Krommetall er mest kjent for bruk i krombelegg (som ofte refereres til som "krom"), men den største bruken er som en ingrediens i rustfritt stål . Begge applikasjonene drar nytte av kromets hardhet, korrosjonsbestandighet og evne til å bli polert for et lyst utseende.
Egenskaper
- Atomisk symbol: Cr
- Atomnummer: 24
- Atommasse: 51,996g / mol 1
- Element Kategori: Overgangsmetall
- Tetthet: 7,19 g / cm3 ved 20 ° C
- Smeltepunkt: 3465 ° F (1907 ° C)
- Kokepunkt: 4840 ° F (2671 ° C)
- Mohs hardhet: 5,5
Kjennetegn
Krom er et hardt, grått metall som er verdsatt for sin utrolige motstand mot korrosjon. Rent krom er magnetisk og sprøtt, men når legeringen kan gjøres smidig og polert til en lys, silvery finish.
Krom stammer fra khrōma, et gresk ord som betyr farge, på grunn av sin evne til å produsere levende, fargerike forbindelser, som for eksempel kromoksid.
Historie
I 1797 produserte fransk kjemiker Nicolas-Louis Vauguelin det første rene krommetallet ved å behandle krokolitt (et kromholdig mineral) med kaliumkarbonat og deretter redusere den resulterende kromsyre med karbon i en grafittdigel.
Mens kromforbindelser har blitt brukt i fargestoffer og malinger i tusenvis av år, var det ikke før det var godt etter Vauguelins oppdagelse at krombruk i metallapplikasjoner begynte å utvikle seg.
I slutten av 1800-tallet og tidlig på 1900-tallet eksperimenterte metallurger i Europa aktivt med metalllegeringer , og forsøkte å produsere sterkere og mer holdbare stål .
I 1912, mens han jobbet i Firth Brown Laboratories i Storbritannia, var metallurgisten Harry Brearley opptatt av å finne et mer motstandsdyktig metall for pistolfat.
Han la til krom, som var kjent for å ha et høyt smeltepunkt, til tradisjonelt karbonstål, som produserte det første rustfritt stål. Imidlertid utviklet også andre, inkludert Elwood Haynes i USA og ingeniører ved Krupp i Tyskland, også kromholdige stållegeringer. Med utviklingen av lysbueovnen fulgte storskala produksjon av rustfritt stål kort tid etter det.
I løpet av samme periode ble det også utført forskning på elektropletterende metaller, noe som medførte at billigere metaller, som jern og nikkel , kunne adoptere deres utvendige kroms motstand mot slitasje og korrosjon, samt de estetiske egenskapene. De første kromfunksjonene dukket opp på biler og high-end klokker i slutten av 1920-tallet.
Produksjon
Industrielle kromprodukter inkluderer krommetall, ferrokrom, kromkjemikalier og støpesand. I de senere år har det vært en trend mot større vertikal integrering i produksjon av krommaterialer. Det vil si at flere bedrifter som er involvert i gruvedrift av kromittmalm, også behandler det i krommetall, ferrokrom og i siste ende rustfritt stål.
I 2010 var global produksjon av kromittmalm (FeCr 2 O 4 ) det primære mineral som ble ekstrahert for kromproduksjon 25 millioner tonn.
Produksjonen av ferrokrom var rundt 7 millioner tonn, mens produksjonen av krommetall var ca. 40.000 tonn. Ferrokrom er produsert utelukkende ved hjelp av lysbueovner, mens krommetall kan fremstilles via elektrolytiske, silikotermiske og aluminotermiske metoder.
Under produksjonen av ferrokrom forårsaker varmen skapt av lysbueovner, som når 2800 ° C, kull og koks for å redusere krommalm gjennom en karbotermisk reaksjon. Når tilstrekkelig materiale er smeltet i ovnen, blir det smeltede metall drenert og størket i store støpegods før det knuses.
Aluminotermisk produksjon av krommetall av høy renhet utgjør over 95% av krommetall produsert i dag. Det første trinnet i denne prosessen krever at kromittmalmen blir stekt med brus og kalk i luften ved 1000 ° C, noe som skaper et natriumkromat som inneholder kalsin.
Det kan lekkes bort fra avfallsmaterialet og deretter reduseres og utfelles som kromoksyd (Cr 2 O 3 ).
Kromoksydet blandes deretter med pulverisert aluminium og legges i en stor leireksel. Bariumperoksid og magnesiumpulver spredes deretter på blandingen, og smeltedigelen er omgitt av sand (som virker som isolasjon).
Blandingen antennes, noe som resulterer i at oksygenet fra kromoksydet reagerer med aluminiumet for å produsere aluminiumoksyd og dermed frigjøre smeltet krommetall som er 97-99% rent.
Ifølge amerikanske geologiske undersøkelsesstatistikker var de største produsentene av kromittmal i 2009 Sør-Afrika (33%), India (20%) og Kasakhstan (17%). De største ferrokrom produserende selskapene inkluderer Xstrata , Eurasian Natural Resources Corp. (Kasakhstan), Samancor (Sør-Afrika) og Hernic Ferrochrome (Sør-Afrika).
applikasjoner
Ifølge International Development Association for Chromium, av den totale kromittmalmen utvunnet i 2009, ble 95,2% forbruket av metallurgisk industri, 3,2% av ildfast og støperiindustrien, og 1,6% av kjemiske produsenter. De viktigste bruksområdene for krom er i rustfritt stål, legerte stål og ikke-jernholdige legeringer.
Rustfritt stål refererer til en rekke stål som inneholder mellom 10% til 30% krom (i vekt) og som ikke korroderer eller ruster like lett som vanlige stål. Mellom 150 og 200 forskjellige rustfrie stålkomposisjoner finnes, selv om bare ca 10% av disse er i vanlig bruk.
kilder:
Sully, Arthur Henry, og Eric A. Brandes. Krom . London: Butterworths, 1954.
Street, Arthur. & Alexander, WO 1944. Metaller i menneskets tjeneste . 11. utgave (1998).
Den internasjonale kromutviklingsorganisasjonen (ICDA).
Kilde: www.icdacr.com
Chrom Superalloy Trade Name
| Handelsnavn | Krominnhold (% vekt) |
|---|---|
| Hastelloy-X® | 22 |
| WI-52® | 21 |
| Waspaloy® | 20 |
| Nimonic® | 20 |
| IN-718® | 19 |
| Rustfritt stål | 17-25 |
| Inconel® | 14-24 |
| Udimet-700® | 15 |