Хром металлический: технические характеристики, марки и применение в промышленности
Металлический хром (Cr) тугоплавкий металл серебристо-голубого цвета, плотностью 7,19 г/см и температурой плавления 1907 C. В промышленности используется в виде слитков, чушки, гранул и порошка. Основное назначение легирующий компонент при производстве специальных сталей и жаропрочных сплавов. Хром повышает твёрдость, износостойкость, коррозионную стойкость и окалиностойкость металлопродукции. Поставки осуществляются в соответствии с ГОСТ 5905-79 (хром металлический) и ТУ на отдельные марки.
Классификация и марки металлического хрома
Металлический хром подразделяется по химическому составу на марки, различающиеся содержанием основного элемента и примесей. Чистота хрома определяет его применение в ответственных узлах.
- Х99 содержание Cr не менее 99,0 %, примеси: Fe до 0,4 %, Si до 0,3 %, Al до 0,3 %. Используется в авиационных и ракетных сплавах.
- Х98,5 Cr 98,5 %, Fe 0,5 %, Si 0,4 %. Применяется в инструментальных сталях и наплавочных материалах.
- Х97 Cr 97,0 %, Fe 1,0 %, Si 0,5 %. Наиболее распространённая марка для легирования конструкционных сталей.
- Х95 Cr 95,0 %, Fe 2,5 %, Si 1,0 %. Используется в производстве феррохрома и лигатур.
Технические параметры и физико-механические свойства
Хром металлический характеризуется высокой твёрдостью по шкале Мооса (8,5), модулем упругости 279 ГПа и пределом прочности при растяжении от 250 до 400 МПа в зависимости от чистоты. Теплопроводность составляет от 90 до 95 Вт/(мК), удельное электрическое сопротивление от 0,13 до 0,15 мкОмм. Коэффициент линейного расширения в диапазоне от 20 до 100 C равен 6,210 K.
| Марка | Содержание Cr, % | Fe, % макс. | Si, % макс. | Al, % макс. |
|---|---|---|---|---|
| Х99 | от 99,0 | 0,4 | 0,3 | 0,3 |
| Х98,5 | от 98,5 | 0,5 | 0,4 | 0,4 |
| Х97 | от 97,0 | 1,0 | 0,5 | 0,5 |
Применение в промышленности
Металлический хром востребован в металлургии, машиностроении, химической и атомной отраслях. Основные направления использования:
- Легирование сталей добавка от 0,5 до 2,0 % Cr повышает прокаливаемость и прочность конструкционных сталей для шестерён, валов и осей. Содержание от 4 до 18 % Cr обеспечивает коррозионную стойкость нержавеющих сталей (AISI 304, 316, 430).
- Жаропрочные сплавы хром входит в состав никелевых и кобальтовых суперсплавов для лопаток газовых турбин, работающих при температурах от 800 до 1100 C.
- Наплавочные материалы порошковый хром применяется для износостойкой наплавки деталей горнорудного оборудования (дробилки, мельницы, конвейерные лотки).
- Химическая промышленность хром используется в производстве катализаторов для синтеза аммиака и органических соединений.
- Электротехника хромовые покрытия обеспечивают стойкость контактов и разъёмов в агрессивных средах.
Условия поставки и хранения
Металлический хром поставляется в чушках массой от 5 до 15 кг, в гранулах фракцией от 0,5 до 5 мм или в порошке дисперсностью от 0,05 до 0,5 мм. Упаковка стальные барабаны или полипропиленовые мешки с полиэтиленовым вкладышем. Хранение осуществляется в сухих закрытых складах при влажности не более 60 % и температуре от 30 до +40 C. Срок хранения без изменения свойств не менее 12 месяцев.
Вопросы и ответы
Какая марка хрома подходит для легирования инструментальных сталей?
Для инструментальных сталей (например, Х12М, Х6ВФ) рекомендуется хром марки Х98,5 с содержанием Cr не менее 98,5 % и низким уровнем примесей кремния и алюминия.
Влияет ли фракция порошка хрома на качество наплавки?
Да, для плазменной наплавки оптимальна фракция от 0,1 до 0,3 мм, для газотермического напыления от 0,05 до 0,15 мм. Крупные частицы ухудшают однородность покрытия.
Какой максимальный процент хрома в нержавеющей стали?
В аустенитных нержавеющих сталях (AISI 310S) содержание хрома достигает 25 %, в ферритных (AISI 446) до 30 %. Дальнейшее увеличение снижает пластичность.
Допускается ли хранение хрома на открытых площадках?
Не рекомендуется. Металлический хром окисляется на воздухе при высокой влажности, образуя оксидную плёнку, что снижает его усвояемость при легировании.