عنصر کروم به صورت آزاد در طبیعت یافت نمیشود. مهمترین ماده معدنی حاوی کروم در طبیعت کرومیت به فرمول FeO.Cr2O3 است. کروم از کانی کرومیت بدست میاید ، کرومیت یک کانی اکسیدی تشکیل یافته از کروم، آهن و اکسیژن می باشد . کروم در حالت خالص و در دمای اتاق، عنصری است بالقوه نرم، اما به دلیل میل ترکیبی شدید با اکسیژن، کربن، نیتروژن و ... تهیه کروم خالص بسیار مشکل است. همچنین رسانایی الکتریکی این عنصر ۲/۲۲ درصد مس است. کروم به علت مقاومت در برابر خوردگی، حرارت، سایش، فرسودگی و اکسیده شدن در تهیه انواع آلیاژها کاربرد دارد. کرم برای سختی بخشیدن و افزایش مقاومت شیمیایی به فولاد اضافه می گردد . این آلیاژ تحت عنوان فولاد زنگ نزن شناخته می شود . اصولا کروم جهت افزایش خواص مکانیکی و مقاومت به خوردگی در تولید انواع فولاد بکار می رود . هنگامی که کروم با آهن و نیکل آمیخته می شود آلیاژی که نیکل کروم شناخته می شود را تولید می کند . این آلیاژ در دماهای بالا مقاوم بوده و جهت ساختن قسمت های مختلف خودروها و سایر محصولات به کار می رود .
فروکروم (Ferrochromium) که با نماد شیمیایی FeCr نشان داده می شود، نوعی فروآلیاژ پر کاربرد در صنایع فولادسازی است که معمولا بین 50 تا 70 درصد کروم دارد. این فروآلیاژ پرکاربرد عمدتا با احیای کربوترمیک سنگ معدن کرومیت توسط کوره قوس الکتریکی تولید می شود. بیشتر تولید جهانی این فروآلیاژ مربوط به آفریقای جنوبی، قزاقستان و هند است که دارای منابع داخلی بزرگ کرومیت FeCr2O4 هستند. البته چین و روسیه نیز در سال های اخیر حجم زیادی از این فروآلیاژ را تولید کرده اند. فروکروم تولید شده در آفریقای جنوبی که معمولا با نام کروم شارژی (Charge Chrome) شناخته می شود، مناسب ترین نوع این فروآلیاژ برای تولید فولادهای زنگ نزن است. چرا که از سنگ های معدنی با درصد کربن پایین تولید می شود و این فولادها نیز معمولا کمتر از 1.2 درصد کربن دارند
کاربرد
بیشتر فروکروم تولید شده در سراسر جهان در ساخت فولادهای زنگ نزن استفاده می شود. محتوای کروم موجود در این فولادها، مقاومت در برابر خوردگی را فراهم می کند و همچنین ظاهر قابل قبولی به آن ها می بخشد. از فروکروم هنگامی که به کروم بیشتری برای افزودن به فولادهای کربنی نیاز باشد نیز استفاده می شود.
فروکروم بصورت پر کربن ، کم کربن در صنایع ریخته گری چدن و فولاد و برای آلومینوم بصوررت کروم متال عرضه میگردند اصولا از فروکروم کم کربن در تولید فروالیاژی خاص وجود کربن در ساختار متالوژیکی قطعه موجب اشکال میگردد و برای کاهش اثرات آن از فروکروم کم کربن استفاده مینمایند .عموما مقاومت به خوردگی این آلیاژها بسیار عالی می باشد. در تولید چدن، از فرو کروم دارای 62-66 درصد کروم و تقریباً 5 درصد کربن استفاده می شود. فروکروم با کربن بالا در ساخت فولادهای بلبرینگ، فولادهای ابزار و همچنین سایر فولادهای آلیاژی کاربرد دارد. انواعی از فرو کروم با نیتروژن بالا در بازار وجود دارد که با افزودن 0/75 درصد ازت به گریدهای مختلف فروکروم ایجاد می شود. این آلیاژ غنی از نیتروژن برای تولید فولادهای ریخته گری با کروم بالا که دارای ساختار دانه ای ریزتری هستند، استفاده می شود. محتوای نیتروژن سبب ایجاد دانه های ریز شده و به محصول نهایی استحکام می بخشد.
