Хром металлический: технические характеристики и применение в металлургии
Металлический хром легирующий материал с массовой долей основного элемента от 97,0% до 99,5%, получаемый алюминотермическим или электролитическим восстановлением. Поставляется в виде кусков неправильной формы, дробленых частиц или порошка. Используется для введения хрома в стальные расплавы, жаропрочные сплавы на никелевой основе и прецизионные сплавы с заданными магнитными свойствами.
Классификация и сортамент
В зависимости от содержания примесей и способа производства выделяют несколько марок металлического хрома. Основные контролируемые параметры концентрация углерода, кремния, фосфора, серы и газов (кислорода, азота, водорода). Для ответственных применений в авиационной и атомной промышленности предъявляются повышенные требования к чистоте по цветным металлам и легкоплавким примесям.
- Х99 содержание хрома не менее 99,0%, применяется в прецизионных сплавах
- Х98 базовый сорт для производства жаропрочных и нержавеющих сталей
- Х97 используется в качестве раскислителя и легирующей добавки
- Электролитический хром высокая чистота, применяется в специальной металлургии
- Алюминотермический хром оптимален для ферросплавного производства
Химический состав и примеси
Массовая доля углерода в металлическом хроме варьируется от 0,02% до 0,06% в зависимости от марки. Содержание кремния не превышает 0,4%, фосфора 0,02%, серы 0,03%. Для электролитического хрома характерно пониженное содержание газов: кислорода до 0,05%, азота до 0,03%.
Контроль примесей осуществляется методами атомно-эмиссионной спектрометрии и масс-спектрометрии с индуктивно связанной плазмой. Каждая партия сопровождается сертификатом качества с указанием фактического химического состава.
Физико-механические свойства
Металлический хром имеет плотность от 7,14 до 7,19 г/см, температуру плавления 1907C, температуру кипения 2671C. Твердость по Бринеллю составляет от 70 до 90 HB. Коэффициент линейного расширения при нагреве от 20 до 100C равен 6,510 К.
| Марка | Cr, % | C, % | Si, % | P, % |
|---|---|---|---|---|
| Х99 | от 99,0 до 99,5 | до 0,02 | до 0,15 | до 0,01 |
| Х98 | от 98,0 до 99,0 | до 0,03 | до 0,25 | до 0,015 |
| Х97 | от 97,0 до 98,0 | до 0,06 | до 0,40 | до 0,02 |
Применение в промышленности
Металлический хром вводится в шихту при выплавке коррозионностойких сталей в дуговых сталеплавильных печах и вакуумно-индукционных установках. В отличие от феррохрома, он обеспечивает более точное попадание в заданный химический состав при меньшем угаре легирующего элемента.
В производстве жаропрочных никелевых сплавов для газотурбинных двигателей используется хром с пониженным содержанием газов это предотвращает образование оксидных включений в структуре отливок. Для наплавочных материалов и порошковой металлургии применяется дробленый хром фракций от 0,2 до 5,0 мм.
- Выплавка нержавеющих сталей аустенитного и ферритного классов
- Производство жаропрочных сплавов для лопаток турбин
- Изготовление прецизионных сплавов с заданным температурным коэффициентом сопротивления
- Легирование титановых сплавов для повышения жаропрочности
- Наплавка износостойких покрытий на детали горнорудного оборудования
Условия поставки и хранения
Металлический хром упаковывается в стальные барабаны вместимостью от 50 до 250 кг или мягкие контейнеры типа МКР с полиэтиленовым вкладышем. Дробленые фракции отгружаются в мешках по 25 кг. Хранение осуществляется в крытых складских помещениях при относительной влажности не более 75%.
При транспортировке необходимо исключить контакт материала с атмосферными осадками и агрессивными средами. Срок хранения не ограничен при соблюдении условий складирования. Перед использованием рекомендуется провести входной контроль химического состава на соответствие сопроводительной документации.
Вопросы и ответы (FAQ)
Чем отличается металлический хром от феррохрома?
Металлический хром содержит от 97% до 99,5% основного элемента, тогда как феррохром от 60% до 70%. Металлический хром применяется для точного легирования, феррохром для массового введения хрома в сталь при меньших затратах.
Какая фракция металлического хрома оптимальна для ввода в сталеплавильную печь?
Для дуговых печей используется кусковой хром фракции от 10 до 100 мм, для вакуумно-индукционных установок от 5 до 50 мм. Мелкие фракции от 0,2 до 5,0 мм применяются в порошковой металлургии и наплавочных материалах.
Какой способ производства обеспечивает минимальное содержание газов?
Электролитический способ позволяет получить хром с содержанием кислорода до 0,05% и азота до 0,03%. Алюминотермический хром содержит больше газов, но имеет более низкую себестоимость производства.
Влияет ли содержание углерода на свойства получаемой стали?
Да, при выплавке низкоуглеродистых нержавеющих сталей необходимо использовать хром с содержанием углерода не более 0,03%, иначе возможно образование карбидов по границам зерен и снижение коррозионной стойкости.
