Krom Nedir ?

Krom Nedir ? Temel Özellikleri Nelerdir ?

Bu yazımızda krom nedir sorusunun cevabını sizlere elimizden geldiğince vermeye çalışacağız. Krom, simgesi ” Cr ” olan ve atom numarası 24 olan bir kimyasal elementtir. Paslanmaz çeliklerin ana alaşım elementidir ve paslanmaz çeliğin, paslanmazlık özelliğini veren temel elementtir.

Paslanmaz Çelik

Paslanmaz Çelik

Genel olarak sert ve kırılgan bir yapıya sahip olan krom, gümüş – gri rengine sahiptir. Korozyona karşı çok dayanıklıdır. Paslanmaz çeliklere alaşım elementi olarak katılır ve yüzeyde krom oksit tabakası oluşturarak çeliği oksijenin paslandırıcı etkisinden korur. Parlatıldığında, ışığın büyük bir kısmını yansıtır. İyi bir zımparalama ve parlatma işleminden sonra neredeyse bir ayna kadar ışığı yansıtabilir.

Konu ile ilgili detaylı wikipedia sayfası için bu bağlantıyı inceleyebilirsiniz.

Krom ve Periyodik Tablodaki Yeri

Krom ve Periyodik Tablodaki Yeri

Kromun Periyodik Tablodaki Yeri

Yukarıda periyodik tablo görülmektedir. Bu tabloya göre, krom d-bloğunda geçiş metalleri içerisinde bulunur. 6. Grup ve 4. Sütuna bakarsınız 6b elementleri içerisinde görebilirsiniz. Atom numarası 24, standart atom ağırlığı ise 52 olarak belirlenmiştir.

Kristal yapısına bakıldığında HMK – Hacim Merkezli Kübik bir yapıya sahip olduğu görülmektedir. Bu da şekil verilebilme kabiliyetinin YMK – Yüzey Merkezli Kübik olan elementlere göre daha düşük olduğunun kanıtıdır. Kübik Yüzey Merkezli olan elementlere örnek olarak, Nikel, Alüminyum ve Bakır verilebilir. Hepinizin bildiği üzere bu metallerin plastik şekil değiştirme kabiliyetleri çok iyidir.

Krom ve Fiziksel Özellikleri

Fiziksel özelliklerini inceleyecek olursak eğer, krom bilinen en sert 3. elementtir. Bunlardan ilki ” C ” karbon yani Elmas olup diğeri ise Boron’dur. Bu kadar sert olması şekillendirilebilirliği olumsuz etkilemektedir. Bilinen Mohs sertliği 8.5 olup, kuvarsı bile çizebilmektedir.

Aynı bakır, magnezyum ve alüminyumda olduğu gibi, oksijenle birleşip yüzeyinde bir koruyucu tabaka oluşturmaktadır. Oluşturduğu krom oksit tabakası da korozyona karşı etkin bir koruma sağlamaktadır. Bu tabaka çok ince bir katmandır.

Saf krom yaklaşık 1900 santigrat derecede ergimeye başlamakta ve 2670 santigrat derecede ise kaynamaya başlamaktadır. Saf hali ile çok parlak bir görüntüye sahiptir ancak; paslanmaz çelik oluşturmak için diğer elementler ile birleştiğinde bu özelliği ortadan kalkmaktadır. En azından saf haline göre daha düşük bir ışık yansıtma kapasitesine sahip olur.

Mekanik özelliklerine bakacak olursak aşağıdaki sıralamayı görebiliriz. Çekme testi yapıldığında test sonuçları yaklaşık aşağıdaki gibi olacaktır;

Çekme Testi

Çekme Testi Grafiği

Çekme Dayanımı : 370 – 760 MPa

Akma Dayanımı : 245 – 285 MPa

arasında değişecektir.

Pasivasyon Tabakası


Daha önceki paragraflarda da bahsettiğimiz üzere, krom oksijenle temas ettiğince yalnızca birkaç molekül uzunluğunda yani çok çok ince bir koruyucu film tabakası ile kendini kaplar. Bu tabaka, oksijenin metalin iç kısımlarına ulaşmasını engelleyerek korozyon oluşumunu sıfırlar. Oluşan bu tabaka bir çok aside karşı da metali korur.

Bu tabaka oksijenle temas edildiğinde kendiliğinden oluşabileceği gibi, paslanmaz çeliklerde kaynak ile imalat yapıldıktan sonra asit ile yıkama işlemi ile sonradan da yapılabilir. İşte bu işleme paslanmaz çeliklerde pasivasyon denilmektedir. Bu işlem yapay olarak yapılarak paslanmaz çeliklerde bir pasivasyon krom oksit tabakası oluşturularak paslanmanın önüne geçilir.

