，這是一種很好的強化工藝。因為細晶粒晶界多阻礙位錯運動，當然提高了強度，同時又能增強韌性.
晶界和晶內的塑性變形能力有很大的差異（竹節現象），細下的晶粒會減少二者間差異，因此均勻變形能力得到提高，這也是細晶提高塑性的一個原因。
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⑥ 鋼材的強度通過哪些方式可以予以提升鋼材的韌度以及強度

如圖1所示，合金元素可以溶解а - 鐵，導致а - 鐵晶格畸變，減少易流動的錯位，產生固溶強化作用，使鐵素體的強度，硬度增加。硅，錳可以顯著增加鐵素體的硬度和強度，但含量對韌性太小，影響不大。鉻，兩個元素的鎳含量，在適當的時候，可以提高鐵素體的硬度和強度，韌性得以提高。點擊看詳細2，合金元素可形成碳化物，鋼加強。點擊看詳細3，晶粒細化的合金元素可改善鋼的機械性能。點擊看詳細如圖4所示，在熱處理過程中，以改善鋼的性能。在加入合金元素，以提高淬透性和回火鋼的穩定性。點擊看詳細5，鋼可以得到特殊的物理和化學性質。添加合金元素後，鋼可以得到各種特殊性能，如酸，鹼，高磁性，高溫等。

⑦ 細化晶粒為什麼能提高材料的強度又提高材料的塑性和韌性

因為通過細化晶粒，金屬材料力學性得到了提高：細晶粒受到外力發生塑性變形可分散在更多的晶粒內進行，塑性變形較均勻，應力集中較小。

通常金屬是由許多晶粒組成的多晶體，晶粒的大小可以用單位體積內晶粒的數目來表示，數目越多，晶粒越細。實驗表明，在常溫下的細晶粒金屬比粗晶粒金屬有更高的強度、硬度、塑性和韌性。

這是因為細晶粒受到外力發生塑性變形可分散在更多的晶粒內進行，塑性變形較均勻，應力集中較小；此外，晶粒越細，晶界面積越大，晶界越曲折，越不利於裂紋的擴展。

(7)什麼工業能同時強化和韌化擴展閱讀

細化晶粒的方法有以下四種：

1、增加過冷度：過冷度增加，形核率與長大速度都增加，但兩者的增加速度不同，形核率的增長率大於長大速度的增長率。在一般金屬結晶時的過冷范圍內，過冷度越大，晶粒越細小。

2、變質處理：向金屬液中添加少量活性物質，促進液體金屬內部生核或改變晶體成長過程的一種方法，生產中常用的變質劑有形核變質劑和吸附變質劑。

3、振動與攪拌。

4、對於冷變形的金屬可以通過控制變形度，退火溫度來細化晶粒。

⑧ 工業煉鋼的時候在裡面加入多少量的釩能達到提高鋼的韌性的效果

氮化釩，別名釩氮合金，是目前是介紹比較高端的冶金技術，目前只有中國和美國兩個國家可以生產。

中國目前釩氮合金生產企業還不多，主要有：攀枝花鋼鐵集團和安陽昱千鑫冶金耐材有限公司.

.釩氮合金是一種新型合金添加劑，可以替代釩鐵用於微合金化鋼的生產。氮化釩添加於鋼中能提高鋼的強度、韌性、延展性及抗熱疲勞性等綜合機械性能，並使鋼具有良好的可焊性。在達到相同強度下，添加氮化釩節約釩加入量30-40%，進而降低了成本。
以建築業為例，使用釩氮合金化技術生產的新三級鋼筋，因其強度提高，不僅增強了建築物的安全性、抗震性，而且還可以比使用二級鋼筋節省10%～15%的鋼材。僅此一項，我國每年就可少用鋼筋約750萬噸，相應少開采鐵精礦約1240萬噸，節約煤炭660萬噸，節約相關輔助原料330萬噸，同時大量減少了二氧化碳和二氧化硫等廢氣的排放，收到資源節約和環境保護的雙重效益。
釩氮合金可用於結構鋼，工具鋼，管道鋼，鋼筋及鑄鐵中。釩氮合金應用於高強度低合金鋼中可同時進行有效的釩、氮微合金化，促進鋼中碳、釩、氮化合物的析出，更有效的發揮沉降強化和細化晶粒作用。
釩氮合金特點：
釩氮合金比釩鐵具有更有效的強化和細化晶粒作用
使用釩氮合金能節約釩添加量，相同強度條件下釩氮合金與釩鐵相比可節約20-40%釩
使用釩氮合金更有利於釩、氮收得率穩定，減少鋼的性能波動。
使用釩氮合金特別的方便，損耗少。採用高強度防潮包裝，可直接入爐
釩氮合金研發難度大，屬冶金行業的頂級尖端技術。目前全世界只有美國VAMETCO公司和攀鋼能夠生產。攀鋼通過科研攻關,首創比國外更先進的「非真空連續生產」技術,填補了中國釩氮合金生產領域的空白。
1998年，美國釩公司第一次來中國推銷釩氮合金，在攀鋼考察時強調指出「二十多年來，德國、俄羅斯、日本對釩氮合金都研究過，都聲稱自己研製出釩氮合金生產技術，但20多年過去了他們都沒能大批量生產。釩氮合金生產裡面學問大得很，只有我們才真正能商業化生產。」同時，對攀鋼提出的技術合作意願堅決拒絕並挑戰「你們開發出來我買你們的」。經過多年攻關，1996年9月，攀鋼開始立項《用V2O3製取碳化釩和氮化釩的研究》並通過了「九五」國家科技攻關立項審查，此後，歷經數年艱苦卓絕探索，最終取得釩氮合金產業化技術成功。攀鋼該項技術的成功不僅突破了美國全球獨家壟斷，同時工藝技術更為先進，達到國際領先水平，形成自主知識產權的專利技術。攀鋼的釩氮合金產業化技術全面超過美國Vametco公司同類技術，主要表現在：一是攀鋼能夠在非真空而不是Vametco公司必需的高真空環境下生產，設備簡單、要求更低、穩定性強、設備投入少；二是攀鋼工藝能夠連續性生產，降低了能耗和顯著提高勞動生產率；三是攀鋼工藝中，碳化及氮化反應同步進行，工藝流程簡單，運行周期短。
從2002年到2004年，攀鋼在3年的時間內迅速達到年產釩氮合金2000噸的生產能力。2002年6月，攀鋼建設成功300t／a工業試驗推板窯建成並投入運行；2003年，由於300t／a工業試驗推板窯關鍵技術的突破，攀鋼決定正式實現產業化生產，產業化項目得到國家支持，被列為國家高新技術產業化項目；2003年8月，攀鋼第二、第三條300t／a產業化設備又相繼建成投產，使生產能力擴大到1000t／a；2004年6月和7月，攀鋼新建的3條300t／a的產業化設備分別相繼投產，使攀鋼的釩氮合金總生產能力達到2000t／a的規模。