Cromo

El cromo es un metal ligero de color blanco plateado-azulado. El nombre cromo viene del griego "chroma" y significa color. Gracias a su resistencia muy elevada a la corrosión frente a numerosos ácidos y bases diferentes, así como gases calientes, el cromo es un material muy apreciado para todo tipo de recubrimientos protectores. En equipos de combustión, el cromo se utiliza como recubrimiento resistente al desgaste para alargar la vida útil de componentes específicos. Nuestro cromo ofrece también un excelente rendimiento como componente en pilas de combustible de alta temperatura. Junto a estas aplicaciones, nuestro cromo se usa también como recubrimiento decorativo brillante para griferías o bisutería.

Cátodos para sputtering para capas de material duro
Cátodos para sputtering para capas de material duro
interconexión de SOFC
interconexión de SOFC
Número atómico24
Número CAS7440-47-3
Masa atómica51.996
Punto de fusión1 900 °C
Punto de ebullición2 672 °C
Volumen atómico0.012 [nm3]
Densidad a 20 °C7.15 [g/cm3]
Estructura cristalinacúbica centrada en el espacio
Constante de entramado0.28847 [nm]
Abundancia en la corteza terrestre200.0 [g/t]
Aplicaciones
Aplicaciones
Aleaciones de cromo
Aleaciones
Propiedades
Propiedades
Presencia natural y preparación
Presencia
Pulvimetalurgia
Powder-
metallurgy

Pureza garantizada.

Puede confiar en nuestra calidad. Fabricamos nuestros productos de cromo nosotros mismos, desde el polvo de metal hasta el producto acabado. Utilizamos solamente el polvo de cromo más puro como materia prima. Esto garantiza que usted se beneficie de un alto nivel de pureza del material.

We guarantee that our chromium (HP) has a purity of 99.8 %. According to a chemical analysis, the remaining content consists of the following elements:

ElementValor máx. garantizado [µg/g]
Fe1 500
Mo50
W50
Si500
O1 000
N200
C300
others300

We guarantee that our chromium (UHP) has a purity of 99.95 %. According to a chemical analysis, the remaining content consists of the following elements:

ElementValor máx. garantizado [µg/g]
Fe300
Si100
W50
Mo50
C100
O300
N200

Excelente resistencia al desgaste. Acabado elegante.

A la vista de sus propiedades únicas no sorprende que nuestro cromo se utilice en algunas aplicaciones industriales muy especiales, por ejemplo como material de recubrimiento en una amplia variedad de procesos:

Como recubrimiento duro de nitruro de cromo aplicado en elementos móviles, el material ofrece una protección segura contra el desgaste y la abrasión. Además, el cromo presta brillo y lustre a relojes y todo tipo de accesorios. Al mismo tiempo, el cromo protege contra la corrosión.

Cromo puro - ¿o mejor una aleación?

Preparamos nuestro cromo para que funcione a la perfección en cada aplicación. Con la adición de diferentes aleaciones podemos determinar las siguientes propiedades:

  • Propiedades físicas (p. ej. punto de fusión, presión de vapor, densidad, conductividad eléctrica, conductividad térmica, expansión térmica, capacidad de calor)
  • Propiedades mecánicas (p. ej. resistencia, comportamiento de rotura, ductilidad)
  • Propiedades químicas (p. ej. resistencia a la corrosión, grababilidad)
  • Procesabilidad (p. ej., mecanizado, conformabilidad, soldabilidad)
  • Estructura y propiedades de recristalización (p. ej. temperatura de recristalización, tendencia a la fragilización, efectos de envejecimiento, tamaño de los granos)

Y aún hay más: Nuestros procesos de fabricación a medida nos permiten modular varias otras propiedades del cromo y de las aleaciones de cromo en un amplio margen de valores.

Nombre del material Composición química (porcentaje en peso)
Cr (alta pureza) > 99,8 %
Cr (pureza ultra elevada) > 99,95 %
CFY < 95 % Cr
5 % Fe
Itrio
ITM < 74 % Fe
26 % Cr
(Mo, Ti, Y2O3)

CFY (cromo-hierro-itrio) .

CFY es una aleación basada en cromo con un contenido de hierro del 5 %. Este material se utiliza principalmente para interconectores en pilas de combustible. El coeficiente de expansión del CFY está adaptado exactamente al del electrolito contenido en la pila de combustible. La siguiente tabla muestra la curva de expansión térmica de nuestra aleación de CFY.

