I. Aplicații principale: industria siderurgică (peste 90% cotă)
Industria siderurgică este cel mai mare consumator de aliaje de ferocrom. Ferocromul cu conținut diferit de carbon- corespunde diferitelor grade de oțel, funcția sa de bază fiind de a îmbunătăți proprietățile oțelului prin „aliere”.
1. Producția de oțel inoxidabil (aplicație primară)
Proprietatea de bază a-rezistenței la coroziune-oțelului inoxidabil se bazează în principal pe „filmul de pasivare” (Cr₂O₃) format de crom pe suprafața oțelului. Acest film izolează oxigenul și apa, prevenind rugina. Aliajele de ferrocrom servesc ca sursă primară de crom în topirea oțelului inoxidabil, conținutul de carbon determinând direct tipul de oțel inoxidabil:
Fier cu crom înalt-carbon (C > 4%): utilizat pentru a topi oțel inoxidabil martensitic (de exemplu, oțel 410, 420). Acest tip pune accentul pe duritate și rezistență, utilizat pe scară largă în tacâmuri, supape, piese mecanice etc. (necesită rezistență moderată la coroziune și este -sensibil la costuri).
Fier cu crom cu carbon mediu-(0,5%-4%): utilizat pentru a produce oțel inoxidabil feritic (de exemplu, oțel 430), care se găsește în mod obișnuit în carcasele aparatelor și materialele decorative (oferă o rezistență la coroziune mai bună decât oțelul martensitic la un cost mai mic decât oțelul austenitic).
Fier cu crom cu conținut scăzut de-carbon/ultra-scăzut{-carbon (C < 0,5%, C ultra{-scăzut < 0,15%): utilizat pentru a produce oțeluri inoxidabile austenitice (de exemplu, oțel 304, 316) și ultra-oțel inoxidabil-l (oțel inoxidabil de 6 eg. carbon). Aceste oțeluri inoxidabile prezintă o rezistență excepțională la coroziune, necesitând un control strict al conținutului de carbon (carbonul reacționează cu cromul pentru a forma carburi, epuizând cromul și perturbând stratul de pasivare). Sunt utilizate pe scară largă în echipamente chimice, dispozitive medicale, mașini de prelucrare a alimentelor și ustensile de bucătărie-de ultimă generație.
De exemplu: oțelul inoxidabil 304 conține aproximativ 18% crom, aproape tot cromul provenind din aliaj de crom fier; 316L (ultra-carbon redus) trebuie să utilizeze fier cu micro{-carbon cromat pentru a asigura un conținut de carbon < 0,03%.
2. Oțel pentru scule și oțel pentru matriță: creșterea durității și rezistenței la uzură
Oțelurile pentru scule (de exemplu, oțel-rapidă) și oțelurile pentru matrițe (oțeluri pentru prelucrare la rece/la cald) suportă frecare și impact de-intensitate ridicată. Adăugarea de aliaje de crom fier îmbunătățește performanța miezului prin „întărirea soluției” și „întărirea carburilor”:
Fier cu crom cu conținut ridicat de-carbon: utilizat pentru oțel-rece pentru scule (de exemplu, oțel Cr12) cu un conținut de crom de aproximativ 12%. Formează carburi Cr₇C₃ cu duritate mare-, permițând matrițelor să reziste la uzura de la ștanțarea la rece și extrudarea la rece. Potrivit pentru fabricarea matrițelor de ștanțare, foarfece etc.
Ferocrom cu carbon mediu-scăzut{-: utilizat în oțelurile cu viteză-înaltă (de exemplu, W18Cr4V), unde cromul îmbunătățește duritatea roșie (abilitatea de a menține duritatea la temperaturi ridicate). Acest lucru previne înmuierea în timpul tăierii cu viteză mare-, făcându-l potrivit pentru mașini-unelte de tăiat, burghie și aplicații similare.
3. Oțel pentru rulmenți: Durată de viață extinsă la oboseală
Rulmenții suportă sarcini alternative de-înaltă frecvență în timpul funcționării, solicitând rezistență excepțională la uzură și rezistență la oboseală. Aliajele de crom-fier (în principal fierul de crom cu carbon mediu-) servesc ca aditivi critici în oțelurile pentru rulmenți precum GCr15:
Cu un conținut de crom de aproximativ 1,5%, formează cu carbon carburi fine și uniforme Cr₂₃C₆. Aceste carburi se distribuie uniform în întreaga matrice de oțel, sporind duritatea (prevenind uzura) în timp ce inhibă propagarea fisurilor (prelungind durata de viață la oboseală). Sunt utilizate pe scară largă în bile/cai de rulare pentru automobile, mașini-unelte și motoare electrice.
