Ферробор

Ферробор — сплав железа и бора (ферросплав), применяемый для легирования и модифицирования стали, чугуна и сплавов цветных металлов.

Состав

Ферробор содержит 6—20 % бора, до 15 % кремния, до 12 % алюминия, примеси углерода, серы, фосфора, меди.

Химический состав алюминотермического ферробора
(ГОСТ 14848-69), % масс.

Марка ферробора	B, не менее	Si	Al	C	S	P	Cu
ФБ20	20	≤ 2	≤ 3	≤ 0,05	≤ 0,01	≤ 0,015	≤ 0,05
ФБ17	17	≤ 3	≤ 5	≤ 0,20	≤ 0,02	≤ 0,03	≤ 0,10
ФБ17А	17	≤ 4	≤ 0,5	≤ 4	-	-	-
ФБ10	10	7-15	8-12	-	-	-	-
ФБ10А	10	≤ 5	8-12	-	-	-	-
ФБ6	6	≤ 12	6-12	-	-	-	-
ФБ6А	6	≤ 5	6-12	-	-	-	-

Получение

Ферробор может быть получен алюминотермической электроплавкой на блок. Основная часть шихты такого процесса — смесь боратовой руды и стружки вторичного алюминия. Вторая часть шихты (20—23 % от общей массы) — железотермитный осадитель, состоящий из железной окалины и алюминиевой стружки. Третья часть шихты — запальная смесь, включающая в себя обожжённую боратовую руду, железную окалину и вторичный алюминий.

Плавку ведут в электропечи, футерованной углеродистой массой или магнезитом (в зависимости от марки выплавляемого сплава). Процесс можно разделить на три периода:

• образование сплава;
• восстановление оксидов;
• обработка шлака осадителем.

Ванну печи на тележке закатывают под электроды. На подину загружают запальную смесь, поджигаемую дугой. После проплавления запальной смеси на образовавшемся расплаве зажигают дугу и проплавляют первую половину основной шихты. Затем, выключив дугу, проплавляют первую половину железотермитного осадителя, выпускают шлак, закрывают летку и проплавляют вторую половину шихты и осадителя. Температура расплава составляет 2023—2053 K. По окончании процесса второй раз выпускают шлак; металл оставляют в печи до полного затвердевания.

Расход на 1 тонну сплава с 5 % бора составляет:

• 1200 кг обожжённой руды;
• 500 кг вторичного алюминия в виде стружки и 60—70 кг алюминия в виде чушек;
• 130 кг стальной стружки;
• 380 кг окалины;
• 20 кг извести;
• 500 кВт·ч электроэнергии.

Извлечение бора в сплав — 60—65 %.

Применение

Ферробор и другие борсодержащие лигатуры широко используются для легирования и модифицирования стали, чугуна, сплавов цветных металлов. Даже при небольших содержаниях в стали бор оказывает большое влияние на комплекс её механических свойств и позволяет экономить дефицитные легирующие элементы и энергетические ресурсы. Бор положительно влияет на прокаливаемость стали; задерживает распад аустенита в аустенитных сталях; при легировании чугуна — уменьшает выделение графита, увеличивает глубину отбела, повышает прочность и твёрдость отливок.