Емблема кафедри ФХОТМ.Перехід на головну сторінку
Кафедра фізико-хімічних основ технології металів
КПІ ім. Ігоря Сікорського
Новини Гостьова книга Форум Чат Дошка пошани Корисні посилання Адреса
Вступ (абітурієнтам)

Металевий коктейль

Cr

Не дивлячись на те, що хром був відкритий ще в 1797 році Вокленом, знадобилося понад півстоліття, щоб виділити новий метал в чистому вигляді: це вдалося зробити в 1854 році німецькому вченому Роберту Вільгельму Бунзену, який піддав хлорид хрому електролізу.

На відміну від багатьох інших металів, до хрому фортуна відразу ж проявила прихильність. Висока температура плавлення, велика твердість, здатність легко утворювати сплави з багатьма елементами, зокрема, з залізом, зацікавили перш за все металургів. Роки не остудили цього інтересу: і в наші дні металургія продовжує залишатися найбільшим споживачем хрому, хоча для цього елемента і його сполук знайшлося чимало й інших корисних занять.

Хром володіє усіма характерними властивостями металів - добре проводить тепло і електричний струм, має властивий більшості металів блиск. Аде цікава одна особливість хрому: при температурі близько 37 °С він поводиться явно "зухвало" - багато його фізичних властивостей різко, стрибкоподібно змінюються. У цій температурній точці внутрішнє тертя хрому сягає максимуму, а модуль пружності падає до мінімальних значень. Так само раптово змінюються електрична провідність, коефіцієнт лінійного розширення, термоелектрорушійна сила.

Поки вчені намагалися знайти пояснення цієї аномалії, хром загадав ще одну загадку.

Фізикам давно відома закономірність: магнітна структура матеріалу суворо відповідає його кристалічній решітці. Однак дослідження надчистого хрому показали, що до нього ця закономірність відношення не має. Навіть незначні домішки роблять хром дуже крихким, тому як конструкційний матеріал його практично не застосовують, зате як легуючий елемент він здавна користується пошаною у металургів. Невеликі добавки його надають сталі твердість і зносостійкість. Такі властивості притаманні шарикопідшипниковій сталі, до складу якої, поряд з хромом (до 1,5 %), входить вуглець (близько 1 %). Утворені в сталі карбіди хрому відрізняються винятковою твердістю - вони-то і дозволяють металу впевнено опиратися одному з найнебезпечніших ворогів - зносу.

Знаменита скульптура В. І. Мухіної "Робітник і колгоспниця" в Москві виконана з нержавіючої сталі, що містить приблизно 18 % хрому і 10 % нікелю. Але для нержавіючої сталі вуглець шкідливий: карбідоутворюючі схильності хрому призводять до того, що великі кількості цього елементу зв'язуються в карбіди, що виділяються на межах зерен сталі, а самі зерна обідняються хромом і не можуть стійко протистояти натиску кислот і кисню. Тому вміст вуглецю в нержавіючій сталі має бути мінімальним (не більше 0,1 %).

Оригінальну сталь з добавками хрому і алюмінію створили японські металурги: вона в сотні разів активніше гасить звукові коливання, ніж звичайна конструкційна сталь. Віконні рами і двері з "тихої" сталі абсолютно безшумні, навіть якщо ними ляскають що є сили. Лист з цієї сталі, падаючи на цементну підлогу, не утворює жодних звуків. Новий матеріал по достоїнству оцінили машинобудівники, які змушені щодня вислуховувати "концерти", що виконуються на цехових "ударних інструментах".

При високих температурах сталь може покриватися "лускою" окалини. В деяких машинах деталі нагріваються до сотень градусів. Для того щоб сталь, з якої зроблені ці деталі, не страждала окалиноутворенням, в неї вводять 25-30 % хрому. Така сталь витримує температури до 1000 °С!

Сплави нікелю і хрому - ніхроми - успішно працюють в якості нагрівальних елементів різноманітних пристроїв та агрегатів: у них дуже високий електричний опір і тому при проходженні електричного струму метал сильно нагрівається. Добавка до хромонікелевих сплавів кобальту і алюмінію надає металу здатність переносити великі навантаження при 650-900 °С. З таких жароміцних сплавів виготовляють, наприклад, лопатки газових турбін.

