دراین مقاله ماشین سازی هادی به بررسی کروم و آلیاژ کروم می پردازیم. آلیاژ کروم کاربرد بالایی در صنعت خودروسازی دارد که در این مقاله نیز توضیح میدهیم. همچنین در مورد کاربرد کروم در صنعت فولاد می گوییم. تا پایان این مقاله با Mashinsazi همراه باشید.
کروم و آلیاژ کروم چیست؟
کروم به عنوان یک عنصر در سال ۱۷۶۱ کشف شد و ابتدا به عنوان رنگدانه کاربرد داشت. در ۱۷۹۷ فلز کروم برای نخستین بار از سنگ معدنی آن جدا شد. از آن زمان تاکنون تقریباً تمام کروم دنیا از سنگ معدنی کرومیت به دست می‌آید و به صورت تجاری با حرارت دادن این سنگ معدن در حضور آلومینیوم یا سیلیسیوم تهیه میشود. این عنصر از نظر فراوانی بیست و یکمین عنصر در پوسته زمین است.
آلیاژ کروم در حالتهای مختلف وجود دارد:آلیاژکروم آهن،آلیاژکروم نیکل،آلیاژ کروم کبالت و...
نزدیک به نیمی از سنگ معدن کرومیت جهان در آفریقای جنوبی تولید میشود و قزاقستان، هند، زیمبابوه، ایران، فنلاند، برزیل، روسیه و ترکیه نیز از دیگر تولیدکنندگان عمده آن هستند. مقدار کرومیت استخراج نشده بسیار زیاد است، اما از نظر جغرافیایی در قزاقستان و آفریقای جنوبی متمرکز هستند. در سال ۲۰۰۰ حدود ۴٫۴ میلیون تن سنگ معدن کرومیت قابل فروش تولید شد که ۳٫۳ میلیون تن آهن- کروم به ارزش تقریبی ۲٫۵ میلیارد دلار آمریکا از آن به دست آمد.
اگرچه وجود کروم خالص بسیار نادر است، مقادیری کروم خالص کشف شده‌است. معدن اوداچنایا در روسیه نمونه‌هایی از کروم خالص تولید می‌کند. این معدن یک استوانه کیمبرلیت غنی از الماس است که در آن هم کروم خالص و هم الماس تولید میشود.
آلیاژ کروم
نقش بیولوژیکی کروم
مقدار کم کروم بسیار ضروری است و برای سوخت و ساز کامل قند در بدن انسان مورد نیاز است. کمبودهای کروم می‌تواند بر توانایی انسولین در ثابت نگه‌داشتن میزان قند خون تأثیر بگذارد. برخلاف سایر فلزاتی که مقدار کم آن‌ها ضروری است، برای کروم عملکرد بیولوژیکی در متالوپروتئین دیده نشده است.
کاربرد کروم در صنعت فولاد
کروم با توجه به ویژگی‌های خود می‌تواند بسیاری از فلزات دیگر را ضد زنگ کرده و از آن‌ها در برابر خوردگی و زنگ زدن محافظت نماید. از همین رو یکی از آلیاژهای اصلی فولاد ضدزنگ یا استینلس استیل را کروم تشکیل میشود. وجود حداقل میزان ۱۰٫۵ درصد عنصر کروم استیل را در برابر خوردگی محافظت می‌نماید. همچنین حداکثر درصد جرمی کربن در این آلیاژ فولادی ۱٫۲ درصد است.
وجود این میزان کروم باعث ایجاد یک لایه غیرفعال بر روی سطح فولاد میشود که به شدت به ماده زیرین پیوند خورده و از تماس بیشتر ماده با محیط اطراف جلوگیری می‌کند که این خاصیت موجب حفاظت فولاد در برابر زنگ زدگی میشود. اگر خراشی بر روی این سطح ایجاد و لایه از بین برود، فولاد می‌تواند خودش را ترمیم کند و اگر گرید به درستی برای محیط کاری انتخاب شده باشد این لایه غیرفعال دوباره تشکیل میشود. در غیر اینصورت فولاد زنگ‌نزن، زنگ زده و خورده خواهد شد.
کاربردهای کروم
- در متالورژی برای مقاوم کردن در مقابل پوسیدگی و در براقی نهائی: در آب کاری با کروم، در آلومینیوم آنادایز، به‌عنوان یک جزء در آلیاژها، مثلاً در فولاد ضدزنگ استفاده میشود.
- نمک‌های کروم باعث سبز شدن رنگ شیشه می‌شوند.
