И. Основне примене: индустрија челика (преко 90% удела)
Индустрија челика је највећи потрошач легура ферохрома. Различити садржај угљеника-ферохром одговара различитим врстама челика, а његова основна функција је да побољша својства челика кроз „легирање“.
1. Производња нерђајућег челика (примарна примена)
Основна особина нерђајућег челика-отпорност на корозију-у основи се ослања на „пасивациони филм“ (Цр₂О₃) формиран од хрома на површини челика. Овај филм изолује кисеоник и воду, спречавајући рђу. Легуре ферохрома служе као примарни извор хрома у топљењу нерђајућег челика, са садржајем угљеника који директно одређује тип нерђајућег челика:
Гвожђе са високим-угљеним хромом (Ц > 4%): Користи се за топљење мартензитног нерђајућег челика (нпр. челика 410, 420). Овај тип наглашава тврдоћу и чврстоћу, широко се користи у прибору за јело, вентилима, механичким деловима итд. (захтева умерену отпорност на корозију и осетљив је на цену).
Средњи-угљенични хром гвожђе (0,5%-4%): Користи се за производњу феритног нерђајућег челика (нпр. 430 челика), који се обично налази у кућиштима уређаја и декоративним материјалима (пружа бољу отпорност на корозију од мартензитног челика по нижој цени од аустенитног челика).
Ниско-угљеник/ултра-ниско-гвожђе са хромом (Ц < 0,5%, ултра-ниско Ц < 0,15%): Користи се за производњу аустенитног нерђајућег челика (нпр. 304, 316 челик) и ултра{{10}нискоугљеничног{11}Л нерђајућег челика316}). Ови нерђајући челици показују изузетну отпорност на корозију, захтевајући строгу контролу садржаја угљеника (угљеник реагује са хромом и формира карбиде, трошење хрома и нарушавање слоја пасивације). Широко се користе у хемијској опреми, медицинским уређајима, машинама за прераду хране и{17}}кухињском посуђу врхунског квалитета.
На пример: нерђајући челик 304 садржи приближно 18% хрома, при чему се скоро сав хром добија из легуре гвожђа хрома; 316Л (ултра-ниски угљеник) мора да користи микро-угљеник хром гвожђе да би се обезбедио садржај угљеника < 0,03%.
2. Челик за алат и челик за калупе: повећање тврдоће и отпорности на хабање
Челици за алате (нпр. брзорезни челик) и челици за калупе (челици за хладно/вруће радње) подносе трење и удар високог интензитета{3}}. Додавање легура хрома гвожђа побољшава перформансе језгра кроз „јачање раствора“ и „јачање карбида“:
Гвожђе са високим{0}}угљичним хромом: Користи се за хладне-челике за радни алат (нпр. Цр12 челик) са приближно 12% садржаја хрома. Формира карбиде Цр₇Ц₃ високе{7}}тврдоће, омогућавајући калупима да издрже хабање услед хладног штанцања и хладног екструдирања. Погодно за производњу калупа за штанцање, маказе итд.
Средњи{0}}до-ферохром са ниским садржајем угљеника: Користи се у брзорезним челицима (нпр. В18Цр4В), где хром повећава црвену тврдоћу (способност одржавања тврдоће на повишеним температурама). Ово спречава омекшавање током -брзине сечења, што га чини погодним за секаче машинских алата, бургије и сличне примене.
3. Челик за лежајеве: продужени век замора
Лежајеви подносе наизменична оптерећења високе{0}}фреквенције током рада, захтевајући изузетну отпорност на хабање и издржљивост на замор. Легуре хром-гвожђа (првенствено средње-угљенично хром-гвожђе) служе као критични адитиви у челицима за лежајеве као што је ГЦр15:
Са приближно 1,5% садржаја хрома, са угљеником формира фине, уједначене Цр₂₃Ц₆ карбиде. Ови карбиди се равномерно распоређују по челичној матрици, повећавајући тврдоћу (спречавајући хабање) док инхибирају ширење прслина (продужују век трајања). Широко се користе у куглицама лежаја / стазама за трчање за аутомобиле, алатне машине и електричне моторе.
4. Конструкциони челик високе-конструкције: Повећава чврстоћу и отпорност на временске услове
Сектори као што су грађевинске машине (багери, торањски кранови), мостови и високе{0}} зграде захтевају конструкцијски челик „високе чврстоће + велике жилавости“. Легуре хрома гвожђа (средње-ниски угљеник) синергизују са елементима као што су манган и силицијум:
Повећање чврстоће течења (нпр. К690 челик високе{3}}врсте) уз спречавање повећане ломљивости;
Низак садржај хрома (1%-3%) побољшава отпорност на временске услове (отпорност на атмосферску корозију) за спољне мостове, контејнере итд. (познато као "челик за временске услове").