Temperatura [°C] 300 400 500 600 700 800 900
Coeficiente de expansión térmica lineal [10-6K] 8.88 9.19 9.5 9.8 10.1 10.5 10.8

Con temperaturas de servicio de hasta 850 °C, la resistencia a la corrosión del material elegido es un factor crucial. En particular, el interconector de CFY debe resistir el oxígeno del aire y a concentraciones elevadas de hidrógeno.

A temperaturas de servicio elevadas, los materiales también se ven expuestos a una enorme solicitación mecánica. Nuestra aleación de CFY posee una buena estabilidad a altas temperaturas y una buena resistencia a la fluencia. De esta manera, nuestro material permanece estable y mantiene su forma de manera duradera.

ITM (metal para temperaturas medias).

Nuestro ITM es una aleación basada en hierro con un contenido de cromo del 26 % y una minúscula cantidad de óxido de itrio. Esta aleación se utiliza para interconectores y como soporte para las células electroquímicamente activas en pilas de combustible SOFC móviles (pilas de óxido sólido, SOFC). Aunque la misma aleación se utiliza para ambas aplicaciones, sus propiedades difieren considerablemente en función de la aplicación.

Para interconectores, la aleación de ITM es sinterizada para hacerla completamente impermeable al gas y laminada a continuación. Actúa como soporte y como contacto en pilas de combustible. Los interconectores deben ser resistentes a la corrosión y dimensionalmente estables a temperaturas de hasta 800 °C. Esto se consigue con el uso de óxido de itrio como aditivo.

El elemento de soporte ITM en células electroquímicamente activas ha sustituido los soportes de cerámica convencionales utilizadas en las pilas de combustible móviles. Para esta aplicación sinterizamos la aleación de ITM para hacerla particularmente porosa. Solo de esta manera es posible conseguir la permeabilidad óptima al gas que requiere la pila de combustible. El soporte de ITM está mejor preparado que las soluciones de cerámica para resistir las solicitaciones producidas por las variaciones de temperatura durante los ciclos de arranque y parada. Asimismo, el ITM ofrece una mayor estabilidad mecánica frente a la vibración y el movimiento que los materiales de cerámica.

Nuestra aleación de ITM también se puede utilizar como componente en instalaciones de reformado al vapor para la producción de hidrógeno. La demanda de hidrógeno y el deseo de ser independientes de los productores industriales están aumentando continuamente. Nuestra aleación de ITM se utiliza como membrana tubular en sistemas pequeños para la producción independiente de hidrógeno. Para esta aplicación sinterizamos nuestro ITM de manera que quede poroso y permita la difusión óptima del hidrógeno.

Recubrimos la membrana tubular de ITM con paladio. Aunque el material sea permeable al hidrógeno, evita la difusión de gases no deseados.

La producción de hidrógeno con una pureza de > 99,9 % se puede realizar de forma económica y eficiente. A temperaturas de servicio de más de 500 °C, la membrana en forma de barra debe conservar su forma. No se debe oxidar. Nuestra aleación de ITM estabilizada con óxido de itrio es el material ideal para esta aplicación.

Bueno y universal. Las propiedades de material del cromo.

El cromo pertenece al grupo de los metales refractarios. Aunque su punto de fusión de 1900 °C es más alto que el del platino (1772 °C), se encuentra en la parte inferior de la gama de metales refractarios. En la mayoría de los casos, los metales refractarios tienen un punto de fusión elevado junto con una baja presión de vapor. Éste no es el caso del cromo. El metal tiene una presión de vapor muy elevada. La densidad del cromo también es similar a la del hierro y del niobio e inferior a los 10 g/cm3 del molibdeno o del tungsteno. Asimismo, el módulo de elasticidad del cromo es menor que el del molibdeno y del tungsteno.

