碳氮化钒是氮化钒和碳化钒的固溶体，是重要的钢中添加剂。钒80～90％用于钢铁工业的主要的原因是钒同氮、碳反应形成碳氮化钒。根据钢的成分和钢处理过程的温度情况，这些化合物在钢中能起沉淀硬化和晶粒细化的作用。因此，氮化钒与碳化钒合金在钒钢生产中起着日趋重要的作用。氮化钒、碳化钒可用于改善结构钢、工具钢、管道钢、钢筋、普通工程钢以及铸铁的性能。已有的研究表明碳氮化钒添加于钢中能提高钢的耐磨性、耐腐性、韧性、强度、延展性和硬度以及抗热疲劳性等综合机械性能，并使钢具有良好的可焊接性能，而且它能起到消除夹杂物等作用，在高强度低合金钢中的应用效果更加明显。 碳氮化钒中的氮化钒比碳化钒更有利于促进富氮的碳氮化钒的析出，从而更有效地强化和细化晶粒，并比碳化钒减少钒的加入量，降低生产成本。要提高低合金和高强度钢中钒和氮的成分，可靠的方法是直接加入氮含量较高的碳氮化钒。 如何经济、高效地制备氮含量较高的碳氮化钒，以及关于制备过程中反应热力学条件及动力学机理的研究正是本文的主要内容。 通过比较制备碳氮化钒各种方法的优劣，实验采用在常压下碳热还原氮化的方法。即以工业用碳黑为还原剂，以工业用V₂O₃为原料，采用设计的杯形石墨反应器，在高温下，通入氮气的方法进行碳热还原氮化实验。 通过热力学的研究，V₂O₃被C还原成VC的同时，产物与N₂反应生成VN，即还原氮化同时进行。V₂O₃优先还原成VC而不是VO。先前一些热力学研究以VO为出发点是不合适的。还原氮化反应具体转化温度受气体压力影响。当温度超过生成VN的截止温度时，在过量C的条件下，生成的VN会向VC转化而使产物氮含量降低。 可能影响产物氮含量的因素很多，其中包括反应温度、反应时间、V₂O₃与C的配比、反应物粒度、氮气流量、反应器的结构、氮气的纯度以及添加剂的种类等。本文对这些影响因素作了较为全面的实验研究。 结果表明产物氮含量随反应温度和时间的增加先提高后降低，在1400℃时，恒温120min产物氮含量最高；V₂O₃与C的配比对产物氮含量影响较大，当碳过量百分比为15％时，产物的氮含量最高；普氮和纯氮对产物氮含量影响较小，考虑到制备成本，建