5. Челици са специјалним перформансама: нишне примене за отпорност на топлоту и отпорност на корозију
Челици отпорни на топлоту (нпр. цеви за котлове за електране, компоненте авионских мотора): легуре гвожђа хрома (средње-ниски угљеник) у комбинацији са никлом, волфрамом итд., формирају стабилне оксидне филмове који спречавају оксидацију на високим температурама док истовремено повећавају чврстоћу на високим{5}}температурама;
Челик-отпоран на киселину (нпр. резервоари за складиштење хемикалија, резервоари за кисељење): Ослања се на висок садржај хрома (17%-25%), захтевајући хром гвожђе са ниским садржајем угљеника да би се обезбедила отпорност на корозију у јако киселим срединама (нпр. сумпорна киселина, азотна киселина).
ИИ. Секундарне примене: ливење, заваривање и друга поља
1. Индустрија ливења: производња одливака отпорних на хабање-
Сектор ливења захтева велике количине одливака „високе-тврдоће,-отпорних на хабање (нпр. кугле за млевење, кошуљице за дробилицу, чахуре ваљака за млин за цемент). Ови одливци су претежно „високо- ливено гвожђе са високим садржајем хрома“, при чему се хром у потпуности добија од високо-угљеничног ферохрома:
Мешање гвожђа са високим-угљеничним хромом (Ц > 6%) са истопљеним гвожђем подиже садржај хрома у одливцима на 12%-30%, формирајући обиље Цр₇Ц₃ карбида (тврдоћа до ХВ1300, далеко већа од обичног ливеног гвожђа). Њихова отпорност на хабање је 5-10 пута већа од стандардног ливеног гвожђа, што их чини широко примењеним у опреми за млевење и дробљење за рударство, грађевинске материјале и металуршку индустрију.
2. Материјали за заваривање: обезбеђивање перформанси заваривања
Када заварите нерђајући челик или челик високе{0}}врсте, састав и својства завара морају да одговарају основном материјалу да би се спречила корозија или пуцање. Легуре хрома гвожђа (обично ниско-угљеник/микро-угљеник) служе као критични адитиви у електродама-превученим флуксом и жицама за заваривање:
На пример: Шипке за заваривање нерђајућег челика 304 захтевају гвожђе са микро-угљеничним хромом у премазу флукса да би се обезбедио садржај хрома у заваривању већи од или једнак 18%, што одговара основном материјалу и спречава корозију услед недостатка хрома.
Жице за заваривање за конструкцијски челик високе{0}}конструкције имају користи од средњег-додатка угљеничног хрома гвожђа, повећавајући чврстоћу и жилавост завара ради спречавања лома спојева.
3. Остало: деоксидација, одсумпоравање и специјалне легуре
Средство за деоксидацију/одсумпоравање: силицијум-легура хрома (садржи 40%-45% силицијума, 30%-35% хрома) не само да снабдева хром, већ функционише и као деоксидатор и одсумпоравач у производњи челика, док преферентно комбинује силицијум са О кисеоником хром помаже одсумпоравање, смањујући штетне нечистоће (кисеоник и сумпор смањују жилавост челика) у челицима. Ово се користи за производњу висококвалитетног челика са ниским-кисеоником и ниским садржајем сумпора;
Специјалне легуре: Мале количине ферохрома се користе у производњи легура на бази никла-и легура на бази кобалта-(као што су легуре са високим температурама за ваздухопловство{2}), али је тај удео изузетно низак и није уобичајена примена.
Резиме
Легуре ферохрома служе као „омогућавају перформансе“ модерне индустрије, а њихова основна вредност лежи у преношењу три кључна својства материјалима кроз хром: отпорности на корозију, отпорности на хабање и високе чврстоће. Од свакодневног кухињског посуђа од нерђајућег челика до индустријске хемијске опреме и грађевинских машина, и ширење на врхунске апликације-као што су медицински уређаји и компоненте авионских мотора-све се ослањају на подршку легура ферокромијума. Међу њима, производња нерђајућег челика представља његову најкритичнију примену, директно одређујући глобални производни капацитет и пејзаж потражње за легурама ферохрома.
