ферросплавы

Ферросплавы

Среди сплавов с железом больше всего в металлургии производят сталей и чугунов. В них второй по процентному содержанию компонент — углерод. Но производство качественной стали и чугуна требует также применения ферросплавов. Это сплавы на основе железа с другими металлами, реже неметаллами.

Ферросплавы получают из руд, где содержатся несколько компонентов. То есть из руды выплавляется не чистый металл, а сплав. К ферросплавам также относятся и составы, которые включают очень мало железа, например силикокальций. Но их тоже получают обогащением или концентрацией руды и применяют для тех же целей, что и ферросплавы с большим содержанием железа.

Объединяет все ферросплавы их применение в чернометаллургических процессах. Их используют в качестве лигатур — легирующих добавок для сталей, а также в качестве модификаторов чугунов. Их называют лигатурами и модификаторами. А также для раскисления, то есть, чтобы удалять кислород. Но ферросплавы могут использоваться и для других целей. В продажу ферросплавы обычно поступают в виде кусков разной степени измельчения.

При маркировке ферросплавов на первом месте должна стоять буква Ф. Это значит, что материал является ферросплавом. Вторая позиция обозначает преобладающий элемент. Это одна или 2 буквы русского названия: ванадий — Во, ниобий — Нб, молибден — Мо, вольфрам — В. Продолжает маркировочную запись число процентов лидирующего элемента. Затем идет перечисление других компонентов с указанием их процента.

Ферросилиций

Сплав железа с кремнием, производится в большом количестве. Содержит в стандарте 45% и 75% кремния. Продается в виде неравномерно измельченных кусков фракций 2-12см. Получают ферросилиций восстановлением кварцита коксом. Этот ферросплав нужен как лигатура и раскислитель при выплавке жаростойких, рессорно-пружинных, коррозионностойких, электротехнических сталей. Благодаря кремниевой добавке сталь становится тверже, с меньшими потерями электроэнергии, более текучей и упругой, с большим сопротивлением разрыву. При этом снижаются энергопотери.

Ферромарганец

Сплав железа с марганцем. Большие объемы производства. Содержит 70-95% марганца. Ферромарганцем обмазывают сварочные электроды, раскисляют и легируют чугун, сталь и другие сплавы. Бывает азотированный, низко-, средне и высокоуглеродистый. Повышает прочность и тугоплавкость.

Ферровольфрам

Относится к специальным ферросплавам, которые производят в сравнительно малых объемах. Содержит 65-80% вольфрама. Может включать 2-7% молибдена, 3-6% алюминия. Из нежелательных примесей может быть углерод, фосфор и сера. Получают восстановлением из обогащенного вольфрамового концентрата. Продается в виде порошка с размером частиц около 50-70мкм. Ферровольфрам нужен для легирования инструментальных и быстрорежущих сталей. Повышает термомеханическую стойкость материалов.

Ферромолибден

Специальный ферросплав, производится и продается небольшими объемами в виде дробленого порошка с измельчением 50-90мкм или кусков разных размеров. Стандартное содержание молибдена в сплаве порядка 50-60%. Ферромолибден включает небольшие количества серы, вольфрама и кремния. Сплав производят из обогащенной молибденовой руды, которую восстанавливают алюминием или ферросилицием. Применяется для усиления ключевых свойств стального проката и чугуна, жаропрочных, жаростойких, сверхпрочных и конструкционных сплавов, коррозионностойких и легированных сталей.

Феррованадий

Представитель группы специальных ферросплавов с малым тоннажем производства. Содержит 45-60% ванадия, меньше 1% углерода, до 2% кремния, до 6% марганца и до 2,5% алюминия, следы фосфора и серы. Товарная форма — порошок 50-100мкм или куски не крупнее 5кг. Сплав получают восстановлением ванадиевого чугуна алюминием, кремнием, углеродом. Феррованадий добавляют в подшипниковые, инструментальные и конструкционные стали. Лигатура феррованадием измельчает структуру стали, в результате чего она становится более пластичной, прочной, вязкой и износостойкой.