El cromo es uno de los metales refractarios más resistentes. Es resistente a muchos ácidos y bases y posee una gama de propiedades muy especial:

Propiedades
Número atómico 24
Masa atómica 51.996
Punto de fusión 1 900 °C / 2 173 K
Punto de ebullición 2 672 °C / 2 945 K
Volumen atómico 1.2 · 10-29[m3]
Presión de vapor a 1 800 °C a 2 200 °C 267 [Pa]
7161 [Pa]
Densidad a 20 °C (293 K) 7.15 [g/cm3]
Estructura cristalina cúbica centrada en el espacio
Constante de entramado 2.8847 · 10-10[m]
Dureza a 20 °C (293 K) 180 - 250 [HV10]
Módulo de elasticidad a 20 °C (293 K) 294 [GPa]
Coeficiente de Poisson 0.21
Coeficiente de expansión térmica lineal a 20 °C (293 K) 6.2 · 10-6[m/(m·K)]
Conductividad térmica a 20 °C (293 K) 93.7 [W/(m·K)]
Calor específico a 20 °C (293 K) 0,45 [J/(g·K)]
Conductividad eléctrica a 20 °C (293 K) 7.9 · 106[1/(Ω·m)]
Resistencia eléctrica específica a 20 °C (293 K) 0.127 [(Ω·mm2)/m]
Velocidad del sonido a 20 °C (293 K) Onda longitudinal Onda transversal 6 850 [m/s]
3 980 [m/s]
Emisión de electrones 4,5 [eV]

Propiedades termofísicas.

La mayoría de los metales refractarios tienen un bajo coeficiente de expansión térmica lineal y una elevada conductividad térmica. Sin embargo, el cromo no tiene el mismo comportamiento típico que el molibdeno o el tungsteno. El coeficiente de expansión térmica es relativamente alto. Por encima de una temperatura de 37 °C, el comportamiento del material cambia de antiferromagnético a paramagnético. Desde esta temperatura hasta el punto de fusión del material, el coeficiente de expansión térmica aumenta fuertemente. Esta temperatura de transición (temperatura de Néel) es una transición de fase de primer orden y corresponde a un aumento masivo del volumen de cromo que influye fuertemente en el coeficiente de expansión térmica; por este motivo, la curva no tiene una forma lineal.

En función de su estructura atómica, las sustancias sólidas pueden mostrar cinco tipos diferentes de comportamiento magnético. Dos de ellos, el paramagnetismo y el antiferromagnetismo, los muestra el cromo conforme a la temperatura.

En el caso del paramagnetismo, los momentos magnéticos individuales están alineados con el campo magnético externo y lo refuerzan. Cuando se suprime el campo magnético externo, el campo magnético interno vuelve a colapsar.

En el caso del antiferromagnetismo, los momentos magnéticos individuales se encuentran en una alineación antiparalela con el campo magnético externo, por lo cual no existe ningún comportamiento magnético medible a nivel macroscópico.

Aunque la conductividad térmica del cromo sea menor que la del tungsteno y del molibdeno, la curva sigue exactamente la misma tendencia: la conductividad térmica disminuye al aumentar la temperatura. En la proximidad de la temperatura de Néel, la conductividad térmica se ve influida también por la transición de fase, aunque no en la misma medida que el coeficiente de expansión térmica.

Algunas de las propiedades termofísicas del cromo son influidas fuertemente por la temperatura. Los siguientes diagramas muestran las curvas del coeficiente de expansión térmica y de la conductividad térmica.

Coeficiente de expansión térmica lineal del cromo comparado con el del molibdeno y del tungsteno
Coeficiente de expansión térmica lineal
del cromo comparado con el del molibdeno y del tungsteno
Conductividad térmica del cromo comparada con la del molibdeno y del tungsteno en función de la temperatura

Propiedades mecánicas.

Como metal con una estructura cúbica centrada en el espacio, el cromo, al igual que el molibdeno y el tungsteno, tiene una temperatura de transición de quebradizo a dúctil. En el caso del cromo, este margen de temperatura puede abarcar desde -50 °C hasta 350 °C. El factor de influencia más importante a nivel de esta temperatura de transición de quebradizo a dúctil es la pureza del cromo y, en particular, su contenido de nitrógeno y oxígeno. No obstante, la presencia de otros elementos de aleación, la microestructura y el grado de conformado en frío muestran también una repercusión significativa en la temperatura de transición. El cromo plenamente recristalizado no muestra ni la más mínima ductilidad a temperatura ambiente. Sin embargo, si el cromo se somete a un proceso de conformado o de recocido blando, el material se vuelve dúctil. La adición de hierro como elemento de aleación aumenta, igualmente, la ductilidad del cromo.

El cromo se vuelve más resistente al aumentar la conformación en frío, y esta resistencia se puede aumentar aún más añadiendo varios elementos de aleación. Para asegurar un alto nivel de estabilidad térmica y resistencia a la fluencia, aleamos nuestro cromo con óxido de itrio. De esta manera preparamos el material para el uso a temperaturas de hasta 850 °C.

