Krommetall är mest känd för sin användning vid förkromning (som ofta kallas "krom"), men dess största användning är som en ingrediens i rostfritt stål . Båda applikationerna dra nytta av kromets hårdhet, korrosionsbeständighet och förmåga att poleras för ett ljust utseende.
Egenskaper
- Atom-symbol: Cr
- Atomnummer: 24
- Atommassa: 51,996g / mol 1
- Element Kategori: Övergångsmetall
- Densitet: 7,19 g / cm3 vid 20 ° C
- Smältpunkt: 3465 ° F (1907 ° C)
- Kokpunkt: 4840 ° F (2671 ° C)
- Mohs hårdhet: 5,5
egenskaper
Krom är en hård grå metall som värderas för sitt otroliga korrosionsbeständighet. Rent krom är magnetiskt och sprött, men vid legering kan det formas och poleras till en ljus, silvery finish.
Krom härleder sitt namn från khrōma, ett grekiskt ord som betyder färg, på grund av dess förmåga att producera levande färgrika föreningar, såsom kromoxid.
Historia
1797 producerade fransk kemist Nicolas-Louis Vauguelin den första rena krommetallen genom att behandla crocoit (ett krominnehållande mineral) med kaliumkarbonat och sedan reducera den resulterande kromsyra med kol i en grafitdigel.
Medan kromföreningar har använts i färgämnen och färger i tusentals år, var det inte förrän efter Vauguelins upptäckt att kromanvändningen i metallapplikationer började utvecklas.
I slutet av 1900-talet och början av 1900-talet experimenterade metallurister i Europa aktivt med metalllegeringar och försökte producera starkare och hållbart stål .
Under 1912, vid arbete vid Firth Brown Laboratories i Storbritannien, var metallurgisten Harry Brearley uppgift att hitta en mer robust metall för pistolfat.
Han tillsatte krom, som var känt för att ha en hög smältpunkt, till traditionellt kolstål, som producerar det första rostfria stålet. Men ungefär samma tid utvecklade andra, däribland Elwood Haynes i USA och ingenjörer i Krupp i Tyskland, även krominnehållande stållegeringar. Med utvecklingen av den elektriska ljusbågsugnen följdes storskalig produktion av rostfritt stål strax efter det.
Under samma period gjordes också forskning på elektropläterande metaller, vilket medförde att billigare metaller, som järn och nickel , kan anta på deras yttre kromresistens mot nötning och korrosion samt dess estetiska egenskaper. De första kromfunktionerna uppträdde på bilar och avancerade klockor i slutet av 1920-talet.
Produktion
Industriella kromprodukter inkluderar krommetall, ferrokrom, kromkemikalier och gjuterisand. Under senare år har det varit en trend mot ökad vertikal integration vid produktion av krommaterial. Det vill säga att fler företag är involverade i gruvan av kromitmalm bearbetar den också i krommetall, ferrokrom och i slutändan rostfritt stål.
År 2010 var global produktion av krommalm (FeCr 2 O 4 ) det primära mineral som extraherades för kromproduktion 25 miljoner ton.
Ferrokromproduktionen var cirka 7 miljoner ton, medan krommetallproduktionen var cirka 40 000 ton. Ferrokrom produceras enbart med hjälp av elektriska ljusbågsugnar, medan krommetall kan framställas via elektrolytiska, silikotermiska och aluminoterma metoder.
Vid framställning av ferrokrom orsakar värmen som bildas av elbågsugnar, som når 5070 ° F (2800 ° C), kol och koks för att minska krommalmen genom en karboterm reaktion. När väl tillräckligt material har smält i ugnen, smälter den smälta metallen ut och solidifieras i stora gjutningar innan den krossas.
Aluminoterm produktion av krom med hög renhet står för över 95% av krommetall som produceras idag. Det första steget i denna process kräver att kromitmalmen är rostad med läsk och kalk i luften vid 2000 ° F (1000 ° C), vilket skapar en natriumkromat som innehåller kalcium.
Det kan läckas bort från avfallsmaterialet och sedan reduceras och fällas ut som kromoxid (Cr 2 O 3 ).
Kromoxiden blandas sedan med pulveriserat aluminium och sätts i en stor lera-smältkropp. Bariumperoxid och magnesiumpulver sprids sedan på blandningen, och degeln omges av sand (som fungerar som isolering).
Blandningen antändes, vilket resulterar i syret från kromoxiden som reagerar med aluminiumet för framställning av aluminiumoxid och därmed frigörande smält krommetall som är 97-99% ren.
Enligt amerikanska Geological Survey-statistiken var de största producenterna av kromitmalm 2009 Sydafrika (33%), Indien (20%) och Kazakstan (17%). De största ferrokromproducerande företagen är Xstrata , Eurasian Natural Resources Corp. (Kazakstan), Samancor (Sydafrika) och Hernic Ferrochrome (Sydafrika).
tillämpningar
Enligt den internationella utvecklingsorganisationen för krom, av den totala kromitmalmen extraherad 2009, konsumeras 95,2% av metallindustrin, 3,2% av eldfasta och gjuteriindustrin och 1,6% av kemiska producenter. De viktigaste användningarna för krom är i rostfritt stål, legerade stål och icke-ferrolegeringar.
Rostfria stål hänvisar till en rad stål som innehåller mellan 10% till 30% krom (i vikt) och som inte korroderar eller rostar lika lätt som vanliga stål. Mellan 150 och 200 olika rostfria stålkompositioner existerar, även om endast cirka 10% av dessa är i regelbunden användning.
källor:
Sully, Arthur Henry och Eric A. Brandes. Krom . London: Butterworths, 1954.
Street, Arthur. & Alexander, WO 1944. Metaller i tjänsten av mannen . 11: e upplagan (1998).
Den internationella kromutvecklingsorganisationen (ICDA).
Källa: www.icdacr.com
Chrom Superalloy Handelsnamn
| Handelsnamn | Krominnehåll (vikt%) |
|---|---|
| Hastelloy-X® | 22 |
| WI-52® | 21 |
| Waspaloy® | 20 |
| Nimonic® | 20 |
| IN-718® | 19 |
| Rostfritt stål | 17-25 |
| Inconel® | 14-24 |
| Udimet-700® | 15 |