Начнем с того, что отметим – фосфор – это вещество, которое обязательно содержится в стали, но в разной массовой доле. Его относят к вредным примесям, потому как при минимальном положительном влиянии на характеристики металла он оказывает явно выраженное негативное воздействие. Узнаем подробнее, как влияет фосфор на свойства стали. И его воздействие заключается в следующем:
- снижение пластичности металла. Развитие хладноломкости;
- ухудшение свариваемости стали;
- снижение прочности металла;
- развитие синеломкости. Речь идет про хрупкость, появляющуюся при температурных показателях 500-600 градусов.
Зная, в чем заключается негативное влияние фосфора на свойства стали, несложно понять, почему содержание этого компонента в сплаве находится под тщательным контролем.
Содержание P в железе и стали
В рудах фосфор неизменно сопутствует железу. Зачастую его содержание оказывается достаточно большим. В процессе плавки вещество почти все восстанавливается. Компонент переходит в сплав – чугун, сталь. Если говорить про чугун, то зависимо от массовой доли P в нем, выделяют малофосфористые и высокофосфористые сплавы.
Что касается содержания фосфора в стали, то его негативное воздействие на металл начинает проявляться уже при достижении массовой доли 0,010%. И связаны такие свойства преимущественно с тем, какие особенности свойственны реакции между железом и фосфором. Последний характеризуется отличной растворимостью в жидком железе, при этом очень медленно и в малых объемах растворяется в твердом. Следовательно, при охлаждении стали, падении температуры, лишний фосфор остается в виде фосфидов. Именно эти компоненты и оказывают негативное влияние на свойства металла.
Зная, как воздействует P на сталь, несложно понять, что на производствах делают все для снижения массовой доли этого компонента. Но стоит отметить, что на сегодняшний день пока нет способа, позволяющего провести глубокую очистку металла от вредной примеси. Поэтому самое оптимальное решение – разделять сплавы благодаря маркировке. Те их варианты, в которых содержится много P, применяют для изготовления изделий, не рассчитанных на использование в каких-то сложных условиях.
Окисление фосфора
Несмотря на то, что полное удаление вредного компонента из сплава невозможно, на предприятиях проводят максимальную очистку от него. Речь идет про дефосфорацию или окисление фосфора. А учитывая то, что последний является поверхностно активным веществом, то процедуру организовывают не в ванне, а при разделе металла и шлака с соответствующей основностью. Но и тут есть свои особенности.
Образовавшиеся соединения, представленные P2O5 и фосфатами железа FeO, оказываются неустойчивыми. Поэтому, чтобы добиться необходимого результата, на производствах используют оксид кальция — CaO – этому веществу принадлежит ключевая дефосфорирующая роль. С применением данного компонента устранять фосфор из стали значительно проще.
