פרופיל מתכת: כרום

מתכת Chromium הוא מוכר ביותר עבור השימוש בו ציפוי כרום (אשר מכונה לעתים קרובות פשוט כמו "כרום"), אבל השימוש הגדול ביותר שלה הוא כמרכיב פלדות אל חלד . שני היישומים ליהנות קשיות של כרום, עמידות בפני קורוזיה , ואת היכולת להיות מלוטש עבור מראה מבריק.

נכסים

• סמל אטומי: Cr
• מספר אטומי: 24
• מסה אטומית: 51.996g / mol ¹
• אלמנט קטגוריה: מתכת מעבר

• צפיפות: 7.19g / cm ³ ב 20 ° C
• נקודת התכה: 3465 ° F (1907 ° C)
• נקודת רתיחה: 4840 ° F (2671 ° C)
• קשיותו של מוה: 5.5

מאפיינים

כרום הוא מתכת אפורה קשה, אשר מוערך עמידות מדהימה שלה בפני קורוזיה. כרום טהור הוא מגנטי שביר, אבל כאשר alloyed יכול להיות חשיל מלוטש לסיים, מבריק כסופים.

Chromium שואב את שמו מחראומה, מילה יוונית שמשמעותה צבע, בשל יכולתה לייצר תרכובות חיות, צבעוניות, כגון תחמוצת כרום.

הִיסטוֹרִיָה

ב -1797, הכימאי הצרפתי ניקולה-לואיס ואוגואלין הפיק את המתכת הראשונה של כרום טהור על ידי טיפול ב- crocoite (מינרל המכיל כרום) עם אשלגן פחמתי ולאחר מכן הפחתת חומצה הכרומית כתוצאה מפחמן בכור גרפיט.

בעוד תרכובות כרום שימשו צבעים וצבעים במשך אלפי שנים, זה לא היה עד לאחר גילויו של ואגואלין כי השימוש כרום ביישומים מתכת החלה להתפתח.

בסוף המאה ה -19 ותחילת המאה ה -20, metallurgists באירופה היו ניסוי פעיל עם סגסוגות מתכת, מנסה לייצר פלדות חזקות יותר עמיד.

בשנת 1912, בעת שעבד במעבדות Firth Brown בבריטניה, מטלורגיסט הארי ברארלי הוטל על מציאת מתכת גמישה יותר לחביות תותחים.

הוא הוסיף כרום, אשר היה ידוע יש נקודת התכה גבוהה, פלדה פחמן המסורתית, בייצור נירוסטה הראשון. עם זאת, בערך באותו זמן, אחרים, כולל אלווד היינס בארה"ב ומהנדסים ב Krupp בגרמניה, היו גם בפיתוח כרום סגסוגות פלדה המכילים. עם התפתחות של תנור קשת חשמלי, ייצור בקנה מידה גדול של נירוסטה ואחריו זמן קצר לאחר מכן.

באותה תקופה נעשה גם מחקר על מתכות לציפוי אלקטרודות, שאיפשרו למתכות זולות יותר, כגון ברזל וניקל , לאמץ את ההתנגדות החיצונית של הכרום לשחיקה וקורוזיה, כמו גם את תכונותיו האסתטיות. תכונות כרום הראשון הופיע על מכוניות ושעונים מתקדמים בסוף 1920.

הפקה

מוצרי כרום תעשייתיים כוללים מתכת כרום, ferrochrome, כימיקלים כרום וחולות יציקה. בשנים האחרונות, חלה מגמה של אינטגרציה אנכית גדולה יותר בייצור של חומרים כרום. כלומר, חברות נוספות מעורבים כריית עפרות כרומיט גם עיבוד זה לתוך מתכת כרום, ferrochrome, ובסופו של דבר, נירוסטה.

בשנת 2010 הייצור העולמי של עפרות כרומיט (FeCr ₂ O ₄ ), מינרל העיקרי שחולצו לייצור כרום היה 25 מיליון טון.

