کروم چیست و کاربرد آن در صنایع

عنصر کروم (Chromium) با نماد شیمیایی Cr و عدد اتمی ۲۴ در دوره چهارم جدول تناوبی قرار گرفته است. این عنصر فلزی سخت، براق و به رنگ خاکستری بوده و از جلاپذیری و نقطه جوش بالا بهره می‌برد. همچنین کروم مانند فلزهای دیگر چکش خوار نیست و شکننده می‌باشد. بیشترین ارزش این فلز به دلیل مقاومت آن در برابر زنگ‌زدگی، فرسایش و تیرگی است.  از کاربرد این عنصر می‌توان به اضافه نمودن آن به فولاد برای جلوگیری از فرسایش و تیرگی اشاره نمود.

 

گفتنی است امروزه حدود ۸۵ درصد کروم دنیا برای ساخت فولاد ضدزنگ و همچنین آبکاری با کروم مصرف می‌شود.

کروم چیست

کروم به عنوان یک عنصر در سال ۱۷۶۱ کشف شد و ابتدا به عنوان رنگدانه کاربرد داشت. در ۱۷۹۷ فلز کروم برای نخستین بار از سنگ معدنی آن جدا شد. از آن زمان تاکنون تقریباً تمام کروم دنیا از سنگ معدنی کرومیت به دست می‌آید و به صورت تجاری با حرارت دادن این سنگ معدن در حضور آلومینیوم یا سیلیسیوم تهیه می‌شود. این عنصر از نظر فراوانی بیست‌ و یکمین عنصر در پوسته زمین است.

نزدیک به نیمی از سنگ معدن کرومیت جهان در آفریقای جنوبی تولید می‌شود و قزاقستان، هند، زیمبابوه، ایران، فنلاند، برزیل، روسیه و ترکیه نیز از دیگر تولیدکنندگان عمده آن هستند. مقدار کرومیت استخراج نشده بسیار زیاد است، اما از نظر جغرافیایی در قزاقستان و آفریقای جنوبی متمرکز هستند. در سال ۲۰۰۰ حدود ۴٫۴ میلیون تن سنگ معدن کرومیت قابل فروش تولید شد که ۳٫۳ میلیون تن آهن- کروم به ارزش تقریبی ۲٫۵ میلیارد دلار آمریکا از آن به دست آمد.

اگرچه وجود کروم خالص بسیار نادر است، مقادیری کروم خالص کشف شده‌است. معدن اوداچنایا در روسیه نمونه‌هایی از کروم خالص تولید می‌کند. این معدن یک استوانه کیمبرلیت غنی از الماس است که در آن هم کروم خالص و هم الماس تولید می‌شود.

نقش بیولوژیکی کروم

مقدار کم کروم بسیار ضروری است و برای سوخت و ساز کامل قند در بدن انسان مورد نیاز است. کمبودهای کروم می‌تواند بر توانایی انسولین در ثابت نگه‌داشتن میزان قند خون تأثیر بگذارد. برخلاف سایر فلزاتی که مقدار کم آن‌ها ضروری است، برای کروم عملکرد بیولوژیکی در متالوپروتئین دیده نشده است.

کاربرد کروم در صنعت فولاد

کروم با توجه به ویژگی‌های خود می‌تواند بسیاری از فلزات دیگر را ضد زنگ کرده و از آن‌ها در برابر خوردگی و زنگ زدن محافظت نماید. از همین رو یکی از آلیاژهای اصلی فولاد ضدزنگ یا استینلس استیل را کروم تشکیل می‌شود. وجود حداقل میزان ۱۰٫۵ درصد عنصر کروم استیل را در برابر خوردگی محافظت می‌نماید. همچنین حداکثر درصد جرمی کربن در این آلیاژ فولادی ۱٫۲ درصد است.

وجود این میزان کروم باعث ایجاد یک لایه غیرفعال بر روی سطح‌ فولاد می‌شود که به شدت به ماده زیرین پیوند خورده‌ و از تماس بیشتر ماده با محیط اطراف جلوگیری می‌کند که این خاصیت موجب حفاظت فولاد در برابر زنگ زدگی می‌شود. اگر خراشی بر روی این سطح ایجاد و لایه از بین برود، فولاد می‌تواند خودش را ترمیم کند و اگر گرید به درستی برای محیط کاری انتخاب شده باشد این لایه غیرفعال دوباره تشکیل می‌شود. در غیر اینصورت فولاد زنگ‌نزن، زنگ زده و خورده خواهد شد. از انواع استنلس استیل می‌توان به موارد زیر اشاره نمود:

• میلگرد استیل ۳۰۴
• میلگرد استیل ۳۱۶
• میلگرد استیل ۳۲۱
• میلگرد استیل ۴۱۰
• میلگرد استیل ۴۲۰
• میلگرد استیل ۴۳۰
• میلگرد استیل ۴۰۵۷
• میلگرد استیل ۱٫۴۹۲۳
• میلگرد استیل نسوز ۳۰۹
• میلگرد استیل نسوز ۳۱۰
• میلگرد استیل ۴PH-17
• لوله استیل ۳۰۴
• لوله استیل ۳۱۶
• لوله استیل ۳۲۱
• لوله استیل نسوز ۳۰۹
• لوله استیل نسوز ۳۱۰
• ورق استیل ۳۰۹
• ورق استیل ۳۰۴
• ورق استیل ۳۱۰
• ورق استیل ۳۱۶ 
• ورق استیل ۴۱۰ 
• ورق استیل ۴۲۰
• ورق استیل ۴۳۰

دیگر کاربردهای کروم

• در متالورژی برای مقاوم کردن در مقابل پوسیدگی و در براقی نهائی: در آب کاری با کروم، در آلومینیوم آنادایز، به‌عنوان یک جزء در آلیاژها، مثلاً در فولاد ضدزنگ استفاده می‌شود.
• نمک‌های کروم باعث سبز شدن رنگ شیشه می‌شوند.
• استفاده از کرومیت برای ساخت قالب‌های پخت آجر
• کاربرد کرومات‌ها و اکسیدها در رنگ مو و رنگهای معمولی
• به عنوان یک کاتالیزور
• استفاده از دی کرومات پتاسیم در تمیز کردن ظروف شیشه‌ای آزمایشگاهی
• در صنعت رنگرزی
• جهت دوپ کردن در پوشش کربن شبه الماس (DLC)
• دی اکسید کروم(CrO2) در تولید نوارهای مغناطیسی مصرف می‌شود این نوارها نسبت به نوارهای اکسید آهن دارای مقاومت در برابر میدانهای مغناطیسی بیشتری بوده، لذا کارایی بهتری دارند.