Krommetal er mest anerkendt til brug ved forkromning (som ofte omtales som "krom"), men den største anvendelse er som en ingrediens i rustfrit stål . Begge anvendelser har gavn af chromens hårdhed, korrosionsbestandighed og evne til at blive poleret til et glansagtigt udseende.
Ejendomme
- Atomisk symbol: Cr
- Atomisk nummer: 24
- Atommasse: 51,996 g / mol 1
- Element Kategori: Overgangsmetal
- Tæthed: 7,19 g / cm3 ved 20 ° C
- Smeltepunkt: 3465 ° F (1907 ° C)
- Kogepunkt: 4840 ° F (2671 ° C)
- Mohs hårdhed: 5,5
Egenskaber
Chrom er et hårdt gråt metal, der er værdsat for sin utrolige korrosionsbestandighed. Rent krom er magnetisk og sprød, men når legeret kan gøres formbar og poleret til en lys, sølvfarvet finish.
Krom henter sit navn fra khrōma, et græsk ord, der betyder farve, på grund af dets evne til at producere levende farverige forbindelser, såsom kromoxid .
Historie
I 1797 producerede den franske kemiker Nicolas-Louis Vauguelin det første rene chrommetal ved at behandle crocoit (et kromholdigt mineral) med kaliumcarbonat og derefter reducere den resulterende chromsyre med carbon i en grafitdør.
Mens kromforbindelser er blevet brugt i farvestoffer og malinger i tusindvis af år, var det først først efter Vauguelins opdagelse, at krombrug i metal applikationer begyndte at udvikle sig.
I slutningen af 1800'erne og begyndelsen af det 20. århundrede eksperimenterede metallurgister i Europa aktivt med metallegeringer og forsøgte at producere stærkere og mere holdbare stål .
I 1912, mens han arbejdede hos Firth Brown Laboratories i Storbritannien, var metallurgeren Harry Brearley forpligtet til at finde et mere robust metal til pistoltønder.
Han tilføjede krom, som var kendt for at have et højt smeltepunkt, til traditionelt carbonstål, der producerede det første rustfrit stål. Imidlertid udviklede andre, herunder Elwood Haynes i USA og ingeniører i Krupp i Tyskland, samtidig også kromholdige stållegeringer. Med udviklingen af lysbueovnen fulgte storstilet produktion af rustfrit stål kort efter det.
I samme periode blev der også foretaget forskning på elektropletterende metaller, hvilket gjorde det muligt for billigere metaller, såsom jern og nikkel , at adoptere deres ydre kromresistens mod slid og korrosion samt dets æstetiske kvaliteter. De første chrome-funktioner optrådte på biler og high-end ure i slutningen af 1920'erne.
Produktion
Industrielle kromprodukter omfatter krommetal, ferrochrom, kromkemikalier og støvsand. I de seneste år har der været en tendens til større vertikal integration i produktionen af krommaterialer. Det vil sige, at flere virksomheder er involveret i minedrift af kromitmalm, behandler det også i krommetal, ferrochrom og i sidste ende rustfrit stål.
I 2010 blev den globale produktion af krommalm (FeCr 2 O 4 ) det primære mineral udvundet til kromproduktion på 25 mio. Tons.
Produktionen af ferrochrom var omkring 7 millioner tons, mens produktion af chrommetaller var ca. 40.000 tons. Ferrochrom fremstilles udelukkende ved hjælp af lysbueovne, hvorimod chrommetal kan fremstilles via elektrolytiske, silikotermiske og aluminotermiske metoder.
Under fremstillingen af ferrochrom forårsager varmeen fra elbueovne, som når op til 2800 ° C, kul og koks at reducere krommalm gennem en carboterm reaktion. Når tilstrækkeligt materiale er blevet smeltet i ovnens hede, drænes det smeltede metal og størknes i store støbninger, inden det knuses.
Aluminothermic produktion af høj renhed krom metal tegner sig for over 95% af chrommetal produceret i dag. Det første skridt i denne proces kræver, at kromitmalmen brændes med sodavand og kalk i luften ved 1000 ° C, hvilket skaber et natriumkromat, der indeholder calcine.
Den kan udvaskes væk fra affaldsmaterialet og derefter reduceres og præcipiteres som kromoxid (Cr 2 O 3 ).
Chromoxidet blandes derefter med pulveriseret aluminium og sættes i en stor lerdigel. Bariumperoxid og magnesiumpulver spredes derefter på blandingen, og diglen er omgivet af sand (som virker som isolering).
Blandingen antændes, hvilket resulterer i, at oxygenet fra kromoxidet reagerer med aluminiumet for at fremstille aluminiumoxid og derved frigive smeltet krommetal, der er 97-99% rent.
Ifølge amerikanske geologiske undersøgelsesstatistikker var de største producenter af chromitmalm i 2009 Sydafrika (33%), Indien (20%) og Kasakhstan (17%). De største ferrochromeproducerende virksomheder omfatter Xstrata , Eurasian Natural Resources Corp. (Kasakhstan), Samancor (Sydafrika) og Hernic Ferrochrome (Sydafrika).
Applikationer
Ifølge International Development Association for Chrom, af den samlede chromitmalm, der blev udvundet i 2009, blev 95,2% forbrugt af metallurgisk industri, 3,2% af ildfaste og støberiindustrien og 1,6% af kemiske producenter. De vigtigste anvendelser for krom er i rustfrit stål, legerede stål og ikke-jernholdige legeringer.
Rustfrit stål henviser til en række stål, der indeholder mellem 10% til 30% chrom (efter vægt), og som ikke korroderer eller ruster så let som almindelige stål. Mellem 150 og 200 forskellige rustfrit stål kompositioner eksisterer, selv om kun ca. 10% af disse er i regelmæssig brug.
Kilder:
Sully, Arthur Henry, og Eric A. Brandes. Krom . London: Butterworths, 1954.
Street, Arthur. & Alexander, WO 1944. Metaller i Service of Man . 11. udgave (1998).
Den Internationale Kromudviklingsforening (ICDA).
Kilde: www.icdacr.com
Chrom Superalloy Handelsnavn
| Handelsnavn | Kromindhold (% vægt) |
|---|---|
| Hastelloy-X® | 22 |
| WI-52® | 21 |
| Waspaloy® | 20 |
| Nimonic® | 20 |
| IN-718® | 19 |
| Rustfrit stål | 17-25 |
| Inconel® | 14-24 |
| Udimet-700® | 15 |