Metalni hrom je najčešće prepoznatljiv po svojoj upotrebi u hromiranoj pločici (što se često naziva "hrom"), ali njegova najveća upotreba je sastojak nerđajućih čelika . Obe aplikacije imaju koristi od čvrstoće hroma, otpornosti na koroziju i sposobnosti da budu polirani za sjajan izgled.
Nekretnine
- Atomski simbol: Cr
- Atomski broj: 24
- Atomska masa: 51.996g / mol 1
- Element Kategorija: Transition Metal
- Gustina: 7,19 g / cm 3 na 20 ° C
- Tačka topljenja: 3465 ° F (1907 ° C)
- Tačka ključanja: 4840 ° F (2671 ° C)
- Tvrdoća Moha: 5.5
Karakteristike
Hrom je tvrd, sivi metal koji je cenjen zbog neverovatne otpornosti na koroziju. Čisti krom je magnetan i krhka, ali kada se legura može napraviti korektivno i polirana do svetle, srebrne završne obrade.
Hrom proizlazi iz hroma, grčke riječi koja označava boju, zbog svoje sposobnosti proizvodnje živopisnih, šarenih spojeva, kao što je hrom oksid.
istorija
1797. godine, francuski hemičar Nicolas-Louis Vauguelin je proizveo prvi čisti metali hroma tretiranjem krokoita (mineral koji sadrži hrom) sa kalijum-karbonatom i zatim redukcijom nastalu hromnu kiselinu sa ugljenikom u grafitnom loncu.
Dok su hrom jedinjenja korišćena u bojama i bojama hiljadama godina, tek nakon što je Vauguelin otkrio da je upotreba hroma u metalnim aplikacijama počela da se razvija.
Krajem 19. i početkom 20. veka, metalurgi u Evropi su aktivno eksperimentisali sa metalnim legurama , pokušavajući da naprave jače i trajnije čvrste čestice .
1912. godine, dok je radio u Firth Brown Laboratories u Velikoj Britaniji, metalurg Harry Brearley je bio zadužen za pronalaženje više elastičnog metala za bačve za oružje.
Dodao je hrom, za koji se zna da ima visoku tačku topljenja, na tradicionalni ugljenični čelik, koji proizvodi prvi nerđajući čelik. Međutim, otprilike u isto vreme, drugi, uključujući Elwood Haynes u SAD i inženjere u Kruppu u Nemačkoj, takođe su razvijali čelične legure sa kromom. Sa razvojem elektrolučne peći, ubrzo nakon toga uslijedila je velika proizvodnja nehrđajućeg čelika.
Tokom istog perioda vršeno je istraživanje elektroplodiranja metala, što je omogućilo jeftinijim metalima, kao što su gvožđe i nikal , da usvoje otpornost na spoljašnji hrom na abraziju i koroziju, kao i estetske osobine. Prve hromske karakteristike pojavile su se na automobilima i vrhunskim satovima krajem 1920-ih.
Proizvodnja
Industrijski proizvodi od hroma uključuju hromove metale, ferrokrom, hromove hemikalije i livnice. U posljednjih nekoliko godina, došlo je do težnje ka većoj vertikalnoj integraciji u proizvodnji hroma materijala. To jest, više kompanija uključeno u rudarstvo hromitne rude takođe ih preradi u hrom metal, ferrochrome i, na kraju, nehrđajući čelik.
U 2010. godini globalna proizvodnja hromitne rude (FeCr 2 O 4 ), primarnog mineralnog ekstrakta za proizvodnju hroma, iznosi 25 miliona tona.
Proizvodnja ferokroma iznosila je oko 7 miliona tona, dok je proizvodnja hroma iznosila oko 40.000 tona. Ferrohromijum se proizvodi isključivo pomoću električnih ložnih peći, dok se metalni hrom može proizvoditi putem elektrolitskih, silikotermičnih i aluminotermnih metoda.
Tokom proizvodnje ferokroma, toplota nastala električnim luknjacima, koja dostigne 5070 ° F (2800 ° C), uzrokuje ugalj i koka da smanjuju hromovu rudu kroz karbotermnu reakciju. Kada se dovoljno materijala obruči u ognjištu peći, rastopljeni metal se isprazni i učvršćuje u velikim odlivcima pre nego što se drobi.
Aluminotermična proizvodnja metalnih hroma visoke čistoće čini više od 95% hroma koji se proizvodi danas. Prvi korak u ovom procesu zahteva da se hromitna ruda peče soda i krečem u vazduhu pri 2000 ° F (1000 ° C), što stvara natrijum hromat koji sadrži kalcin.
Može se iscediti od otpadnog materijala, a zatim se reducira i obori kao hromni oksid (Cr 2 O 3 ).
Hromov oksid se zatim pomeša sa aluminijumom u prahu i stavlja u veliki glineni lonac. Barijskim peroksidom i magnezijumskim prahom se zatim šire na smešu, a lonac je okružen peskom (koji deluje kao izolacija).
Smeša se zapali, što dovodi do kiseonika iz hromnog oksida koji reaguje sa aluminijumom za proizvodnju aluminijum-oksida i, na taj način, oslobađajući rastopljeni hrom metal koji je 97-99% čist.
Prema statističkim podacima američkog geološkog istraživanja, najveći proizvođači hromitne rude u 2009. bili su Južna Afrika (33%), Indija (20%) i Kazahstan (17%). Najveće kompanije za proizvodnju ferokroma su Xstrata, Eurasian Natural Resources Corp. (Kazahstan), Samancor (Južna Afrika) i Hernic Ferrochrome (Južna Afrika).
Aplikacije
Prema podacima Međunarodne asocijacije za razvoj hroma, od ukupne rude kromita iz 2009. godine, 95,2% je potrošilo metalurška industrija, 3,2% ogranka i livnica, a 1,6% hemijskih proizvođača. Najvažnije upotrebe hroma su nerđajući čelici, legirani čelici i neželjene legure.
Nerđajući čelici se odnose na čitav niz čelika koji sadrže između 10% i 30% hroma (po težini) i koji ne korodiraju ili rđuju lako kao i regularni čelici. Postoji između 150 i 200 različitih sastojaka od nerđajućeg čelika, iako je samo oko 10% od njih u redovnoj upotrebi.
Izvori:
Sully, Arthur Henry i Eric A. Brandes. Hrom . London: Butterworths, 1954.
Ulica, Arthur. & Alexander, WO 1944. Metali u službi čovjeka . 11. izdanje (1998).
Međunarodna asocijacija za razvoj hroma (ICDA).
Izvor: www.icdacr.com
Chromium Superalloy trgovački nazivi
| Trgovačko ime | Sadržaj hroma (% težine) |
|---|---|
| Hastelloy-X® | 22 |
| WI-52® | 21 |
| Waspaloy® | 20 |
| Nimonic® | 20 |
| IN-718® | 19 |
| Nerđajući čelici | 17-25 |
| Inconel® | 14-24 |
| Udimet-700® | 15 |