در چه شرایطی از فروآلیاژها استفاده می شود؟
فروآلیاژها به مواد مذاب اضافه می شوند تا ترکیب شیمیایی خاص را به دست آورند و خواص لازم برای تولید محصولات خاص را فراهم کنند. این ابزارها کاربردهای زیادی دارند که در ادامه تعدادی از آنها را نشان خواهیم داد.
اکسیژن زدایی
اکسیژن زدایی توسط فروآلیاژها در فرآیند فولادسازی انجام می شود. برای ساخت فولاد، آهن خام باید اکسید شود. طی این فرآیند ناخالصی های آهن مانند کربن، گوگرد، فسفر و غیره از اکسید یا اکسید آهن به اکسیژن (سرباره) تبدیل می شود.
معمولاً در طول فرآیند اکسیداسیون مقداری اکسیژن در آهن باقی می ماند. این مقدار اکسیژن باقی مانده در هنگام سرد شدن باعث ایجاد سوراخ های کوچکی در فولاد می شود که باعث کاهش کیفیت محصول نهایی می شود. برای این کار باید قبل از پایان فرآیند، اکسیژن زدایی انجام شود.
جوانه در چدن
فروآلیاژها اغلب در صنعت ریخته گری برای اصلاح هوای سرد فولاد مذاب استفاده می شوند. مانند تشکیل اولین هسته کریستال که تشکیل مرکز کریستال را تسهیل می کند و دانه ها را به طور یکنواخت در سراسر توده آهن پخش می کند.نتیجه این فرآیند افزایش سختی شمش است که هنگام سرد شدن به دست می آید. افزودن عناصر خاصی مانند فروسیلیس و فرومنگنز به فولاد مذاب قبل از ریختهگری منجر به توزیع یکنواخت کربن در سراسر ساختار میشود. در واقع کربن موجود در فولاد به صورت لایههایی پخش میشود. این پراکندگی به تثبیت و کاهش شکنندگی محصول نهایی کمک می کند. به همین دلیل است که فولاد تلقیح استحکام بالاتری دارد.
چگونه فروآلیاژ تولید کنیم؟
فروآلیاژها با استفاده از موادی مانند سنگ آهن، کانی های غیر آهنی، کک زغال سنگ و زغال سنگ به دو روش تولید می شوند. همانطور که قبلا اشاره کردیم، با معرفی کوره های قوس الکتریکی، استفاده از کوره بلند کاهش یافت. اما برخی از فروآلیاژها مانند فرومنگنز همچنان به این روش تولید می شوند.
فروآلیاژها در کوره های الکتریکی طی واکنش های کربورسازی تولید می شوند. در این واکنش ها اکسیژن در مواد خام در حضور آهن و از طریق کربن و کربن کک کاهش می یابد و فروآلیاژها تشکیل می شود.برای تولید برخی فروآلیاژها، عناصر مورد نظر مختلفی به فولاد مذاب اضافه می شود و فرآیند ساخت انجام می شود.
رهبری
فروآلیاژهایی که در طی فرآیند برای تغییر خواص فولاد استفاده می شوند آلیاژ نامیده می شوند. به عنوان مثال، فروکروم، فرووانادیوم و فرومنگنز را عوامل آلیاژی می نامند.
هنگامی که این مواد با فولاد مذاب ترکیب می شوند، باعث بهبود و تغییر خواص محصول نهایی می شوند. به عنوان مثال، هنگامی که عناصر کروم به فولاد آهنگری اضافه می شود، کیفیت ساختار را بهبود می بخشد و آن را بهبود می بخشد. در واقع افزودن کروم باعث می شود فاز آلفا با ساختار کریستالی مکعبی مرکزی یعنی فریت پایدارتر شود و استحکام فولاد را افزایش دهد. از طریق تجهیزات مدرن، مجهز و کنترل شده باید از استانداردهای بین المللی پیروی کرد. همچنین افزودن کروم مقاومت به خوردگی را افزایش داده و نقش مهمی در بهبود محصول نهایی دارد. اکنون می دانید که چرا همه فولادهای ضد زنگ حاوی کروم هستند.