Bijih besi
Fosfor
Fosfor (P) memiliki empat efek besar pada besi: peningkatan kekerasan dan kekuatan, temperatur solidus rendah, fluiditas meningkat, dan sesak dingin. Tergantung pada tujuan penggunaan untuk besi, efek ini baik atau buruk. Bijih rawa sering memiliki kandungan Fosfor tinggi (Gordon 1996, hal 57).
Kekuatan dan kekerasan dari besi meningkat dengan konsentrasi fosfor. 0,05% fosfor dalam besi tempa membuat sekeras baja karbon menengah. Besi fosfor yang tinggi juga dapat dikeraskan dengan memalu dingin. Efek pengerasan adalah benar untuk setiap konsentrasi fosfor. Fosfor lebih, semakin sulit menjadi besi dan lebih dapat mengeras dengan memalu. Pembuat baja modern dapat meningkatkan kekerasan sebanyak 30%, tanpa mengorbankan perlawanan shock dengan mempertahankan kadar fosfor antara 0,07 dan 0,12%. Hal ini juga meningkatkan kedalaman pengerasan akibat pendinginan, tetapi pada saat yang sama juga menurunkan kelarutan karbon dalam besi pada suhu tinggi. Hal ini akan menurun kegunaannya dalam pembuatan baja blister (sementasi), dimana kecepatan dan jumlah penyerapan karbon adalah pertimbangan utama.
Penambahan fosfor memiliki sisi bawah. Pada konsentrasi yang lebih tinggi dari besi 0,2% menjadi semakin dingin pendek, atau rapuh pada suhu rendah. Dingin singkat ini terutama penting untuk besi bar. Meskipun, bar besi biasanya bekerja panas, penggunaannya sering membutuhkan itu untuk menjadi tangguh, ditekuk, dan tahan terhadap kejutan pada suhu kamar. Sebuah kuku yang hancur ketika dipukul dengan palu atau roda kereta yang pecah ketika menabrak batu tidak akan menjual dengan baik. Konsentrasi yang cukup tinggi membuat setiap fosfor zat besi tidak dapat digunakan (Rostoker & Bronson 1990, hal 22).Efek dari sesak dingin diperbesar oleh suhu. Jadi, sepotong besi yang benar-benar berguna di musim panas, mungkin menjadi sangat rapuh di musim dingin. Ada beberapa bukti bahwa selama Abad Pertengahan yang sangat kaya mungkin memiliki pedang fosfor tinggi untuk musim panas dan pedang fosfor rendah untuk musim dingin (Rostoker & Bronson 1990, hal 22).
Hati-hati kontrol fosfor dapat sangat bermanfaat dalam casting operasi. Fosfor menekan temperatur likuidus, memungkinkan besi untuk tetap cair lebih lama dan meningkatkan fluiditas.Penambahan 1% dapat melipatgandakan jarak besi cair akan mengalir (Rostoker & Bronson 1990, hal 22). Efek maksimum, sekitar 500 °C, dicapai pada konsentrasi 10,2% (Rostocker & Bronson 1990, hal 194). Untuk pekerjaan pengecoran Turner merasa besi yang ideal telah fosfor 0,2-0,55%. Besi yang dihasilkan cetakan diisi dengan void yang lebih sedikit dan juga menyusut kurang. Pada abad ke-19 beberapa produsen besi cor besi dekoratif digunakan dengan fosfor hingga 5%. Fluiditas yang ekstrem memungkinkan mereka untuk membuat coran yang sangat kompleks dan halus. Tapi, mereka tidak bisa bantalan berat, karena mereka tidak memiliki kekuatan (Turner 1900, hlm 202-204).
Ada dua solusi untuk besi fosfor tinggi. Yang tertua, dan termudah, adalah menghindari. Jika Anda bijih besi yang dihasilkan dingin pendek, orang akan mencari sumber baru bijih besi. Metode kedua melibatkan oksidasi fosfor selama proses denda dengan menambahkan oksida besi. Teknik ini biasanya berhubungan dengan puddling pada abad ke-19, dan tidak mungkin telah dipahami sebelumnya. Misalnya Ishak Zane, pemilik Pekerjaan Besi Marlboro tampaknya tidak tahu tentang hal itu pada tahun 1772. Mengingat reputasi untuk menjaga Zane mengikuti perkembangan terbaru, teknik ini mungkin tidak diketahui oleh ironmasters Virginia dan Pennsylvania.
Fosfor adalah kontaminan merugikan karena membuat baja rapuh, bahkan pada konsentrasi sesedikit 0,6%. Fosfor tidak dapat dengan mudah dihapus oleh fluks atau peleburan, dan bijih besi sehingga umumnya harus rendah fosfor untuk mulai dengan.Pilar besi dari India yang tidak berkarat dilindungi oleh komposisi fosfat. Asam fosfat digunakan sebagai konverter karat karena zat besi fosfat kurang rentan terhadap oksidasi.
[Sunting]