فولاد آلیاژی
فسفر میتوند همراه با قراضه یا فروآلیاژها وارد شارژ شود. فسفر را معمولا به عنوان یک ناخالصی مضر در فولاد به شمار می آورند و توجهی خاص روی نحوه جداسازی آن از مذاب فولاد معطوف میشود. اثر مضر فسفر به دلایل زیر است:
فسفر به طور قابل ملاحظه ای منطقه دوفازی بین خطوط ذوب و انجماد را گسترش می دهد، به نحوی که در طی انجماد شمش یا ریخته گری آن، جدایش اولیه قوی اتفاق می افتد و اساسا منطقه آستنیت-که جدایش را در حالت جامد تسهیل میکند- باریک میشود؛ به عبارت دیگر درجه جدایش فسفر فولاد منجمد شده افزایش می یابد. فولادهایی که تنها حاوی 0.003 درصد فسفر هستند میتوانند تا هشت درصد فسفر در مرز دانه ها داشته باشند.
سرعت نفوذ فسفر در محلولهای جامد فریت و آستنیت پایین است، بنابراین تولید ناهمگنی ساختاری میکند که حتی به سختی توسط عملیات حرارتی مرتفع میشود، به ویژه در فولاد ریختگی که در معرض تغییر شکل پلاستیکی قرار نگرفته است.
به دلیل جدایش فسفر در مرز دانه ها در فولادهای سریع سرد شده و بازگشت شده (کونچ تمپر)، پدیده شکنندگی سرد به وجود می آید. فسفر با تشکیل لایه های شکننده غنی از فسفر در مرز دانه ها، خواص پلاستیکی فولاد را تضعیف میکند که این امر به ویژه در دمای پایین حائز اهمیت است. به همین دلیل فسفر فولادهای مرغوب نباید از 0.015-0.35 تجاوز نماید. اثر مضر فسفر با افزایش مقدار کربن تشدید و در فولادهای پرکربن مضاعف میگردد.
شرایط بهینه فسفرزدایی
- دمای پایین. دمای مطلوب در تهیه فولادهای کم کربن، کمتر از 1600 درجه سانتیگراد و فولادهای با کربن متوسط و زیاد، کمتر از 1540 درجه سانتیگراد باشد.
- بالا بودن نسبت بازی سرباره، یعنی کافی بودن مقدار آهک آزاد محلول در سرباره
- اکسیدکننده بودن محیط؛ یعنی وجود یک سرباره غنی از اکسید آهن
- سیال بودن سرباره به حد کافی
- فعالیت کم فسفر در سرباره
درعمل، این شرایط توسط اعمال روشهای زیر قابل دستیابی است:
- افزودن اکسیدهای آهن به مذاب در قالب کانی آهن یا پوسته های اکسیدی نورد
- افزودن آهک به شکل تکه ای یا پودری
- دمش اکسیژن در حمام مذاب
- جداسازی سرباره فسفردار در اولین مراحل ذوب، وقتی دمای مذاب هنوز بالا نرفته است.
- تشکیل سریع سرباره سیال فعال که توسط همزدن حمام میتواند فراهم شود.
- سرباره سازی، یعنی سرباره گیری و تشکیل یک سرباره جدید فاقد فسفر
فولاد آلیاژی