Yüksek sıcaklıklarda çalışırken, bu metal hidrojen gevrekliğine sahip değildir. Yani hidrojene karşı bir zayıf noktası bulunmamaktadır. Ancak; nitrojene karşı savunmasız kalabilir. Bu nedenle nitrojen ve yüksek sıcaklık kromun yapısını bozmaktadır. Bu tip çalışma ortamlarından kaçınılmalıdır.

Doğada Var Olma

Krom, Dünya’da en fazla bulunan 13. element olarak kayıtlara geçmektedir. Volkanik patlamalar ya da krom oksit içeren kayaların parçalanıp ufalanması ile elde edilirler. Demir ve oksijene olan yüksek afinitesinden yani ilgisinden dolayı, madencilikte genellikle demir ve oksijenle bileşik halde bulunurlar. Kimyasal gösterimi FeCr2O4 şeklindedir.

Özellikle Türkiye’de bol miktarda bulunmaktadır. Geriye kalan 5’te 2’si ise Güney Afrika’da çıkarılmaktadır.

Üretim Aşamaları

Krom Formülleri

Krom İmalat Aşamaları

Önceki başlığımızda da açıkladığımız üzere, Dünya krom imalatının en büyük kısmını Güney Afrika sağlarken, geriye sırasıyla Kazakistan, Türkiye ve Hindistan kalmaktadır. Bu ülkeler o kadar çok imalat yapmaktadır ki, geriye Dünya üretiminin yaklaşık % 18’lik kısmı kalmaktadır. Dünya’daki imalatın çok büyük bir kısmı ferrokrom olarak yapılmaktadır.

Yukarıda görebileceğiniz formülasyonlar açıklanacak olursa;

Demir ve oksijen ile birleşmiş olan ” Cr “, yani ” Kromit “, sodyum karbonat ve oksijen ile reaksiyona girerek sodyum kromat bileşiğine dönüşür. Oluşan bu sodyum kromat, sülfürik asit çözeltisi ile reaksiyona sokulduğunda Na2Cr2O7 bileşiği ve su açığa çıkar.

Oluşan bu Na2Cr2O7 bileşik karbon ile reaksiyona girdiğinde Na2CO3 – Sodyum Karbonat ve CO – karbon monoksit gazı açığa çıkmakta, ayrıca ürün olarak da krom oksit oluşmaktadır. ( Cr2O3 ).

En son olarak da, krom- II-oksit alüminyum ile reaksiyona girerek alümina – Al2O3 ve saf Krom meydana gelir.

Krom ve Metalürji Uygulamaları

Metalürjik açıdan özellikle çeliklerde alaşım elementi olarak yaygın bir şekilde kullanılmaktadır. Sahip olduğu yüksek dayanım sayesinde, çeliğe eklendiğinde oluşturduğu bileşikler ile tane sınırlarında birikerek, malzemelerin dayanım ve sertliğini arttırır. Özellikle paslanmaz çelik imalatında kullanılan ” Ana Alaşım Elementi ” dir.

Bir çeliğin, paslanmaz olabilmesi için içerisinde minimum % 10 Cr elementi içermesi gerekmektedir. Paslanmaz çelikte bulunan Cr, oksit tabakası oluşturarak, oksijenin çelik içerisine daha fazla nüfuz etmesini engelleyerek paslanmasının önüne geçer. Paslanmaz çeliklerdeki, korozyon oluşmamasının temel nedeni bu şekildedir.

Yüksek hız takım çeliklerinde de, az bir miktar krom elementi katılmaktadır. Bu hem yüksek sıcaklıklarda şekil değişikliğinin önüne geçilmesi hem yüksek mukavemet hem de korozyon dayancı sağlar.

Krom kaplama ile ilgili video için bu bağlantıyı inceleyebilirsiniz.

Yüzey Kaplama Uygulamaları

Sadece alaşım elementi olarak değil, aynı zamanda yüzey kaplama uygulamalarında da Dünya’da çok kullanılmaktadır. Diğer yüzey kaplama metallerine göre çok daha stabil ve sağlam bir uygulama yapılabilmesi nedeniyle en çok uygulanan yüzey kaplama metalidir.

Krom Kaplama Jant

Krom Kaplama Jant

Elektro kaplama yöntemiyle uygulanan krom kaplama, malzemenin korozyon direncini arttırmaktadır. Ayrıca, ışığı çok iyi yansıtması ve düşük yüzey pürüzlülüğü sayesinde dekoratif amaçlarla kullanılabilir. Sektörde 2 tip kaplama vardır. Bunlardan bir tanesi ince, diğeri de kalın kaplama yöntemleridir. İnce kaplamalar genellikle dekoratif amaçlarla kullanılmaktadır. Kalın kaplamalar ise ” Sert ” kaplama olarak da bilinmektedir.

