El ferrofòsfor (fórmula química: Fe₃P, sovint abreujat com a FeP) és un ferroaliatge compost per ferro (Fe) i fòsfor (P), amb un contingut de fòsfor que oscil·la entre el 20% i el 35%. A diferència del fòsfor pur (altament tòxic i volàtil), el ferrofòsfor és estable, fàcil de manejar i rendible-{4}}per la qual cosa és la font preferida de fòsfor per a la fabricació d'acer, fosa i producció d'aliatges especials.

L'aliatge FeP es fabrica mitjançant fosa pirometal·lúrgica, utilitzant mineral de fòsfor (apatita o fosforita), mineral de ferro i coc com a matèries primeres. El procés té dues vies principals:

Mètode del forn d'arc elèctric (EAF):Funció a -alta temperatura (1500-1600 graus) de minerals barrejats, que produeix ferro de fòsfor d'alta-puresa (P superior o igual al 30%) amb baixes impureses-apte per a aliatges de precisió.
Mètode d'alt forn:Co-fosa amb la fabricació de ferro, que produeix ferrofòsfor de baixa-a-puresa (P=20-25%) a un cost més baix-ideal per a la producció d'acer a granel.

Ambdós processos converteixen el fòsfor elemental tòxic en Fe₃P estable, eliminant els perills de manipulació i assegurant l'alliberament uniforme de fòsfor en el metall fos.

Ferro Phosphorus

Especificacions bàsiques del ferrofòsfor

Grau	Contingut de fòsfor (P).	Contingut de ferro (Fe).	Impureses clau (màx.)	Mida	Aplicació típica
Grau -de fòsfor baix	20–25%	65–75%	Si Inferior o igual a 2,0%, C Inferior o igual a 1,0%, S Inferior o igual a 0,15%, P Inferior o igual a 25%	5-50 mm	Fabricació d'acer a granel (desoxidació, aliatge)
Grau mitjà-de fòsfor	25–30%	60–70%	Si Inferior o igual a 1,5%, C Inferior o igual a 0,8%, S Inferior o igual a 0,12%, P Inferior o igual a 30%	3-30 mm	Ferro colat (millora de la fluïdesa)
Grau -de fòsfor alt	30–35%	55–65%	Si Inferior o igual a 1,0%, C Inferior o igual a 0,5%, S Inferior o igual a 0,10%, P Inferior o igual a 35%	1-20 mm	Aliatges especials (-resistents al desgast, resistents-a la calor)

Nota crítica: el contingut de fòsfor determina directament la funcionalitat-les graus P més alts milloren la resistència al desgast, però poden augmentar la fragilitat; Els graus P inferiors equilibren la resistència i la ductilitat per a l'acer estructural.

Aplicacions industrials crítiques del ferrofòsfor

La capacitat de Ferro Phosphorus per controlar el contingut de fòsfor i millorar les propietats dels metalls el fa indispensable en les indústries clau:

Fabricació d'acer: desoxidació i enfortiment d'aliatges

Auxiliar de desoxidació:

A l'acer estructural de baix-aliatge, afegir un 0,2-0,5% de ferrofòsfor de baix-fòsfor (20-25% P) funciona amb ferrosilici per eliminar l'oxigen (O) residual de 50-70 ppm a Menys o igual a 25 ppm. El fòsfor reacciona amb O per formar P₂O₅ estable, que es combina amb SiO₂ per formar escòries de punt de fusió-de baix-(fàcil d'eliminar), reduint les inclusions d'òxids en un 30%.

Enfortiment de l'aliatge:

Per a l'acer d'alta -resistència (p. ex., acer de bastidor d'automòbil), l'addició controlada de fòsfor (0,05-0,1% mitjançant ferrofòsfor) augmenta la resistència a la tracció entre un 10 i un 15% i el límit elàstic entre un 8 i un 12%-sense sacrificar la ductilitat (l'allargament segueix sent superior o igual al 20%).

Acer a la intempèrie:

L'addició del 0,06 al 0,12% de P mitjançant ferrofòsfor de fòsfor mitjà-(25-30% de P) forma una pel·lícula d'òxid de Fe-P densa a les superfícies d'acer, millorant la resistència a la corrosió en un 50% en comparació amb l'acer estructural normal- utilitzat en ponts, ferrocarrils i estructures exteriors.

Casting: Millora de la fluïdesa i la resistència al desgast

fosa de ferro gris:

FeP mitjà-fosfor (25-30% P) afegit al 0,3-0,6% millora la fluïdesa del ferro fos en un 15-20%, permetent la colada de peces complexes de paret-fina (p. ex., carcasses de bombes, cossos de vàlvules) amb defectes de contracció mínims. També augmenta la duresa superficial entre un 20 i un 25%, millorant la resistència al desgast dels components mecànics.

Ajust de ferro dúctil:

En els cigonyals de ferro dúctil, el fòsfor traça (0,02-0,04% mitjançant FeP baix-fòsfor) redueix la "degeneració dels nòduls" en seccions gruixudes, assegurant una duresa uniforme a tota la fosa-les taxes de ferralla van baixar del 6% al 2% en una foneria europea.

Aliatges especials: resistència al desgast i a la calor

Aliatges-resistents al desgast:

FeP d'alt -fòsfor (30-35% P) és un component clau dels aliatges Fe-P{{-C (utilitzats en revestiments de trituradores, galledes d'excavadores). L'addició d'un 8-12% de P forma fases dures de Fe₃P (duresa superior o igual a 900 HV), cosa que fa que l'aliatge sigui 3 vegades més resistent al desgast-que l'acer al manganès.

Aliatges-resistents a la calor:

En els aliatges Fe-Cr{-P per a peces de forn, el fòsfor (5-8% mitjançant ferro de fòsfor) millora la resistència a l'oxidació entre 800 i 900 graus, allargant la vida útil dels components un 40% en comparació només amb l'acer Cr-.

ferro phosphorus