Profaili onibara: Chromium

Ọta Chromite ni ile Hernic Ferrochrome ni South Africa. Aworan © Terence Bell

Omi-ọrin Chromium ni a gbajumo pupọ fun lilo rẹ ni plating chromium (eyi ti a tọka si ni bibẹrẹ 'chrome'), ṣugbọn lilo ti o tobi julọ jẹ bi eroja ninu awọn irinla irin alagbara . Awọn ohun elo mejeeji ni anfani lati irọra ti chromium, iduro si ibajẹ , ati agbara lati wa ni didan fun irisi ti ifẹkufẹ.

Awọn ohun-ini

Awọn iṣe

Chromium jẹ ami lile, grẹy ti o wulo fun iṣaniloju itaniji rẹ si ibajẹ. Chromium ti o jẹ ohun ti o dara ati brittle, ṣugbọn nigba ti a ba le ṣe apẹrẹ ti o dara julọ ati didan si imọlẹ kan, pari ipari silvery.

Chromium nfa orukọ rẹ lati khrōma, ọrọ Giriki ti o tumọ si awọ, nitori agbara rẹ lati ṣe alaye gbangba, awọn agbo-awọ ti o ni awọ, bi epo afẹfẹ chrome.

Itan

Ni ọdun 1797, Chemist Faranse Nicolas-Louis Vauguelin ṣe apẹrẹ irin-irin kúrẹmu akọkọ nipa gbigbọn crocoite (nkan ti o ni erupẹ ti epo) pẹlu erogba ti carbonate ati lẹhinna idinku awọn chromic acid ti o mu pẹlu erogba ni irọpọ graphite.

Lakoko ti a ti lo awọn agbo-ogun chromium ninu awọn awọ ati awọn asọ fun ẹgbẹẹgbẹrun ọdun, kii ṣe titi di akoko daradara lẹhin iwari Vauguelin pe lilo awọn kemikali ninu awọn ohun elo irinwo bẹrẹ si ni idagbasoke.

Ni opin ọdun 19th ati ni ibẹrẹ ọdun 20, awọn metallurgists ni Yuroopu ṣe idanwo pẹlu awọn irin irin , n gbiyanju lati gbe awọn irin ti o lagbara ati diẹ sii.

Ni ọdun 1912, lakoko ti o n ṣiṣẹ ni awọn ile-iṣẹ ti Firth Brown ni Ilu UK, a ṣe ayẹwo Harry Brearley pẹlu oluwadi irin ti o ni okun sii fun awọn ọta ibon.

O fi kun chromium, eyiti a mọ lati ni aaye ti o gaju, si eroja ti ibile, ti o n ṣe irin alagbara irin akọkọ. Sibẹsibẹ, ni akoko kanna, awọn ẹlomiran, pẹlu Elwood Haynes ni AMẸRIKA ati awọn onise-ẹrọ ni Krupp ni Germany, tun n ṣe agbekalẹ chromium ti o ni awọn ohun-elo irin. Pẹlu idagbasoke ileru ina mọnamọna, irin-iwọn irin-nla ti irin alagbara ti tẹle atẹle lẹhin naa.

Ni asiko kanna, a tun ṣe iwadi lori awọn irin metirẹrọlu, eyi ti o jẹ ki awọn irin owo to din owo, bii iron ati nickel , lati gbawọ si ipilẹ ti chromium ti ode lati abrasion ati ibajẹ, ati awọn ẹda didara rẹ. Awọn ẹya akọkọ chrome ti han lori awọn ọkọ ayọkẹlẹ ati awọn iṣaju giga-opin ni ọdun 1920.

Gbóògì

Awọn ọja kemikali iṣẹ-ọja pẹlu irin-oni-irin chromium, ferrochrome, kemikali chromium ati sands. Ni ọdun to šẹšẹ, aṣa kan ti wa si isopọmọ ti o ni ilọsiwaju ti o tobi julo ni ṣiṣe awọn ohun elo chromium. Iyẹn ni, awọn ile-iṣẹ diẹ sii ti o ni ipa ninu sisẹ ti ore-ọta chromite tun n ṣe itọju rẹ sinu irin-irin-irin, chromium ati, nikẹhin, irin alagbara.

Ni iṣọye agbaye ti chromite ore ni agbaye agbaye (FeCr 2 O 4 ), nkan ti o wa ni nkan ti o wa ni erupẹ julọ fun iṣelọpọ chromium jẹ 25 milionu tononu.

