鉄リン

鉄リン (化学式: Fe₃P、FeP と略されることも多い) は、鉄 (Fe) とリン (P) で構成される合金鉄で、リン含有量は通常 20% ～ 35% です。純粋なリン（毒性が高く揮発性が高い）とは異なり、鉄リンは安定で、扱いやすく、コスト効率が高いため、製鋼、鋳造、特殊合金の製造に推奨されるリン源です。--

FeP合金は、リン鉱石（アパタイトまたは亜リン鉱）、鉄鉱石、コークスを原料として乾式製錬によって製造されます。このプロセスには 2 つの主なルートがあります。

 電気アーク炉 (EAF) 法:-混合鉱石の高温製錬（1500～1600 度）により、精密合金に適した不純物の少ない高純度のリン鉄（P 30% 以上）-が生成されます。-
 高炉法:-製鉄と同時製錬により、低コストで低{1}}〜-純度の鉄リン（P=20-25%）が得られます-。鋼のバルク生産に最適です。

どちらのプロセスも有毒なリン元素を安定した Fe₃P に変換し、取り扱い上の危険を排除し、溶融金属中に均一なリンを確実に放出します。

重要な注意事項: リン含有量は機能を直接決定します-P グレードが高いと耐摩耗性が向上しますが、脆性が増加する可能性があります。低い P グレードは構造用鋼の強度と延性のバランスをとります。

フェロリンはリン含有量を制御し、金属の特性を向上させる能力があるため、主要産業全体で不可欠なものとなっています。

製鋼: 脱酸および合金強化

脱酸素補助剤:

低合金構造用鋼では、0.2～0.5% の低-鉄鉄リン（20～25% P）を添加すると、フェロシリコンと作用して残留酸素（O）を 50～70 ppm から 25 ppm 以下に除去します。リンは O と反応して安定した P₂O₅ を形成し、これが SiO₂ と結合して低融点スラグ（除去が容易）を形成し、酸化物介在物を 30% 削減します。

合金の強化:

高張力鋼（自動車フレーム鋼など）の場合、制御されたリン添加（フェロリン経由で 0.05 ～ 0.1%）により、延性を犠牲にすることなく、引張強さが 10 ～ 15%、降伏強さが 8 ～ 12% 増加します。-（伸びは 20% 以上を維持します）。

耐候性鋼:

中-リン鉄リン（25～30% P）を介して 0.06～0.12% の P を添加すると、鋼表面に緻密な Fe-P 酸化膜が形成され、橋梁、鉄道、屋外構造物に使用される通常の構造用鋼と比較して耐食性が 50% 向上します。-

鋳造：流動性＆耐摩耗性向上

ねずみ鋳鉄鋳物:

0.3～0.6% 添加された中程度のリン FeP (25～30% P) により、溶鉄の流動性が 15～20% 向上し、収縮欠陥を最小限に抑えた複雑な薄肉部品 (ポンプ ハウジング、バルブ本体など) の鋳造が可能になります。-また、表面硬度が 20 ～ 25% 増加し、機械部品の耐摩耗性が向上します。

ダクタイル鋳鉄の調整:

ダクタイル鉄クランクシャフトでは、微量リン（低リン FeP により 0.02～0.04%）が厚い部分の「ノジュール変性」を軽減し、鋳物全体で均一な靭性を確保します。-ヨーロッパの鋳物工場では、スクラップ率が 6% から 2% に低下しました。

特殊合金: 耐摩耗性と耐熱性

耐摩耗性合金-:

高リン-FeP（リン30～35%）は、Fe-P-C合金（クラッシャーライナー、掘削機バケットに使用）の主要成分です。 8～12% の P を添加すると、硬い Fe₃P 相（硬度 900 HV 以上）が形成され、合金の耐摩耗性がマンガン鋼よりも 3 倍高くなります。-

-耐熱合金:

炉部品用の Fe-Cr-P 合金では、リン（リン鉄を介して 5～8%）により 800～900 度での耐酸化性が向上し、Cr- 鋼のみと比較して部品の耐用年数が 40% 延長されます。

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