محصولات فرعی
از جمله موارد استفاده ديگر فروكروم، استفاده از آن در توليد «فروکروم ليگنو سولفونات» است. این ماده يكی از كاربردی ترين مواد اوليه در شيمی ساختمان است. استفاده از این ماده باعث روان تر شدن بتن می شود
پودر این فروآلیاژ در ساخت قطعات به روش متالورژی پودر به کار می رود.
به دلیل پایداری شیمیایی سرباره های فروکروم، از آن ها در راه سازی های عمرانی و همچنین در تولید مواد نسوز استفاده می شود.
فروکروم ، کلید ساخت فولادهای زنگ نزن!
مهم ترین عنصری که باعث افزایش مقاومت فولاد در برابر زنگ زدگی می شود کروم است. حضور این عنصر باعث افزایش سختی پذیری و مقاومت خوردگی در فولاد می شود. اما آیا با فروکروم؛ اصلی ترین منبع تامین کروم؛ در فولادها نیز انواع فرو کروم است . فولاد ضدزنگ با دارا بودن ۱۲ تا ۳۶ کروم، ۸۰ درصد ازمصرف جهانی کروم را اشغال کرده است. برای افزودن کروم به فولاد و چدن لازمست آنرا با آهن وارد آلیاژ نمود . عنصر کروم فریت زای بسیار قوی است و حضور حدود 13% کروم در ترکیب فولاد باعث محدود شدن فاز آستنیت در ریزساختار می شود. با افزایش درصد کروم، مقاومت خوردگی فولاد زیاد می شود و در دماهای بالا مقاومت به اکسیداسیون آن افزایش می یابد. حضور کروم باعث می شود دماغه های نمودار TTT به سمت راست تغییر مکان دهند و سختی پذیری افزایش یابد. با این وجود با افزایش درصد کروم جوشکاری آنها مشکل خواهد شد. .به ازای افزایش یک درصدی کروم در ترکیب فولاد استحکام کششی فولاد از 80 تا 100MPa افزایش می یابد. این عنصر مقاومت به خوردگی و استحکام فریت را شدیداً افزوده ولی تأثیر متوسطی بر سخت گردانی فاز آستنیت دارد. در فولادهای پرکربن ، مقاومت به سایش را افزایش میدهد. فرو کروم پرکربن در تولید فولاد های مهندسی و فرو کروم کم کربن جهت تنظیم درصدکروم بدون تغییر محسوس کربن کاربرد دارد.
فرو کروم آلیاژ آهن- کروم حاوی 70-50 % کروم است. فروکروم باعث افزایش سختی و تراکم و همچنین افزایش مقاومت در برابر خوردگی و زنگزدن فولاد می شود. فولاد ضد زنگ ،ناخن های ضد سایش بیل مکانیکی ولودر ها ، فک های سنگ شکن معادن همگی در تولید به کروم نیازمند هستند.
انواع فرو کروم قابل عرضه در این مجموعه بشرح ذیل است :
فرو کروم پر کربن
اندازهmm |
نیتروژن |
منگنز |
کروم |
سولفورو فسفر |
سیلیسیم |
کربن |
عتاصر |
5-10 |
0.02 |
0.02 |
63 |
0.05 |
3 |
4-8 |
درصد |
فرو کروم کم کربن
اندازهmm |
نیتروژن |
فسفر |
کروم |
سولفور |
سیلیسیم |
کربن |
عتاصر |
10-60 |
0.02 |
0.2 |
68 |
0.02 |
1 |
0.1 |
درصد |
فرو کروم کم کربن
اندازهmm |
نیتروژن |
فسفر |
کروم |
سولفورو |
سیلیسیم |
کربن |
عتاصر |
5-10 |
0.02 |
0.003 |
68 |
0.004 |
0.7 |
0.5-0.09 |
درصد |