- استفاده از کرومیت برای ساخت قالب‌های پخت آجر
- کاربرد کرومات‌ها و اکسیدها در رنگ مو و رنگهای معمولی
- به عنوان یک کاتالیزور
- استفاده از دی کرومات پتاسیم در تمیز کردن ظروف شیشه‌ای آزمایشگاهی
- در صنعت رنگرزی
- جهت دوپ کردن در پوشش کربن شبه الماس (DLC)
- دی اکسید کروم(CrO2) در تولید نوارهای مغناطیسی مصرف میشود این نوارها نسبت به نوارهای اکسید آهن دارای مقاومت در برابر میدانهای مغناطیسی بیشتری بوده، لذا کارایی بهتری دارند.
آلیاژ کروم در بیشتر سوپرآلیاژها حضور دارد و اثرات شدیدی روی مقاومت محیطی و خواص مکانیکی می گذارد. در مورد مقاومت محیطی، اثر اصلی کروم کمک به تشکیل لایه ی آلومینای سطحی در غلظتهای پایین آلومینیوم در نتیجه امکان کاهش میزان آلومینیوم را فراهم می سازد.
کاربرد کروم در صنعت خودروسازی
کروم در صنعت خودروسازی عموما برای براق کردن پایدار و جلا دادن به سطوح فلزی استفاده میشود. بدنه های برخی از ماشین ها ممکن است رنگ کروماتیک شده باشند و براق تر بنظر برسند. از طرفی دیگر استفاده از کروم و رنگ کروماتیک در خودرو ها باعث افزایش زیبایی در ظاهرا سطوح فلزی خودرو ها بخصوص بدنه های ماشین میشود.
کروم در صنعت خودروسازی در قطعات و جاهای دیگری نیز مانند رینگ های فولادی با روکش سطح کروم نیز استفاده می گردد. در ادامه این مقاله در مورد اینکه آلیاژ کروم چیست و کاربرد کروم صحبت می کنیم، با ما تا پایان این مقاله همراه باشید.
مقاومت محیطی آلیاژ کروم
و به طور موثری فعالیت آلومینیوم در آلیاژ کروم را اصلاح می کند. وجود آلیاژ کروم در اندازه ی کم حدود ۵ تا ۱۰ درصد وزنی میزان آلومینیوم مورد نیاز برای تشکیل لایه ی آلومینای محافظ را از ۴۰ به حدود ۱۰ درصد اتمی کاهش می دهد.
این آلیاژ همچنین در تشکیل لایه ی کرومیا کمک می کند و یک حایل در برابر اکسیدهای ناپایدار نیکل، آهن و کبالت در حین حمله ی خوردگی داغ ایجاد می کند.
این لایه به دلیل اینکه در مقایسه با لایه آلومینا سریع تر تشکیل می شود، حفاظت بهتری در برابر خوردگی داغ ایجاد می کند.
آلیاژ کروم ۲۵ درصدی
مقدار کروم ۲۵ درصد وزنی می تواند در سوپر آلیاژها یافت شود که این مقدار معمولا باعث ایجاد مقاومت محیطی بهینه در سوپر آلیاژها می گردد، سطح بالای کروم به دلیل تشکیل فاز TCP با خواص مکانیکی مطلوب مغایرت دارد.
سطح کروم و آلومینیوم باید با هم ارزیابی شود تا نوع لایه اکسیدی که غالب است تعیین گردد. اگر نسبت کروم به آلومینیوم بزرگتر از ۴ باشد آلیاژ کرومیا تشکیل می دهد.
اگر این نسبت کمتر از ۴ باشد آلیاژ یک لایه ی آلومینا را تشکیل خواهد داد. نوع اصلی لایه اکسیدی تعداد کمی از سوپر آلیاژ های انتخابی را دارا می باشد.
آلیاژ کروم - آهن
آلیاژ آهن – کروم (Fe-Cr Alloy) را می توان پایه تشکیل فولادهای زنگ نزن به شمار آورد. کروم عنصر اصلی افزودنی در تمامی فولادهای زنگ نزن است و به همین علت بررسی دیاگرام فازی آن و ساختارهای موجود در آن با توجه به درصد کروم افزودنی، حائز اهمیت است. وجود کروم موجب افزایش مقاومت به خوردگی آلیاژ آهنی می شود.
در بخش های بعدی توضیح کاملی در مورد دیاگرام دو فازی آلیاژهای آهن - کروم ارائه شده است.
خواص مکانیکی کروم
در مورد خواص مکانیکی، نقش بسیار مهم کروم، درتشکیل تدریجی کاربیدهای ثانویه از کاربیدهای اولیه در دمای بالاست.
نتیجه گیری
دراین مقاله ماشین سازی هادی به بررسی کروم و آلیاژ کروم پرداختیم.آلیاژکروم در حالتهای مختلف وجود دارد:آلیاژکروم آهن،آلیاژکروم نیکل،آلیاژ کروم کبالت و...