A diferencia de los demás metales refractorios, el molibdeno y el tungsteno, el cromo tiene un punto de fusión relativamente bajo de 1907 °C. También su módulo de elasticidad es relativamente bajo. En cambio, el cromo tiene un módulo de elasticidad mucho mayor que el tántalo y el niobio que, por su parte, tienen ambos un punto de fusión más alto que el cromo.

Módulo de elasticidad del cromo en comparación con nuestros otros metales refractarios: molibdeno, tungsteno, tántalo y niobio
Módulo de elasticidad del cromo en comparación con
nuestros otros metales refractarios: molibdeno, tungsteno,
tántalo y niobio

Comportamiento químico.

La mayoría de las personas conocen el cromo como elemento de aleación en aceros inoxidables y como recubrimiento protector en diversas aplicaciones. En contacto con cualquier medio corrosivo, por ejemplo con oxígeno, el cromo forma una capa pasiva transparente (Cr2O3). Esta capa pasiva es absolutamente estable en atmósferas normales y en soluciones acuosas. Por este motivo, el cromo se utiliza con frecuencia como recubrimiento decorativo y, al mismo tiempo, resistente a la corrosión. Esta misma capa pasiva también actúa como protección anticorrosiva en aceros inoxidables.

Asimismo, el Cr2O3 también protege el cromo contra ácidos agresivos, tales como ácido sulfúrico o ácido nítrico. En equipos de combustión, por ejemplo turbinas de gas o motores diésel, el cromo convence por su extraordinaria resistencia frente a los gases calientes. Temperaturas de hasta 1000 °C no son ningún problema para el cromo. En lo que respecta a la estabilidad, está a la altura de los mejores materiales disponibles en el mercado.

Esta tabla indica la resistencia a la corrosión del cromo. Salvo indicación contraria, las especificaciones se refieren a soluciones puras y sin mezclar oxígeno. Minúsculas concentraciones de sustancias extrañas químicamente activas pueden afectar de forma significativa la resistencia a la corrosión ¿Tiene alguna pregunta sobre temas relacionados con la corrosión? Estaríamos encantados de ayudarle con nuestra experiencia y nuestro laboratorio de corrosión interno.

Resistencia a la corrosión por agua, soluciones acuosas y no metales
Agua Agua caliente < 150 °C resistente
Ácidos inorgánicos Ácido nítrico < 65 % hasta 120 °C Ácido nítrico < 98 % hasta 70 °C Ácido clorhídrico / ácido nítrico < 10 / 1 % hasta 130 °C Ácido sulfúrico / ácido nítrico < 55 / 30 % hasta 120 °C Agua fuerte hasta 120 °Cresistantresistantresistantresistantresistant
Ácidos inorgánicos Ácido acético < 100 % hasta 100 °C Ácido oxálico < 10 % hasta 100 °C Ácido fórmico < 90 % hasta 100 °Cresistantresistantresistant
Lejías Hidróxido de sodio < 80 % hasta 235 °C Etilendiamina < 50 % hasta 180 °Cresistenteresistente
Soluciones salinas Cianuro sódico < 30 % hasta 100 °C Sulfuro sódico < 60 % hasta 130 °Cresistenteresistente
Gases SO2 hasta 1000 °C CH4 hasta 967 °C O2 hasta 967 °C Aire hasta 967 °C Ar / NO2 hasta 967 °C N2 hasta 967 °C NH3 hasta 967 °Cresistenteresistenteresistenteresistenteresistenteresistenteresistente

Presencia natural y preparación.

En el año 1766, Johann Gottlob Lehmann descubrió un mineral de plomo de color rojo parduzco (PbCrO4) conocido en la actualidad como crocoíta. Por aquel entonces, se ignoraba la existencia del cromo y éste no fue detectado como componente de este mineral rojo. Solo en 1797, Louis Nicolas Vauquelin supuso que este mineral de plomo de color rojo parduzco debía contener un elemento desconocido hasta el momento. Con la ayuda de carbonato de potasio y ácido clorhídrico consiguió extraer del mineral el óxido de cromo que sometió posteriormente a una reducción en un horno de grafito para producir un metal de color gris claro. El nombre cromo procede de la palabra griega "chroma", color, y se debe a la gran variedad de colores del óxido de cromo. Uno de los colores de moda más conocidos del óxido de cromo es el amarillo de cromo, el color de los autobuses escolares en Estados Unidos.