4. Oțel structural de înaltă-rezistență: creșterea tenacității și rezistenței la intemperii
Sectoare precum mașinile de construcții (excavatoare, macarale turn), podurile și clădirile{0}}înalte necesită oțel structural cu „rezistență mare + duritate ridicată”. Aliajele de crom-fier (carbon mediu-scăzut) au sinergie cu elemente precum manganul și siliciul:
Creșterea limitei de curgere (de exemplu, oțel de înaltă-rezistență Q690), prevenind în același timp fragilitatea crescută;
Conținutul scăzut de crom (1%-3%) îmbunătățește rezistența la intemperii (rezistența la coroziune atmosferică) pentru podurile exterioare, containerele etc. (cunoscute sub numele de „oțel pentru intemperii”).
5. Oțeluri de performanță de specialitate: Aplicații de nișă pentru rezistența la căldură și rezistența la coroziune
Oțeluri rezistente la căldură-(de exemplu, tuburi de cazan pentru centrale electrice, componente ale motoarelor de aeronave): aliajele de crom fier (carbon mediu-scăzut) combinate cu nichel, wolfram etc., formează pelicule stabile de oxid care previn oxidarea la temperaturi ridicate, sporind în același timp rezistența la temperatură-înaltă;
Oțel-rezistent la acizi (de exemplu, rezervoare de depozitare chimică, rezervoare de decapare): se bazează pe un conținut ridicat de crom (17%-25%), necesitând fier cu crom cu emisii scăzute de carbon pentru a asigura rezistența la coroziune în medii cu acizi puternici (de exemplu, acid sulfuric, acid azotic).
II. Aplicații secundare: turnare, sudare și alte domenii
1. Industria turnării: producția de piese turnate-rezistente la uzură
Sectorul de turnare necesită cantități mari de piese turnate „de duritate-înaltă, rezistente-la uzură” (de exemplu, bile de măcinat, căptușeli de concasor, manșoane pentru rulouri pentru moara de ciment). Aceste piese turnate sunt predominant „fontă cu conținut ridicat de-crom”, cu crom provenind în întregime din ferocrom cu conținut ridicat de-carbon:
Amestecarea fierului cu-crom cu conținut ridicat de carbon (C > 6%) cu fierul topit crește conținutul de crom în piese turnate la 12%-30%, formând carburi Cr₇C₃ abundente (duritate până la HV1300, depășind cu mult fonta obișnuită). Rezistența lor la uzură este de 5-10 ori mai mare decât cea a fontei standard, ceea ce le face utilizate pe scară largă în echipamentele de măcinare și zdrobire pentru minerit, materiale de construcții și industria metalurgică.
2. Materiale de sudare: Asigurarea performanței sudurii
Când sudați oțel inoxidabil sau oțel de înaltă{0}}rezistență, compoziția și proprietățile sudurii trebuie să se potrivească cu materialul de bază pentru a preveni coroziunea sau fisurarea. Aliajele de crom fier (de obicei cu conținut scăzut de-carbon/micro-carbon) servesc ca aditivi critici în electrozii acoperiți cu flux-și firele de sudură:
De exemplu: tijele de sudură pentru oțel inoxidabil 304 necesită fier cu micro-carbon crom în stratul de flux pentru a asigura un conținut de crom de sudură mai mare sau egal cu 18%, potrivirea materialului de bază și prevenirea coroziunii din cauza deficienței de crom.
Firele de sudură pentru oțel structural de înaltă{0}}rezistență beneficiază de adaosuri de fier cu crom cu carbon mediu-, sporind rezistența și tenacitatea sudurii pentru a preveni ruperea îmbinării.
3. Altele: dezoxidare, desulfurare și aliaje speciale
Agent de dezoxidare/desulfurare: aliajul de siliciu-crom (conținând 40%-45% siliciu, 30%-35% crom) nu numai că furnizează crom, ci funcționează și ca dezoxidant și desulfurant în fabricarea oțelului - - Siliciul se combină de preferință cu sigoxidul, în timp ce se combină de preferință cu azogenul desulfurare, reducerea impurităților nocive (oxigenul și sulful scad duritatea oțelului) din oțeluri. Acesta este utilizat pentru producerea de oțeluri de calitate cu conținut scăzut de-oxigen, cu conținut scăzut de sulf;
Aliaje speciale: cantități mici de ferocrom sunt utilizate în producerea aliajelor pe bază de nichel-și aliaje pe bază de-cobalt (cum ar fi aliajele aerospațiale cu temperatură înaltă-), dar proporția este extrem de scăzută și nu este o aplicație generală.
Rezumat
Aliajele de ferrocrom servesc drept „factori de performanță” ai industriei moderne, valoarea lor de bază constă în conferirea a trei proprietăți cheie materialelor prin intermediul cromului: rezistența la coroziune, rezistența la uzură și rezistența ridicată. De la ustensile de bucătărie obișnuite din oțel inoxidabil la echipamente chimice industriale și mașini de construcții și extinderea la aplicații de ultimă generație, cum ar fi dispozitivele medicale și componentele motoarelor de aeronave-toate se bazează pe suportul aliajelor de ferocrom. Dintre acestea, producția de oțel inoxidabil reprezintă aplicația sa cea mai critică, determinând direct capacitatea de producție globală și peisajul cererii pentru aliaje de ferocrom.
