Хром

Хром (Cr) - химический элемент побочной подгруппы 6-й группы 4-го периода периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева, атомный номер 24, атомная масса 51,99. Металл голубовато-белого цвета. Имеет плотность 7,19 г/см³, температуру плавления t_пл. = 1856 °С, температуру кипения t_кип. = 2671 °С. Обладает высокой твердостью. Рассматриваемый химический элемент достаточно распространен в земной коре. Основными минералами, содержащими Cr, являются хромит (FeO·Cr₂O₃) и крокоит (PbCrO₄).

Впервые соединение хрома PbCrO₄ (крокоит) упоминается в работе М.В. Ломоносова “Первые основания металлургии” в 1763 году. В 1797 году французский химик Л.Н. Воклен выделил из этого минерала Cr, предположительно не чистый, а с примесью карбида.

Физические свойства

Свойство	Значение
Атомный номер	24
Атомная масса, а.е.м	51,99
Радиус атома, пм	130
Плотность, г/см³	7,19
Молярная теплоемкость, Дж/(K·моль)	23,3
Теплопроводность, Вт/(м·K)	93,9
Температура плавления, °С	1856
Температура кипения, °С	2671
Теплота плавления, кДж/моль	21,0
Теплота испарения, кДж/моль	342
Молярный объем, см³/моль	7,23

Химические свойства

Свойство	Значение
Ковалентный радиус, пм	118
Радиус иона, пм	(+6e) 52 (+3e) 63
Электроотрицательность (по Полингу)	1,66
Электродный потенциал	-0,74
Степени окисления	6, 3, 2, 0

Для нужд промышленности используется как чистый металл с большим содержанием Cr, так и его сплав с железом - феррохром. Ниже перечислены марки чистого Cr.

• Х99Н1, Х99Н2, Х99Н4, Х99Н5 - хром с содержанием Cr не менее 99% и примесью N; поставляется в виде кусков и частиц.
• ЭРХ-0, ЭРХ-1, ЭРХ-2 - хром высокой чистоты с минимальным содержанием Cr 99,99%, 99,95% и 99,95% соответственно; производится в форме чешуек или порошка.
• ПХ-1, ПХ-2 - металлический хром в виде порошка с 99,12% и 98,8% Cr соответственно.

Достоинства:
• имеет достаточно высокую температуру плавления;
• обладает хорошей твердостью - один из самых твердых среди чистых металлов (уступает вольфраму, иридию и некоторым другим);
• стоек к коррозии.

Недостатки:
• характеристики сильно ухудшаются при наличии примесей;
• из-за высокой твердости хрома для получения пластичного металла необходима его дополнительная обработка.

Применение хрома можно разбить на два больших направления: легирование сталей и сплавов; нанесение металлических покрытий. Хром обладает высокой твердостью и хорошей коррозионной стойкостью. Указанные характеристики он передает сплавам и сталям, для которых выступает в качестве легирующего элемента. Даже небольшое количество Cr позволяет существенно улучшить механические свойства материала. В качестве примера хромсодержащих сплавов можно привести нихром и фехраль - прецизионные сплавы с высоким электрическим сопротивлением; нержавеющие (коррозионностойкие) стали. Cr, относящийся к группе тугоплавких металлов, также увеличивает рабочие температуры материалов, включающих его в свой химический состав. Это особенно важно для фехраля и нихрома, поскольку данные сплавы применяются в качестве нагревателей и работают при повышенных температурах. Другая область применения хрома - декоративные и защитные металлические покрытия. Он предохраняет обрабатываемые поверхности от механических повреждений благодаря своей твердости, а также от воздействия агрессивных сред благодаря стойкости к коррозии. Помимо этого Cr придает им привлекательный внешний вид. Процесс нанесения покрытий из хрома получил название хромирование.

Современное промышленное производство предлагает широкий спектр стандартных изделий, активно используемых в различных областях. Для хрома не свойственны распространенные полуфабрикаты типа проволоки или труб. Основными видами продукции являются куски, чешуйки и порошок. Для использования при нанесении покрытий промышленность производит так называемые мишени. Они, как правило, изготавливаются в виде стандартных заготовок круглого и прямоугольного сечения (прутки, круги, пластины).