Iṣẹjade Ferrochrome ni ayika 7 milionu tononu, lakoko ti o jẹ irin-irin irin-ajo ti epo-kere ti o to iwọn 40,000. A ṣe ayẹwo Ferrochromium nikan ni lilo awọn ina mọnamọna ti ina, lakoko pe irin-alagbara chromium le ṣee ṣe nipasẹ ọna-itanna eleto, awọn ilana aluminiomu ati aluminothermic.

Lakoko ti o ti n ṣe itọju ferrochrome, ooru ti a ṣẹda nipasẹ awọn awọ-ina arc, eyi ti o de 5070 ° F (2800 ° C), mu ki ọgbẹ ati coke dinku ore-irin chromium nipasẹ iṣiro carbothermic. Lọgan ti awọn ohun elo ti o to ni a ti fọ ni ile ina, ile ti o ni irin ti wa ni ṣiṣan ati ti o ni idiwọ ni awọn okuta nla ṣaaju ki o to ni fifun.

Awọn ohun elo aluminothermic ti o ga julọ ti awọn irin-irin-irin-oni-irin chromium fun diẹ sii ju 95% ti irin-oni-irin ti a ṣe loni. Igbesẹ akọkọ ninu ilana yii nilo pe alamu chromite ti ni sisun pẹlu omi onisuga ati orombo wewe ni afẹfẹ ni 2000 ° F (1000 ° C), eyiti o ṣẹda chromate ti iṣuu ti o ni awọn calcine.

O le ṣee lọ kuro lati awọn ohun elo egbin ati lẹhinna dinku ati ki o ṣokasi bi oxide chromic (Cr 2 O 3 ).

Omi afẹfẹ chromiki nigbana ni a fipọpọ pẹlu alubosa papọ ati ki o fi sinu ọpa nla amo. Barium peroxide ati iṣuu magnẹsia lulẹ lẹhinna tan kakiri si adalu, ati okun ti wa ni ayika ti iyanrin (eyi ti o ṣe bi idabobo).

A fi adalu papọ, ti o mu ki awọn atẹgun lati inu epo afẹfẹ chromiki ti n ṣe pẹlu aluminiomu lati ṣe igbasilẹ ohun elo aluminiomu ati, nitorina, jijade molẹ ti irin-irin ti o ni molten ti o jẹ 97-99% funfun.

Gegebi awọn alaye ti US Geological Survey statistiki, awọn ti o tobi julọ ti o ni irin-ajo chromite ni 2009 ni South Africa (33%), India (20%), ati Kazakhstan (17%). Ti o tobi julo ti nmu awọn ile-iṣẹ ni Xstrata , Eurasian Natural Resources Corp (Kazakhstan), Samancor (South Africa), ati Hernic Ferrochrome (South Africa).

Awọn ohun elo

Gegebi Apejọ International Development Association fun Chromium, ti awọn ọrẹ ti o fẹ ni chromite lapapọ ni 2009, 95.2% ti run nipasẹ ile-iṣẹ metallurgical, 3.2% nipasẹ ile-iṣẹ ajeji ati iṣeduro, ati 1.6% nipasẹ awọn oniṣẹ kemikali. Awọn lilo pataki fun chromium wa ni awọn irin alarupọ, awọn irin ti a fi oju ṣe, ati awọn alaiṣe ti kii ṣe.

Awọn irin alagbara ti o wa ni irin ti o tọka si ibiti o ti ni awọn irin ti o ni laarin 10% si 30% chromium (nipasẹ iwuwo) ati pe ko ṣe idapọ tabi ipata bi ni rọọrun bi awọn irinwo deede. Laarin iwọn 150 ati 200 yatọ si awọn akopọ ti o wa, biotilejepe o jẹ iwọn 10% ninu awọn wọnyi ni lilo deede.

Awọn orisun:

Sully, Arthur Henry, ati Eric A. Brandes. Chromium . London: Butterworths, 1954.

Street, Arthur. & Alexander, WO 1944. Awọn irin ni Iṣẹ eniyan . 11th Edition (1998).

Awọn International Chromium Development Association (ICDA).

Orisun: www.icdacr.com

Awọn orukọ iṣowo Chromium Superalloy

Orukọ Iṣowo Akoonu Chromium (% Iwuwo)
Hastelloy-X® 22
WI-52® 21
Waspaloy® 20
Nimonic® 20
IN-718® 19
Awọn irin alagbara 17-25
Inconel® 14-24
Udimet-700® 15