フェロボロン(FeB)の利用のポイントと歴史

フェロボロンはホウ素と鉄からなる鉄合金で、主に鋼や鋳鉄に使用されます。鋼に0.07%Bを添加すると、鋼の焼入れ性が大幅に向上します。処理後に18%Cr、8%Niステンレス鋼にホウ素を添加すると、析出硬化が起こり、高温強度と硬度が向上します。鋳鉄中のホウ素は黒鉛化に影響を及ぼし、その結果、白穴の深さが増し、鋳鉄が硬くなり、耐摩耗性が高まります。可鍛鋳鉄に 0.001% ～ 0.005% のホウ素を添加すると、球状インクの形成とその分布の改善に効果があります。現在、低アルミニウムと低炭素鉄ホウ素がアモルファス合金の主原料となっています。GB5082-87 規格によると、中国の鉄ホウ素は低炭素と中炭素の 2 つのカテゴリー、8 グレードに分類されます。フェロボロンは、鉄、ホウ素、シリコン、アルミニウムで構成される多成分合金です。
鉄ホウ素は、製鉄における強力な脱酸剤およびホウ素添加剤です。鋼中のホウ素の役割は、焼入れ性を大幅に向上させ、多数の合金元素をほんの少量のホウ素で置き換えることであり、機械的特性、冷間変形特性、溶接特性、および高温特性も向上させることができます。
ホウ素の炭素含有量に応じて、鉄は低炭素グレードと中炭素グレードの 2 つのカテゴリーに分けられ、それぞれ鋼のグレードが異なります。第二鉄ホウ素の化学組成を表 5-30 に示します。低炭素ホウ化鉄はテルミット法で製造され、アルミニウム含有量が高くなります。中炭素ホウ素鉄は、アルミニウム含有量が低く、炭素含有量が高い、珪熱プロセスによって製造されます。鉄ボロンの使用のポイントと歴史をご紹介します。
まずは鉄ボロンの使い方のポイント
ホウ化鉄を使用する場合は、次の点に注意してください。
1. 鉄ホウ素中のホウ素量は均一ではなく、その差が非常に大きい。規格に記載されているホウ素の質量分率の範囲は 2% ～ 6% です。ホウ素含有量を正確に制御するには、使用前に真空誘導炉で再溶解し、分析後に使用する必要があります。
2. 製錬する鋼材に応じて、適切なホウ化鉄のグレードを選択します。原子力発電所用の高ボロンステンレス鋼を製錬する場合は、低炭素、低アルミニウム、低リン鉄ボロンを選択する必要があります。ホウ素含有合金構造用鋼を製錬する場合は、中炭素グレードのホウ化鉄を選択できます。
3. ホウ化鉄中のホウ素の回収率は、ホウ素含有量の増加とともに低下しました。より良好な回収率を得るには、ホウ素含有量の少ないホウ化鉄を選択することがより有利である。
第二に、鉄ボロンの歴史
イギリスのデービッド（H.Davy）が初めて電気分解によりホウ素を製造した。H.モアッサンは 1893 年に電気炉で高炭素ホウ酸鉄を製造しました。1920 年代にはホウ化鉄の製造に関する多くの特許が取得されました。1970 年代のアモルファス合金と永久磁石材料の開発により、ホウ化鉄の需要が増加しました。1950年代後半、中国の北京鉄鋼研究所はテルミット法によるホウ化鉄の開発に成功した。その後、吉林、錦州、遼陽などで大量生産が行われ、1966 年以降は主に遼陽生産が行われました。1973年、遼陽市の電気炉で鉄ホウ素が製造された。1989年に電気炉法による低アルミニウム・ボロン鉄が開発されました。