CROM có vai trò gì trong thép không gỉ?

CÂU CHUYỆN VỀ CROM

Crom là một thành phần quan trọng và không thể thiếu trong các loại thép không gỉ. Song sự xuất hiện của nguyên tố này thực sự đóng vai trò gì trong thép không gỉ? 

CROM CÓ VAI TRÒ GÌ? ẢNH HƯỞNG CỦA CROM ĐẾN CHẤT LƯỢNG THÉP?

Công nghiệp không thể thiếu được gang - thép. Ngày nay, sự nghiệp công nghiệp hoá, hiện đại hoá đồ sộ đang có một nhu cầu lớn các loại vật liệu lớn bằng thép - thép không gỉ, thép cấu kết, thép công cụ, thép vòng bi... Ðại bộ phận các loại thép này đều có Crôm trong thành phần hợp kim.

Việc phát hiện ra thép không gỉ hoàn toàn ngẫu nhiên. Năm 1913, Bôriô - một nhà khoa học người Anh trong khi nghiên cứu chế tạo hợp kim, ông đã chế tạo được sản phẩm hợp kim có chứa Crôm. Nhưng, do tính năng không phù hợp với tiêu chuẩn, ông bèn...quẳng nó vào đống sắt cũ. Sau một thời gian dài trong đống sản phẩm cũ có nhiều thứ đã bị han rỉ nhưng mảnh hợp kim Crôm vẫn không hề hấn gì. Bôriô rất đỗi kinh ngạc nên ông tiếp tục nghiên cứu về loại thép này. Cuối cùng ông đã thành người đầu tiên chế tạo thép hợp kim không gỉ. Tại sao thép không gỉ lại chịu đựng được sự ăn mòn? Nguyên do của điều này là vì Crôm rất bền vững trong môi trường ẩm ướt. Khi nó tiếp xúc với axit Nitơric (có tính ăn mòn mạnh) ngay trên bề mặt kim loại xuất hiện một lớp mỏng ôxit Crôm (Cr2O3) rất vững chắc bao phủ, chặn đứng hoàn toàn quá trình ăn mòn các lớp kim loại bên trong. Ngay trong hợp kim chứa Crôm cũng sẽ tạo thành lớp mỏng bao phủ ổn định, chống lại quá trình ăn mòn.

Tinh thể Crom nguyên chất 99,9999% cùng khối hộp 1cm3

Trong thép không gỉ, hàm lượng Crôm thường trên 12% (Crôm 17 - 19%, Niken từ 8 - 13%). Hàm lượng cacbon trong loại thép này rất thấp, chỉ không đến 0, l%. Bởi vì cacbon sẽ tạo thành hiện tượng cacbon hoá và crôm nằm bên lề ranh giới các tinh thể thép sẽ bị tách ra, hàm lượng crôm bên trong tinh thể thép sẽ hạ thấp làm cho tác dụng chống oxy hoá và chống ăn mòn của thép giảm hẳn.

Thép không gỉ - Inox SUS321

Thép không gỉ có độ bền và khả năng chống ăn mòn rất cao. Người ta đã làm thí nghiệm như sau: Bỏ 20 gam thép không gỉ và thép cacbon thông thường và axit Nitoeric loãng, đun sôi trong vòng 1 ngày rồi cân lại trọng lượng. Kết quả, thép cacbon thông thường còn lại 13,6 gam, thép không rỉ vẫn còn 19,8 gam. Khi tiếp xúc với không khí, hơi nước, nước biển, axit, kiềm... ở nhiệt độ thường, thép không gỉ chống ăn mòn rất tốt. Do vậy, công nghiệp chế tạo xe hơi thường dùng thép không gỉ để chế tạo chi tiết máy. Công nghiệp hoá học thường dùng thép không gỉ làm các thiết bị chống ăn mòn trong các tháp, các lò phản ứng. Công nghiệp đóng tàu dùng thép không gỉ để chế tạo vỏ tàu thuỷ, vỏ ca nô, vỏ tàu ngầm... Trong sinh hoạt hàng ngày, mọi người cũng đã quen với thép không gỉ. Ðồng hồ đeo tay có vỏ và nắp đậy phía sau bằng thép không gỉ. Ngoài ra còn các vật dụng như: ấm chén trà, nồi cơm nồi chưng cất... cũng thường được làm bằng thép không gỉ. Thép không gỉ cũng được sử dụng để chế tạo các y cụ: dao mổ, kéo, xi lanh...

Theo nguyên văn tiếng La tinh, crôm là chrômium. Trung Quốc đã nghiên cứu chế tạo được loại hợp kim crôm - nhôm có khả năng chống ăn mòn gấp đôi thép cacbon thường. Các nước khác cũng chế tạo loại thép hợp kim crôm silic, bề mặt kim loại hình thành lớp phủ mỏng muối sunphát có khả năng chống ăn mòn rất cao.

Trong vương quốc kim loại thì crôm thuộc loại "ngôi sao" trong việc chống ăn mòn trong không khí. Các nhà khoa học đã gặp phải khó khăn rất lớn khi thực hiện ý đồ phủ (mạ) crôm lên bề mặt các kim loại khác. Sau suốt 75 năm ròng rã nghiên cứu, thực nghiệm thì công nghệ mạ crôm mới thành công. Vào năm 1920, các nhà khoa học đã phát hiện chỉ có crômic (CrO3 - hoá trị 6) mới cho lớp mạ crôm đạt yêu cầu kỹ thuật và đã sử dụng nó làm dung dịch điện phân. Tuy nhiên loại crômic này rất độc, người ta phải dùng loại crômic hoá trị 3 - Cr2O3 để thay thế nó.

Ðộ dày của lớp mạ crôm khác nhau tuỳ thuộc vào những yêu cầu khác nhau khi chế tạo các vật dụng. Các phụ tùng ở bên ngoài xe đạp, ô tô và mô tô, độ dày của lớp mạ chỉ dưới 0,1ml. Thậm chí có những vật dụng mà mạ crôm chỉ mang tính chất trang trí cho đẹp như: gọng kính, mặt đồng hồ, dây đồng hồ, quả đấm cửa, pha đèn, giá máy ảnh... Ðộ dày lớp mạ crôm chỉ khoảng 0,0002 - 0,005mm (tức là 2 phần vạn đến 5 phần nghìn mm).

Ngay đến nòng pháo, nòng súng lớp mạ crôm bên trong dù rất mỏng nhưng sau khi bắn hàng triệu phát đạn, lớp mạ crôm vẫn "ngang nhiên" tồn tại.

(Theo: meslab.org)

CÔNG TY TNHH CÔNG NGHIỆP QUỐC TẾ CHÂU DƯƠNG
Chuyên các loại thép đặc chủng, thép chế tạo, thép không gỉ,...

NGUYỄN NGỌC NHI

SDT: 0975 232 895 hoặc 0946 830 146
Email: nhichauduongsteel@gmail.com