فروفسفر یکی از افزودنی‌های مهم در صنعت متالورژی است که به دلیل دارا بودن درصد بالای فسفر، در اصلاح خواص مکانیکی و ریخته‌گری فلزات به‌ویژه چدن خاکستری و فولادهای کم‌آلیاژ نقش قابل توجهی ایفا می‌کند.
در این مقاله به‌صورت تخصصی به بررسی اثر فروفسفر در این دو آلیاژ پرکاربرد می‌پردازیم و مزایا و ملاحظات استفاده از آن را بررسی خواهیم کرد.
فروفسفر چیست؟
فروفسفر (Ferro Phosphorus) فروآلیاژی است متشکل از آهن (Fe) و فسفر (P) که معمولاً دارای 20 تا 26 درصد فسفر است.
این ماده به‌صورت محصول جانبی در حین تولید فسفر زرد یا در فرآیند تولید فولاد به‌دست می‌آید.
📖 مطالعه بیشتر: فروفسفر و نقش آن در آلیاژسازی
نقش فروفسفر در چدن خاکستری
چدن خاکستری به دلیل ساختار گرافیتی، برای قطعات صنعتی، بدنه موتور، پمپ‌ها و بلوک‌های سیلندر کاربرد فراوان دارد.
افزودن فروفسفر به چدن، خواصی همچون:
-
بهبود سیالیت مذاب
-
افزایش استحکام شکست
-
کاهش انقباض و نقص‌های ریخته‌گری
-
افزایش مقاومت در برابر سایش
را ایجاد می‌کند.
🔍 نکته: فسفر بالا در چدن باعث تشکیل ساختار فسفید آهن (Fe₃P) شده که در شرایط خاص می‌تواند به شکنندگی منجر شود. به همین دلیل، دوز مناسب مصرف فروفسفر اهمیت دارد.
فروفسفر در فولادهای کم‌آلیاژ
فولادهای کم‌آلیاژ معمولاً دارای ترکیبات کنترل‌شده‌ای از عناصر آلیاژی هستند و استفاده از فروفسفر در این فولادها، اهداف زیر را دنبال می‌کند:
-
بهبود قابلیت ماشین‌کاری
-
افزایش سختی سطحی
-
ایجاد مقاومت بیشتر در برابر خوردگی جوی
-
بهینه‌سازی خواص مکانیکی در دمای پایین
📖 مطالعه مرتبط: تفاوت فرومنگنز پرکربن و متوسط کربن در ساخت فولاد
مزایا و معایب استفاده از فروفسفر
✔ مزایا:
-
هزینه پایین نسبت به سایر آلیاژهای اصلاحی
-
امکان کنترل دقیق درصد فسفر
-
بهبود قابلیت ریخته‌گری در چدن
⚠ معایب:
-
افزایش شکنندگی در درصدهای بالا
-
محدودیت استفاده در فولادهای حساس به فسفر
-
نیاز به کنترل دمای مناسب در ذوب
ترکیب فروفسفر با دیگر فروآلیاژها
در صنعت فولاد و چدن، استفاده همزمان از فروفسفر با سایر فروآلیاژها رایج است:
این ترکیبات موجب بهبود خواص ترکیبی مانند سختی، مقاومت حرارتی و چقرمگی می‌شوند.
جمع‌بندی
فروفسفر با عملکرد ویژه‌ای که در بهبود خواص ریخته‌گری و مکانیکی دارد، گزینه‌ای مقرون‌به‌صرفه و مؤثر در تولید چدن خاکستری و فولاد کم‌آلیاژ به‌شمار می‌رود. با این حال، مقدار مصرف و شرایط فرایندی باید با دقت تنظیم شود تا از عوارض ناخواسته جلوگیری شود.
