در آلیاژهای فولادی، کروم به دلیل توانایی آن در افزایش استحکام کششی، سختی و چقرمگی شناخته شده است. این به سخت شدن کمک می کند، که برای دستیابی به خواص مکانیکی مطلوب از طریق فرآیندهای عملیات حرارتی بسیار مهم است. به عنوان مثال، زمانی که کروم به فولادهای کم آلیاژ اضافه می شود، تشکیل فریت سوزنی شکل و میکروفازهای ظریف را تقویت می کند، که در عین حفظ شکل پذیری، استحکام تسلیم و چقرمگی ضربه را افزایش می دهد.

نقش کروم در آلیاژ های فولادی

مقاومت در برابر خوردگی

قابل توجه ترین ویژگی کروم توانایی آن در بهبود مقاومت در برابر خوردگی است. در فولادهای ضد زنگ، کروم یک لایه اکسید غیرفعال تشکیل می دهد که از فلز زیرین در برابر اکسیداسیون و خوردگی محافظت می کند. حداقل محتوای کروم مورد نیاز برای طبقه بندی فولاد ضد زنگ معمولاً حدود ۱۰.۵٪ است. این خاصیت آلیاژهای غنی از کروم را برای کاربرد در محیط های سخت مانند صنایع دریایی و صنایع شیمیایی مناسب می کند.

اثرات ریزساختاری

افزودن کروم ریزساختار فولاد را با پالایش اندازه دانه و ترویج تشکیل فازهای مطلوب تغییر می دهد. به عنوان مثال، در جوش‌های چند پاس فولاد کم آلیاژ، افزایش محتوای کروم منجر به ریزساختار تصفیه‌شده‌تر با سختی و چقرمگی بهتر می‌شود. وجود کروم همچنین به جلوگیری از تشکیل فازهای مضر کمک می کند که می توانند بر خواص مکانیکی تأثیر منفی بگذارند.

کروم در آلیاژهای آلومینیوم

بهبود خواص مکانیکی

در آلیاژهای آلومینیوم، به ویژه آنهایی که متعلق به گروه های آلومینیوم-منیزیم-سیلیکون (Al-Mg-Si) و آلومینیوم-منیزیم-روی (Al-Mg-Zn) هستند، کروم معمولاً در مقادیر کم (تا 0.35٪) به آن اضافه می شود. افزایش خواص مکانیکی بدون به خطر انداختن شکل پذیری. کروم به تقویت محلول جامد کمک می کند و می تواند فازهای سخت را رسوب دهد که سختی را به طور قابل توجهی ( در برخی موارد تا 8٪ ) بهبود می بخشد.

اصلاحات ریزساختاری

کروم نقش مهمی در کنترل ساختار دانه آلیاژهای آلومینیوم دارد. از رشد دانه در طی عملیات حرارتی یا فرآیندهای کار گرم جلوگیری می کند، که برای حفظ ویژگی های مکانیکی مطلوب حیاتی است. علاوه بر این، کروم مورفولوژی بین فلزات آهن موجود در آلیاژهای آلومینیوم را از شکل های سوزنی به شکل های ستاره مانند مطلوب تر تغییر می دهد. این تبدیل نقاط تمرکز تنش را کاهش می دهد که می تواند منجر به شکست زودرس شود.

کروم در آلیاژهای آلومینیوم

تاثیر بر سیالیت

در حالی که کروم بسیاری از خواص آلیاژهای آلومینیوم را افزایش می دهد، می تواند بر سیالیت در طی فرآیندهای ریخته گری تأثیر منفی بگذارد. افزایش محتوای کروم تمایل به تشکیل لجن دارد که می تواند جریان فلز مذاب را مختل کند و در نتیجه سیالیت آن کاهش یابد. این مبادله مستلزم توجه دقیق هنگام طراحی آلیاژهای آلومینیوم برای کاربردهای خاص است.

کاربردهای آلیاژهای حاوی کروم

آلیاژهای کروم به دلیل خواص استثنایی خود از جمله مقاومت در برابر خوردگی، استحکام بالا و دوام جزء لاینفک صنایع مختلف هستند. در زیر کاربردهای کلیدی آلیاژهای حاوی کروم در بخش‌های مختلف آورده شده است.

متالورژی

– تولید فولاد ضد زنگ: کروم یک جزء حیاتی در فولاد ضد زنگ است که در آن یک لایه اکسید محافظ تشکیل می دهد که مقاومت در برابر خوردگی را افزایش می دهد. این باعث می شود فولاد ضد زنگ برای محیط های در معرض رطوبت و مواد خورنده مناسب باشد.

– سوپرآلیاژها: کروم در تولید سوپرآلیاژهای مورد استفاده در هوافضا و کاربردهای نظامی ضروری است. این آلیاژها می توانند دماهای شدید و تنش مکانیکی را تحمل کنند و برای قطعاتی مانند قطعات موتور جت و پره های توربین ایده آل هستند.

صنعت خودرو

– سیستم های ترمز: کروم به دلیل پایداری در دمای بالا و مقاومت در برابر سایش، در ساخت لنت و لنت ترمز استفاده می شود و عملکرد قابل اعتماد خودرو را در شرایط استرس تضمین می کند.

– آبکاری الکتریکی: آبکاری کروم به طور گسترده ای برای افزایش دوام قطعات خودرو به کار می رود و لایه ای محافظ را ایجاد می کند که در برابر سایش و خوردگی مقاومت می کند.

کاربردهای آلیاژهای حاوی کروم

هوافضا

– اجزای موتور: در کاربردهای هوافضا، آلیاژهای حاوی کروم برای اجزای حیاتی که باید دماهای بالا و محیط های خورنده را تحمل کنند، مانند محفظه های احتراق در موتورهای جت استفاده می شود.

– قطعات ساختاری: آلیاژهای کروم نیز در سازه های هواپیما استفاده می شود که در آن نسبت استحکام به وزن بسیار مهم است و ایمنی و کارایی را در طول عملیات پرواز تضمین می کند.