The most important mineral for the industrial production of chromium is chromite (FeCr2O4). More than half of the world's chromite requirement is sourced from South Africa. The two most important products obtained from the processing of chromite are ferrochrome and metallic chromium. The largest market for ferrochrome is the steel industry which uses chromium for the manufacture of stainless steels

Existen varios métodos para la preparación del mineral de cromo. El nivel de contaminación de la cromita (FeO.Cr2O3) on otros minerales, tales como silicatos de magnesio, y las proporciones de Cr2O3 y FeO on cruciales a la hora de determinar la complejidad del proceso. El contenido de óxido de cromo en el concentrado debe ser del 50 % como mínimo si éste se utiliza para producir cromo metálico.

Procesos de producción usuales para la fabricación comercial de cromo puro:

Generalmente, el cromo se produce por medio del proceso aluminotérmico, basado en el principio de la reducción del óxido de cromo con aluminio. En este proceso, se mezcla el óxido de cromo con polvo de aluminio y se enciende la mezcla. Entonces, el proceso de reducción se desarrolla por sí mismo como reacción exotérmica sin necesidad de un suministro de energía adicional. En función de la pureza del metal inicial se puede alcanzar un contenido de cromo de hasta un 99,8 %. Las principales impurezas son aluminio, hierro, silicio y azufre. La reacción exotérmica en la reducción del óxido de cromo:

Si, en casos excepcionales, se necesita obtener cromo puro, se emplea el proceso electrolítico. Este proceso permite alcanzar una pureza de hasta un 99,995 %. Esto se consigue disolviendo CrO3 Cr(VI) en ácido sulfúrico y utilizando un proceso de deposición galvánica para obtener copos de cromo. Sin embargo, este proceso no se utiliza en todos los países debido a su importante impacto medioambiental

¿Cómo lo hacemos? ¡Con pulvimetalurgia!

De hecho, ¿qué es la pulvimetalurgia? Es sabido que, hoy en día, la mayoría de los metales y aleaciones industriales, tales como aceros, aluminio y cobre, son producidos mediante fundición y colada en un molde. En cambio, la pulvimetalurgia prescinde de la operación de fundición y los productos son fabricados mediante la compactación de polvos de metal que son sometidos a continuación a un tratamiento térmico (sinterización) por debajo de la temperatura de fusión del material. Los tres factores principales en el campo de la pulvimetalurgia son el polvo de metal propiamente dicho, así como las operaciones de compactación y de sinterización. Estos tres factores los podemos controlar y optimizar a nivel interno.

¿Por qué utilizamos la pulvimetalurgia? La pulvimetalurgia nos permite producir materiales con unos puntos de fusión de 2000 °C o superiores. Este procedimiento resulta particularmente económico, incluso si se producen solo pequeñas cantidades. Adicionalmente, al utilizar mezclas de polvo a medida, podemos producir una amplia gama de materiales extremadamente homogéneos y con unas propiedades específicas.

El polvo de cromo se mezcla con elementos de aleación y se introduce en moldes. A continuación, se efectúa un prensado con unas presiones extremadamente altas. La pieza prensada resultante (conocida también como pieza en verde) es sinterizada entonces en hornos especiales para altas temperaturas. Durante este proceso, la pieza en verde adquiere su densidad y se forma su microestructura. Las propiedades especiales de nuestros materiales, tales como su excelente estabilidad térmica, su dureza o sus características de flujo, son debidas al uso de los métodos de conformado apropiados, por ejemplo forja, laminación o estirado. Solo el encaje perfecto de todos estos pasos nos permite cumplir nuestras elevadas exigencias de calidad y fabricar productos de una pureza y calidad extraordinarias.

Óxido
Reducción
Mezcla
Aleación
Comprimimos nuestros polvos de metal y mezclas de polvo con unas presiones de hasta 2 t/cm² (toneladas por centímetro cuadrado) para formar una denominada pieza en verde. Cuando se piden unos productos finales con una geometría especialmente exigente,
Prensado
Sinterización
Forming
calor
tratamiento
Mecánico
tratamiento /
unión
Calidad
garantía
Reciclaje

Puede descargar nuestras fichas de datos de seguridad aquí