Феррониобий

Содержит суммарно 50-65% ниобия и тантала. Тантал в этом сплаве сопутствует ниобию, потому что эти два металла обычно содержатся в одной руде. По своим легирующим качествам ниобий и тантал равноценны. Из малопроцентных примесей присутствуют титан, алюминий, кремний, фосфор и углерод. Феррониобий получают в основном алюминотермией из дефосфорированного рудного концентрата. Продуется сплав в виде дробленого порошка или кусков. Феррониобий повышает коррозионную стойкость и жаропрочность нержавеющих сталей, свариваемость конструкционных марок сталей.

Ферротитан

В этом ферросплаве титан содержится в количестве от 20 до 75%. В ферротитане как полезная примесь присутствует хром и медь, из вредных есть марганец, кремний, алюминий. Получают алюминотермией или горячей плавкой. С помощью ферротитана получают кислотоупорную нержавеющую сталь со сниженной температурой отжига и закалки. Такая лигатура измельчает структуру стали, уменьшает размеры зерен, образует в ее составе титановый карбид и не дает образоваться хромовому карбиду.

Ферробор

В составе стандартного ферробора, кроме железа, содержится от 10% до 40% бора, не больше чем по 5% алюминия и кремния, меньше 1% серы, фосфора и углерода. Ферробор получают путем алюминотермического восстановления и бесшлаковой плавки. Используют как лигатуру и модификатор цветных сплавов, чугуна и стали. Ферробор дает стали повышение прокаливаемости, а чугуну повышение прочности. Этот ферросплав добавляют в смеси для борирования — термохимической обработки стальных изделий.

Ферросиликоцирконий

Этот ферросплав включает цирконий и кремний по 25%-45%, до 9% алюминия, остальную часть составляют желе и примеси. Получают в электропечах путем алюмино-  или силикотермии. Используется ферросиликоцирконий для легирования и раскисления чугунов, цветных сплавов и сталей.

Ферроникель

Содержит 20-70% никеля, а также 0,1-4% хрома, меди, серы, фосфора, кремния, углерода. Может содержать кальций, титан, алюминий, марганец. Получают из никелевой руды путем электроплавки, а также их вторсырья — стальных обрезков и стружек, никелево-железных аккумуляторов. Легирование ферроникелем повышает пластичность, кислото-, механо- и жаропрочность, вязкость стали.

Силикокальций

С состав этого ферросплава входит как основной компонент кремний, а также 6-25% железа, 10-30% кальция, до 2% алюминия и до 0,5% углерода. Получают путем кремнийтермической и углеродотермической плавки из смеси извести с кварцитовым песком. Силикокальций применяют для удаления лишних серы и углерода при производстве стали и чугуна. При этом возрастает прочность и пластичность материалов.

Силикохром

Может также называться ферросиликохромом. Содержит 28-55% хрома и 10-55% кремния. Выплавляется в руднотермических печах из смеси кокса, кварцита и концентрата хромовой руды. Используют для получения низкоуглеродистого феррохрома, нержавеющих и низколегированных сталей. Производят в виде гранул или кусков до 20кг.

Ферросиликобарий

Обычно включает около 65% кремния и 4% бария. Применяется как модификатор при выплавке графитосодержащего, высокопрочного и серого чугуна. Эффективней, чем ферросилиций, который применяют по тому же назначению. Ферросиликобария расходуется для достижения такого же результата в 2,5-3 раза меньше.

Феррохром

Сплав железа с хромом. Производится в больших объемах. Стандартное содержание хрома 85%. Включает до 8% кремния, до 5% углерода, не больше чем по 0,05% фосфора и серы. Может производиться в виде порошка. Феррохромом легируют нержавеющие и конструкционные стали. Добавки феррохрома повышают стойкость коррозии, твердость и предел прочности сталей. Но при этом снижают свариваемость и относительное удлинение материалов.