הייצור Ferrochrome היה סביב 7 מיליון טון, בעוד ייצור כרום כרום היה כ 40,000 טון. Ferrochromium מיוצר אך ורק באמצעות תנורי קשת חשמלי, ואילו מתכת כרום יכול להיות מיוצר באמצעות אלקטרוליטי, סיליקו תרמית שיטות aluminothermic.

במהלך הייצור של ferrochrome, החום שנוצר על ידי תנורי קשת חשמלי, אשר מגיע 5070 מעלות צלזיוס (2800 מעלות צלזיוס), גורם פחם וקולה כדי להפחית את עפרות כרום באמצעות תגובה carbothermic. לאחר חומר מספיק כבר התמוססו בתוך האח תנור, מתכת מותכת הוא סחוט החוצה ומוגבש יציקות גדולות לפני מרוסק.

ייצור Aluminothermic של טוהר גבוהה כרום חשבונות מתכת עבור מעל 95% של מתכת כרום המיוצר היום. השלב הראשון בתהליך זה דורש כי עפרות כרומיט קלוי עם סודה סיד ב האוויר ב 2000 מעלות (1000 מעלות צלזיוס), אשר יוצר סודיום chromate המכיל calcine.

זה יכול להיות leached הרחק חומר פסולת ולאחר מכן מופחת וזרז כמו תחמוצת כרום (Cr ₂ O ₃ ).

את תחמוצת כרום הוא מעורבב אז עם אבקת אלומיניום והכניסו לתוך כרס טיט גדול. בריום חמצן ואבקת מגנזיום מתפשטים אז על התערובת, ואת כור היתוך מוקף חול (אשר משמש בידוד).

תערובת הוא הצית, וכתוצאה מכך החמצן של תחמוצת הכרום מגיבים עם אלומיניום לייצר תחמוצת אלומיניום, ובכך, משחרר מתכת כרום מותך כי הוא 97-99% טהור.

על פי נתוני סקר גיאולוגי של ארה"ב, היצרנים הגדולים ביותר של עפרות כרומיט בשנת 2009 היו דרום אפריקה (33%), הודו (20%) וקזחסטן (17%). החברות הגדולות לייצור ferrochrome כוללים Xstrata , Eurasian Natural Resources Corp (קזחסטן), Samancor (דרום אפריקה), ו Hernic Ferrochrome (דרום אפריקה).

יישומים

על פי האיגוד הבינלאומי לפיתוח של כרום, של עפרות כרומיט סך שחולצו בשנת 2009, 95.2% נצרך על ידי תעשיית מתכות, 3.2% על ידי תעשיית עקשן ויציקה, ו -1.6% על ידי יצרנים כימיים. השימושים העיקריים עבור כרום הם פלדות אל חלד, פלדות alloyed, וסגסוגות nonferrous.

פלדות אל חלד מתייחסים למגוון של פלדות המכילות בין 10% ל 30% כרום (לפי משקל) וכי לא corrode או חלודה בקלות כמו פלדות רגילות. בין 150 ל 200 יצירות נירוסטה שונים קיימים, אם כי רק על 10% מהם נמצאים בשימוש קבוע.

_{מקורות:}

_{סולי, ארתור הנרי ואריק א. ברנדס. Chromium . לונדון: באטרוורת ', 1954.}

_{רחוב, ארתור. אלכסנדר, 1944. מתכות בשירות האדם . מהדורה 11 (1998).}

_{הבינלאומי כרום פיתוח האגודה (ICDA).}

_{מקור: www.icdacr.com}

כרום Superalloy שמות מסחריים

שם מסחרי	תוכן Chromium (% משקל)
Hastelloy-X ®	22
WI-52®	21
Waspaloy ®	20
נימוניק	20
IN-718®	19
נירוסטה	17-25
Inconel ®	14-24
Udimet-700®	15