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Il metallo di cromo è più ampiamente riconosciuto per il suo utilizzo in cromo (spesso indicato come "cromo"), ma il suo utilizzo più grande è come ingrediente degli acciai inossidabili. Entrambe le applicazioni beneficiano della durezza del cromo, della resistenza alla corrosione e della capacità di essere lucidato per un aspetto lucido.
Proprietà
- Simbolo Atomico: Cr
- Numero Atomico: 24
- Massa Atomica: 51. 996g / mol 1
- Elemento Categoria: Transition Metal
- Densità: 7. 19g / cm 3 a 20 ° C
- Punto di fusione: 3465 ° F
- Punto di ebollizione: 4840 ° F (2671 ° C)
- Durezza di Moh: 5. 5
Caratteristiche
Il cromo è un metallo duro e grigio che è apprezzato per la sua incredibile resistenza alla corrosione. Il cromo puro è magnetico e fragile, ma quando le leghe possono essere malleabili e lucidate per una finitura brillante e argentata.
- 9 ->Il nome del cromo deriva da khrōma, una parola greca che significa colore, per la sua capacità di produrre vivaci composti colorati come l'ossido di cromo.
Storia
Nel 1797 il chimico francese Nicolas-Louis Vauguelin produsse il primo metallo puro cromato trattando crocoite (un minerale contenente cromo) con carbonato di potassio e riducendo quindi l'acido cromico risultante con il carbonio in un crogiolo di grafite.
Mentre i composti di cromo sono stati utilizzati in coloranti e vernici per migliaia di anni, non è stato fino a poco dopo la scoperta di Vauguelin che l'uso di cromo nelle applicazioni metalliche ha cominciato a svilupparsi.Alla fine del XIX e all'inizio del XX secolo, i metallurgisti in Europa stavano sperimentando attivamente con leghe metalliche, cercando di produrre acciai forti e più resistenti.
Nel 1912, mentre lavorava a Firth Brown Laboratories nel Regno Unito, il metallurgo Harry Brearley è stato incaricato di trovare un metallo più resistente per i bastoni da arma da fuoco.
Aggiunse il cromo, noto per un elevato punto di fusione, all'acciaio di carbonio tradizionale, produrre il primo acciaio inossidabile. Tuttavia, allo stesso tempo, altri, tra cui Elwood Haynes negli Stati Uniti e ingegneri della Krupp in Germania, stavano sviluppando anche leghe d'acciaio contenenti cromo. Con lo sviluppo della fornace ad arco elettrico, la produzione su larga scala di acciaio inossidabile seguita poco dopo.
Nello stesso periodo sono state effettuate ricerche anche sui metalli elettrolitici che hanno permesso ai metalli più economici, come il ferro e il nichel, di adottare la loro resistenza all'abrasione e della corrosione esterne del cromo e le sue qualità estetiche. Le prime caratteristiche cromate sono apparse sulle vetture e gli orologi di fascia alta verso la fine degli anni '20.
Produzione
I prodotti cromati industriali includono metalli cromati, ferrochrome, prodotti chimici di cromo e sabbie di fonderia. Negli ultimi anni, c'è stata una tendenza verso una maggiore integrazione verticale nella produzione di materiali di cromo.Cioè, più aziende sono coinvolte nell'estrazione di minerale di cromo, la trasformano anche in metallo cromato, ferrochrome e, in ultima analisi, acciaio inossidabile.
Nel 2010 la produzione globale di minerale di cromo (FeCr
2 O 4 ), il minerale primario estratto per la produzione di cromo era di 25 milioni di tonnellate. La produzione di ferrocromo era di circa 7 milioni di tonnellate, mentre la produzione di metalli cromati era di circa 40.000 tonnellate. Ferrocromo è prodotto esclusivamente con forni ad arco elettrico, mentre il metallo cromato può essere prodotto mediante metodi elettrolitici, silico-termici e aluminotermici.
Durante la produzione di ferrochrome, il calore creato da forni ad arco elettrico che raggiunge 5070
° F (2800 ° C) causa carbone e coke per ridurre il minerale di cromo attraverso un reazione carbotermica. Una volta che nel focolare del forno è stata fondata una quantità sufficiente di materiale, il metallo fuso viene scaricato e solidificato in grandi getti prima di essere schiacciato. La produzione aluminotermica di metallo cromo ad alta purezza rappresenta oltre il 95% del metallo cromato prodotto oggi. Il primo passo in questo processo richiede che il minerale di cromo venga arrostito con soda e calce nell'aria al 2000
° F (1000 ° C), che crea un cromato di sodio contenente calcina. Può essere allontanato dal materiale di scarto e quindi ridotto e precipitato come ossido cromico (Cr
2 O 3 ). L'ossido cromo viene quindi mescolato con alluminio in polvere e messo in un grande crogiolo di argilla. Si estendono quindi la miscela perossido di bario e polvere di magnesio e il crogiolo è circondato da sabbia (che funge da isolamento).
La miscela viene accesa, provocando l'ossigeno proveniente dall'ossido cromo che reagisce con l'alluminio per produrre ossido di alluminio e, quindi, liberando il metallo cromato fuso che è puro 97-99%.
Secondo le statistiche dell'Indagine Geologica degli Stati Uniti, i principali produttori di minerale di cromo nel 2009 sono stati Sud Africa (33%), India (20%) e Kazakistan (17%). Le maggiori aziende produttrici di ferrochrome includono Xstrata, Eurasian Natural Resources Corp. (Kazakistan), Samancor (Sudafrica) e Hernic Ferrochrome (Sudafrica).
Applicazioni
Secondo l'International Development Association per il cromo, del minerale di cromo totale estratto nel 2009, 95,2% è stato consumato dall'industria metallurgica, 3, 2% dall'industria refrattaria e da fonderia, e 1. 6% da produttori chimici. Gli usi principali per il cromo sono in acciai inossidabili, acciai legati e leghe non ferrose.
Gli acciai inossidabili si riferiscono ad una gamma di acciai che contengono tra il 10% e il 30% di cromo (in peso) e che non corrodono o ruggiano con facilità come gli acciai regolari. Tra 150 e 200 diverse composizioni in acciaio inossidabile esistono, anche se solo circa il 10% di questi sono in uso regolare.
Fonti:
Sully, Arthur Henry e Eric A. Brandes.
Cromo . Londra: Butterworths, 1954. Street, Arthur. & Alexander, W. O. 1944.
Metalli nel servizio dell'uomo . 11a edizione (1998). L'International Chromium Development Association (ICDA).
Fonte: www. icdacr.
Nome commerciale
Contenuto di cromo (% di peso)
| Hastelloy-X® | 22 |
|---|---|
| WI-52® | 21 |
| Waspaloy® < 20 | Nomenon® |
| 20 | IN-718® |
| 19 | Acciaio inossidabile |
| 17-25 | Inconel® |
| 14-24 < 700® | 15 |
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