Sert Krom Kaplama

Sadece dekoratif kaygılardan dolayı değil, aynı zamanda çok yüksek 1000 HV sertlik değerlerine ulaşmak, aşınma ortamlarına dayanıklı malzemeler üretmek ve tabi ki korozyona karşı yüksek dayanım için sert kaplamalar uygulanabilmektedir. Bu ürünler genellikle makina sanayinde bol miktarda kullanılmaktadır.

Aşınma dayanımının yüksek olması istenen parçaların tamamının sert bir malzemeden yapmak maliyetli olacağı için, iç kısmı nipeten daha ucuz olan bir malzemeyi sert krom kaplama ile kaplarsak, hem maliyet yönünden daha ucuz bir çözüm bulunmuş olur hem de kaplama zamanla aşınır ise, kaplama yenilenerek uzun yıllar kullanılması sağlanır.

Renk Ham Maddesi Olarak Krom

Kurşun – II – Kromat denilen, PbCrO4 bileşiği, Dünya’da sarı renk için kullanılmaktadır. Çok yoğun bir renk verir ve genellikle sarı renk oluşturmak boyalarda pigment olarak kullanılmaktadır.

Okul Otobüsleri Renk Pigmenti

Sarı Krom Renk Pigment Kullanımı

Ancak; içerisinde yukarıda da belirtildiği üzere kurşun barındırdığı ve kurşunun da zehirli olması nedeniyle yerini organik pigmentlere bırakmıştır. Çünkü çevre ve sağlıkla ilgili endişeler, özellikle Avrupa’da yasaların bu konuda yasaklar getirmesin neden olmuştur.

Paslanmaz Çelikte Krom Karbür Oluşumu ve Korozyon

Paslanmaz çeliklerin kaynağında belki de en çok dikkat edilmesi gereken konu, CrC – KromKarbür oluşumunun engellenmesidir. Bu olay şu şekilde vuku bulmaktadır.

Krom Karbür Oluşumu

Paslanmaz çelik içerisinde bulunan Cr elementi normal şartlar altında tane içlerinde dağılmış şekilde bulunmaktadır. Ancak; kaynak sırasında yanlış işlem yapılması ya da yüksek karbonlu bir elektrot kullanılması neticesinde, Cr elementinin karbona olan afinitesinden dolayı karbon ile birleşerek, enerjisi yüksek olan tane sınırlarında yukarıdaki fotoğrafta olduğu gibi birikmektedir. Yukarıda tane sınırlarında oluşan siyah şerit CrC çökelmeleridir.

Bu durum paslanmaz çeliğin korozyona uğraması demektir. Çünkü, paslanmaz çeliğin ihtiyacı olan Cr, karbon ile bağlanıp etkisiz hale getirilmiş olur. Bunun önüne geçebilmek için, kaynak işlemi sırasında 600-800°C sıcaklık aralığını mümkün olduğunca hızlı geçmek, düşük karbon içerikli malzeme kullanmak gereklidir.

Değişik Kullanım Alanları

Manyetik Tape

Manyetik Tape

Manyetik Tape’lerde CrO2 kullanılmaktadır.

Katalizör Olarak Krom Kullanılması

Katalizör Olarak Kullanım

Kimyasal reaksiyonlarda katalizör olarak kullanılmaktadır. Katalizörler, kimyasal reaksiyonları hızlandıran maddelerdir. Yani bir reaksiyona girerler ve değişmeden çıkarlar. Ancak; reaksiyonu daha düşük enerji ile yapılmasını sağlarlar.

Kromun Pigment Olarak Kullanılması

Kromun Pigment Olarak Kullanılması

Yukarıdaki şekilde görüldüğü gibi bir çok renk oluşumunda pigment olarak kullanılmaktadır. Ancak; sağlığa zararlıdır.

Krom ve Sağlığa Etkileri

KromVI ( +6 ), insan sağlığına bir çok olumsuz etkisi vardır. Özellikle çelik endüstrisinde çalışan insanların sağlığını tehdit eder. Doğrudan temas ya da soluma halinde insanlarda meydana gelebilecek sağlık sorunları aşağıda listelendiği şekildedir ;

  • Cilt ve Deri Hastalıkları
  • Mide ve Bağırsak Rahatsızlıkları
  • Akciğer Kanseri
  • Solunum Problemleri
  • Bağışıklık Sisteminin Düşmesi

Önemli hatırlatma : Bu elementin metal hali çok düşük toksik ve zehirleyici etkisi varken, VI değerlikli olanlar yukarıdaki olayları meydana getirebilir.

2 Comments

  1. Nasube 6 Ekim 2019 Reply
    • admin 8 Ekim 2019 Reply

Yorum Yaz