مقالات

فروآلیاژها و فرآوری آنها
 

فروآلیاژها طبق تعریف، آلیاژهای دو یا چند فلز هستند که یکی از آنها آهن است. اداره معادن ایالات متحده امریکا، فروآلیاژ را آلیاژی از آهن با حداقل یک عنصر دیگر به جز کربن تعریف می کند. متعارف ترین عناصر مورد استفاده در فروآلیاژها عبارتند از منگنز، سیلیسیم، کروم، کلسیم، آلومینیوم، باریم، استرانسیم Sr، منیزیم، تیتانیم، نیوبیوم، مولیبدن، تنگستن، وانادیوم،  و غیره. به طور مثال (شامل فلزات Y، La و گروه La)، Ta. Zr، Ni، و B. در مقادیر بسیار کمتر، فروآلیاژهای دیگری ممکن است برای کاربردهای خاص ساخته شوند.
ناخالصی هایی که معمولاً به عنوان مضر در نظر گرفته می شوند (چه برای خود آلیاژ یا برای فولادی که این آلیاژ در آن اعمال می شود) S، P، Cu، Sn، Sb، Bi، As و غیره و گازهای O، H و N هستند. اجزای اصلی فروآلیاژها عناصر اصلی نامیده می شوند (به عنوان مثال، منگنز عنصر اصلی فرومنگنز است). درجه ای که عنصر اصلی بازیابی می شود، امکان سنجی فنی و اقتصادی و اثربخشی فناوری فروآلیاژها را مشخص می کند. تجزیه و تحلیل و مقایسه عملکرد تولید فروآلیاژ از مواد اولیه با ترکیبات و روش های مختلف برای کوره ها در طرح های مختلف و ظرفیت ها معمولاً به تن پایه نرمال می شوند. تن پایه یک فروآلیاژ دارای مقدار مشخصی از عنصر اصلی است. به عنوان مثال، گرید استاندارد فروسیلیس FeSi45 می‌تواند حاوی 41% تا 47% Si باشد، اما پارامترهای پردازش و کارایی به مقدار 45% Si نرمال می‌شوند. 
سهم اصلی فروآلیاژها در فولادسازی برای اکسید زدایی و آلیاژسازی فولادها و همچنین اصلاح چدن، ساخت الکترودهای جوشکاری و تولید ترکیبات به عنوان ماده اولیه برای پوشش های محافظ برای فرآوری مواد معدنی استفاده می شود.

خواص فروآلیاژ تا حد زیادی به خواص فیزیکی و شیمیایی عناصر اصلی آنها بستگی دارد. بیشتر فروآلیاژها حاوی مقادیر نسبتاً زیادی آهن هستند که باعث حل شدن عنصر اصلی بازیافت شده و کاهش فعالیت عنصر دوم می شود، که باعث کاهش نقطه ذوب (یا محدوده ذوب) بسیاری از فروآلیاژها شده و چگالی را کنترل می کند و در نهایت استفاده از عنصر اصلی را بهبود می بخشد. 

تشکیل محلول های فلزی یک عنصر پیشرو با آهن، فعالیت آنها را کاهش می دهد، که باعث تغییر انرژی گیبس برای فرآیند احیا می شود.
کیفیت فروآلیاژها علاوه بر تغییر در ترکیب شیمیایی و اندازه، پارامترهای زیادی را شامل می‌شود، از مهمترین انها می توان به چگالی، شرایط سطح، ناخالصی عای غیر فلزی، و گازها (اکسیژن، هیدروژن) اشاره کرد
شاخص اصلی کیفیت در فروآلیاژ، ترکیب شیمیایی آن و بالاتر از همه، میزان عنصر اصلی است. مهم است که مقدار عناصر آلیاژی در فروآلیاژها از تولید تا مضرف یکنواخت باشد تا امکان ساخت محصولات استاندارد فراهم شود.
یکی از ویژگی های مهم کیفیت فروآلیاژها توزیع اندازه آنهاست. اگر توده ها خیلی بزرگ باشند، ممکن است زمان حل شدن در فولاد مذاب را نداشته باشند. اگر خیلی ریز باشند، ممکن است فروآلیاژ قبل از اینکه مطابق عملکرد اصلی خود عمل کند، در هوا یا در سرباره اکسید شود. همچنین، برخی از پودرهای ریز ممکن است خطر آتش سوزی یا تشکیل دود را ایجاد کنند و باعث از بین رفتن فروآلیاژ شوند. همچنین خواص مکانیکی آلیاژهای آهنی مهم است، زیرا آنها انتخاب تجهیزات خرد کردن را برای تولید آلیاژهایی با اندازه دانه از پیش تعریف شده تعیین می کنند.

رفرنس: هندبوک فروآلیاژها