Хром входить до складу багатьох інших сплавів, про що можна судити по їх назвах: хромель, хромаль, хромансиль. Сплав комохром (складається з кобальту, молібдену і хрому) нешкідливий для людського організму і тому застосовується в відновній хірургії.

Для зубних протезів розроблено сплав кобальту і хрому, який у багато разів дешевше золота і до того ж має меншу теплопровідність: власник такого протезу може спокійно пити гарячий чай або їсти морозиво, не відчуваючи при цьому неприємних відчуттів.

Сьогодні, основна частина видобутої у світі хромової руди надходить на феросплавні заводи, де виплавляються різні сорти ферохрому і металевого хрому.

Вперше ферохром було отримано в 1820 році відновленням суміші оксидів заліза і хрому деревним вугіллям в тиглі. В 1854 році вдалося отримати чистий металевий хром електролізом водних розчинів хлориду хрому. До цього ж часу відносяться і перші спроби виплавити вуглецевий ферохром в доменній печі. В 1865 році був виданий перший патент на хромисту сталь. Потреба в ферохромі почала різко зростати.

Важливу роль в розвитку виробництва ферохрому зіграв електричний струм, точніше електротермічний спосіб отримання металів і сплавів.

В 1893 році французький вчений Муассан виплавив в електропечі вуглецевий ферохром, що містив 60 % хрому і 6 % вуглецю.

Дуже багатий хромовою рудою Урал: невипадково саме тут було знайдено мінерал, в якому Воклену вдалося відкрити хром. Є родовища цього елемента і в багатьох інших країнах. А під час подорожі по Місяцю радянського місяцеходу його прилади встановили наявність хрому в районі Моря Дощів. Але якщо до Моря Дощів досить далеко, то до Червоного моря, як то кажуть, рукою подати. Тут, недалеко від берегів Судану, французькі вчені виявили своєрідну яму, глибина якої досягала 2200 метрів, причому вода на цій глибині виявилася дуже гарячою. Дослідники опустилися в провал на батискафі, проте незабаром їм довелося повертатися, оскільки сталеві стінки апарату швидко нагрілися до 43 °С. Проби води, взяті на цій глибині, показали, що "яма" практично заповнена гарячою рідкою рудою: вміст у воді хрому, заліза, золота, марганцю і багатьох інших металів виявився надзвичайно високим. Цілком можливо, що в майбутньому фахівці впритул займуться розробкою цих "коктейлів" з металів.

(За матеріалами книги С. І. Венецького "Розповіді про метали" та Вікіпедії)

Історія
Персонал
Технічна база
Дисципліни
Студентам
Викладачам
Наукова робота та зв'язки
Видання кафедри
Здобутки
Випускники
Фотогалерея
Мультимедіа
Народна творчість
Студентський пульс
Публічна інформація
Вхід в систему:
Логін:
Пароль:

Новий користувач
Забули пароль ?
Зробити стартовою
Додати в вибране

Статистика:
Гостей: 1
Користувачів: 0
Зареєстровано: 109
     Зараз на сайті користувачів немає                    Найкращі користувачі сайту: Rybak (1741) , SZolotukhin (1031) , Iryna (528) , Bass (442) , nazar23 (329) , vendetta99 (290) , Dzhyhun (211) , Howo (189) , Zlkonstantin (178) , Furman (145)
Лічильник відвідувань сайту
з 5.02.2006 року
RAI Travel Сайт груп ФС
Україна онлайн
Счетчик PR-CY.Rank Счетчик PR-CY.Rank
Rambler's Top100
Украинский портАл Каталог MyList.com.ua
МЕТА - Украина. Рейтинг сайтов
bigmir)net TOP 100 каталог сайтів
На головну Новини Гостьова книга Форум Чат Дошка пошани Корисні посилання Адреса
Copyright © 2005-2017 Кафедра ФХОТМ, ІФФ, КПІ ім. Ігоря Сікорського, Київ
Designed by S. Rybak