Хром

СВОЙСТВА  И ПРИМЕНЕНИЕ ХРОМА

Хром (Сr) по ряду своих физико-химических свойств близок к молибдену и вольфраму. Элемент открыт в 1797 г. Название свое он получил от греческого слова «хрома»— цвет, окраска, за многообразие окрасок своих соединений. Запасы хрома в земной коре превышают запасы остальных тугоплавких металлов, вместе взятых. Физические и механические свойства хрома приведены ниже:

Хром слабо взаимодействует при комнатной температуре с сухим и влажным воздухом, не реагирует с морской водой и при обрызгивании морской водой на воздухе. При нагревании хром начинает окисляться на воздухе и в кислороде примерно с 400— 450 С,

Концентрированная азотная кислота и ее водные растворы при комнатной температуре, царская водка, муравьиная, лимонная, виннокаменная кислоты не действуют на хром. Хлорная и бромная вода, концентрированная азотная, фосфорная, хлорноватая и хлорные кислоты пассивируют хром.

Хром не разъедается расплавленными щелочными карбонатами, слегка разъедается уксусной кислотой, при нагревании разъедается щелочными гидроокислами, сильно окисляется расплавленными азотнокислым и хлорнокислым натром. Он медленно взаимодействует с разведенной серной кислотой и активно реагирует с кипящей концентрированной серной кислотой.

Хром реагирует с безводными галогенами, хлористым и фтористым водородом. Водные растворы плавиковой и соляной кислот, бромистого и йодистого водорода растворяют хром, так же как и разбавленная серная кислота. При высоких температурах хром взаимодействует с углеродом, кремнием, бором. Начиная с 100°С хром окисляется з атмосфере окиси углерода, с парами серы реагирует с 700°С, а с сернистым водородом— при 1200°С, образуя сульфиды хрома. Горячая окись азота образует с хромом окислы и нитриды.

Хром весьма устойчив против потускнения. Даже во влажной атмосфере он сохраняет блеск и отражательную способность. После пассивирования кипячением в окислительных средах — азотной кислоте, растворе перманганата на хром не действует в течение длительного времени соляная и даже горячая серная кислоты.

Чистый хром имеет очень низкий коэффициент трения, что обусловливает высокую стойкость его при трении скольжения, где поверхность детали работает на истирание. Он обладает пластичностью при низких температурах и удовлетворительно обрабатывается всеми видами резания.

Благодаря указанным свойствам хром широко используется в качестве материала для покрытий:

1) декоративных блестящих;

2) твердых износостойких, которые позволяют продлить срок службы деталей, работающих на трение скольжения, и стального инструмента;

3) твердых пористых, применяемых для деталей трения скольжения, где смазка недостаточна; такие покрытия удерживают на своей поверхности смазку и сравнительно быстро прирабатываются к сопряженной паре;

4) плотных и пористых, применяемых для восстановления размеров изношенных деталей или новых деталей, вышедших из размеров при механической обработке;

5) защитных антикоррозионных, стойких на воздухе и в различных агрессивных средах.

Деформированием из хрома изготовляют прутки, полосы и листы, а методом точного литья — различные детали. Его применяют в качестве конструкционного материала для изделий специального назначения. Хром сваривается с нержавеющей сталью и сплавами электроннолучевой, аргоно-дуговой и контактной сваркой с предварительным подогревом металла.

Технический хром является хладноломким (хрупким) в пределах температур от 100 до 150°С. Пластичность и ударная вязкость его заметно повышаются при температурах выше 300°С. При высоких скоростях деформации заметно повышается температура перехода хрома из хрупкого состояния в пластичное,  поэтому деформацию хрома следует проводить с пониженной скоростью. В процессе пластической деформации хром склонен к упрочнению. Это требует применения в процессе обработки хрома частных промежуточных отжигов и подогрева заготовок.

В металлургии хром используют в качестве добавок к низколегированным сталям для улучшения механических свойств и повышения способности принимать закалку, для производства сталей с повышенной коррозионной стойкостью и нержавеющих сталей с высокой твердостью и стойкостью на истирание, применяемых для штампов и инструментов, а также для производства жаропрочных и других специальных сплавов. 

Жаропрочные хромовые сплавы занимают промежуточное положение по прочностным свойствам при температурах 1100— 1200°С между жаропрочными сплавами на основе железа и никеля и сплавами на основе ниобия, молибдена, вольфрама. Высоколегированные хромовые сплавы не деформируются. Детали из них изготовляют методом точного литья, подвергают термической, а затем механической обработке. Некоторые сплавы хрома с теллуром и платиной ферромагнитны. Сплав хрома и 45,5% Те ферромагнитен примерно до 60°С. Жаропрочные сплавы на основе хрома могут кратковременно или циклично работать при температурах 1500—1600°С.

Хромовые химикалии используют при производстве пигментов. Смешением хромовых химикалий с другими металлами и их соединениями получают пигменты различных цветов. В текстильной промышленности хромовые химикалии используют как закрепители при получении прочных окрасок на шерсти и для окисления и последующих обработок красителей на хлопчатобумажных и других тканях. Они находят применение в качестве окислителя в производстве красителей, камфары, синтетических волокон, для отбеливания.