Hvernig hefur járnfosfórblendi áhrif á eiginleika stáls?

Ferrófosfór málmblöndur eru aðallega samsettar úr járni (Fe) og fosfór (P), með fosfórinnihald venjulega á bilinu 15% til 25%. Þeir birtast sem kekkir eða korn, með bræðslumark um það bil 1100-1200 gráður og þéttleika 7,2-7,5 g/cm³. Kjarnaáhrif þeirra á stáleiginleika stafar af:

 Takmarkaður leysni fosfórs í föstu formi í stáli (aðeins um 0,02% við stofuhita) og of mikið magn fellur auðveldlega út sem fosfíð eins og Fe₃P;

 Munurinn á radíus á milli fosfór- og járnatóma veldur röskun á grindunum eftir fasta lausn, sem leiðir til styrkjandi áhrifa;

 Fosfór hefur sterka tilhneigingu til að aðskiljast, safnast auðveldlega fyrir við kornmörk og truflar kornamörk.

(1) Verulega bættur styrkur og hörku (styrkjandi áhrif á föstu lausnina)

Fosfór er mjög duglegur styrkingarþáttur, sem bætir vélræna eiginleika stáls með styrkingarbúnaði fyrir solid lausn:

Eftir að fosfóratóm leysast upp í járngrindinni, valda þau grindarbjögun, hindra flutningshreyfingu og bæta verulega styrk og hörku stálsins. Gögn sýna að fyrir hverja 0,01% aukningu á fosfór í lág-kolefnisstáli, eykst togstyrkur um 6-10 MPa og flæðistyrkur eykst um 5-8 MPa.

 Hentug forrit:Notað í há-styrktarbyggingu (eins og HRB500E) og venjulegt burðarstál. Með því að bæta við hæfilegu magni af járnfosfórblendi (stýra fosfórinnihaldi stálsins í 0,02% -0,04%) er hægt að uppfylla styrkleikakröfur verkfræðiverkefna án þess að auka málmblöndurkostnað.

(2) Bætt tæringarþol andrúmsloftsins (samvirkniáhrif aðgerðarfilmu)

Fosfór getur samverkandi aukið tæringarþol andrúmsloftsins með þáttum eins og kopar og króm í stáli:
Fosfór getur myndað þétta Fe₂O₃-P₂O₅ samsetta oxíðfilmu á stályfirborðinu, hindrað inngöngu ætandi miðla (vatns, súrefnis) og eykur tæringarþol andrúmsloftsins;
 Dæmigert forrit:Við framleiðslu á veðrunarstáli (eins og Q450NQR1) er viljandi bætt við fosfór-járnblendi (fosfórinnihald í stáli 0,06%-0,12%), sem samverkandi vinnur með kopar (0,20%-0,50%) og króm (0,30%-120% ryðhæft lag). Tæringarþol þess í andrúmsloftinu er 2-3 sinnum hærra en venjulegt kolefnisstál, sem gerir það hentugt fyrir brýr, ílát og stálbyggingar utandyra.

(3) Fínstilling á vinnsluárangri (flísabrotsáhrif)

Viðeigandi magn af fosfór getur bætt vinnsluhæfni stáls: Fosfórlausn í föstu formi eykur stökkleika stálsins lítillega, gerir flís auðveldara að brjóta við klippingu, dregur úr flækju verkfæra og eykur skilvirkni vinnslunnar.
 Viðeigandi umsóknaraðstæður:Til ókeypis-skurðar á stáli (eins og Y15) sem notað er í sjálfvirka rennibekk, getur stjórnað fosfórinnihaldi stálsins í 0,08%-0,15%, ásamt brennisteini, aukið skurðarhraða um 20%-30% og lengt endingu verkfæra um 15%-20%.

(1) Minni hörku og mýkt, sem veldur köldu brothættu (áhrif aðskilnaðar á kornmörkum)

Þetta er mest áberandi neikvæð áhrif járnfosfórblöndur og krefst strangs eftirlits:

 Fosfór hefur sterka tilhneigingu til aðskilnaðar kornamarka, safnast auðveldlega upp við kornmörk og myndar lágt-bræðslumark-Fe₃P (bræðslumark 1050 gráður), sem dregur úr bindistyrk kornamarka;

 Við lágt hitastig auka kornmörk fosfíða verulega brothætta umbreytingarhitastig stáls (td þegar fosfórinnihald eykst úr 0,01% í 0,05%, eykst brothætt umbreytingarhitastig lágs-kolefnisstáls úr -60 gráðum í -20 gráður), sem leiðir til „hvarts- og stökks“ hitastigs, sem gerir það að verkum að hitinn verður snöggur og stökkur. beinbrot líklegri;

 Þröskuldsáhrif: Þegar fosfórinnihald í stáli fer yfir 0,04% lækkar höggseignin (k) úr yfir 100J/cm² niður í 50J/cm² og lengingin lækkar úr 25% í 15%. Eftirfarandi á ekki við um stáltegundir sem verða fyrir lágum-hitaskilyrðum eða höggálagi (eins og brúarstál og þrýstihylkisstál).

(2) Rýrnun á suðuhæfni (aukið næmi fyrir heitsprungum)

Fosfór eykur verulega hættuna á heitu suðusprungum í stáli:

 Við suðu skilst fosfór hratt í suðu- og hita-svæðinu og myndar lágt-bræðslumark-vökvafilmu, sem er viðkvæmt fyrir heitum sprungum við suðuálag;
 Gögn sýna að þegar fosfórinnihald í stáli fer yfir 0,03% eykst tíðni heitsprungna í suðu meira en þrefalt og þarf að bæta við suðujöfnunarefni (eins og Mn) og eykur þannig framleiðslukostnað.

(3) Of mikið fosfór leiðir til staðbundinnar tæringar (ör-frumuáhrif)

Hátt fosfórinnihald truflar tæringareiginleika stáls:

 Fosfórauðgun á kornamörkum leiðir til ójafnrar efnasamsetningar á stályfirborðinu, myndar "fosfór-rík svæði - fosfórs-fátæk svæði" ör-míkrófrumur, sem flýtir fyrir staðbundinni tæringu (eins og gryfjutæringu og millikorna tæringu);

 Viðeigandi mörk: Halda þarf fosfórinnihaldi í veðrunarstáli undir 0,12%. Ef farið er yfir þessi mörk eykst staðbundinn tæringarhraði um meira en 50%, sem dregur úr jákvæðum áhrifum tæringarþols andrúmsloftsins.

Fosfórinnihaldstakmarkanir fyrir mismunandi stálflokka (sjá GB/T 222 staðal)

Lykiltækni fyrir viðbótarstýringu

Nákvæmur útreikningur:

Byggt á upphaflegu fosfórinnihaldi bráðna stálsins og mörkum fyrir markstálflokk, er viðbótarmagnið reiknað út með því að nota "fosfórjafnvægisformúluna" til að forðast of mikla viðbót;

Dreifð viðbót:

Kornformað járnfosfórblendi er notað og bætt við bráðna stálið í gegnum-hátt til að draga úr staðbundinni auðgun og aðskilnaði;

Blöndun:

Með því að bæta við mangani (Mn) getur það bælt fosfór aðskilnað (Mn sameinast S og myndar MnS, sem dregur úr fosfórauðgunarstöðum við kornmörk), venjulega stjórna Mn/P Stærra en eða jafnt og 10.