碳化鉻（Chromium Carbide）簡介

 

1  性質(zhì)

1.1 碳化鉻是由金屬鉻粉（或Cr2O3）和碳在1400~1700℃高溫下化合而成，顯微硬度為1350 kg/mm²；碳化鉻是一種難熔金屬化合物，具有高熔點、高硬度、高化學穩(wěn)定性、高熱穩(wěn)定性、良好的抗氧化性和優(yōu)異的抗腐蝕性，能耐酸。密度：6.65-6.68 g/cm3。

1.2  Cr與C形成的碳化物主要有三種形式：Cr23C6、Cr7C3、Cr3C2。

1.2.1 Cr23C6（C 5.68 %），許多著作描述成Cr4C，具有復雜面心立方結(jié)構(gòu)，每一個單位晶胞中有92個鉻原子和24個碳原子，迅速冷卻時形成介穩(wěn)系統(tǒng)Cr - Cr7C3。形成溫度：1300℃～1700℃。熔點：1250℃。

1.2.2 Cr7C3（C 9.0 %），具有六方晶體結(jié)構(gòu)，每一個單位晶胞中有56個鉻原子和24個碳原子，形成溫度：1780℃。熔點：1665℃。

1.2.3 Cr3C2（C 13.3 %），具有斜方晶體結(jié)構(gòu)，每一個單位晶胞中有12個鉻原子和8個碳原子，形成溫度：1920℃。熔點：1890℃。密度：6.68 g/m3。

 

2          用途

2.1   硬質(zhì)合金（Hardmetal）：添加Cr3C2 能細化WC晶粒，提高合金強度和硬度，并顯

著提高合金的耐腐蝕性能。

2.2   特種焊接（Specialist Welding）：噴焊和堆焊，既耐腐蝕又有高耐摩擦性能的硬面材

料（Hardfacing applications）。一些設(shè)備的防沖板為了耐磨，需要在母材上面加6mm

的碳化鉻，進行加粉堆焊；加粉堆焊是指在埋弧堆焊過程中，將耐磨合金粉末材料

按一定重量比送入焊接熔池中，合金粉末與焊絲一起熔化，凝固結(jié)晶后形成高耐磨

合金堆焊層。焊絲可以是單根實心絲，也可以是多根實心絲，或者是電極。

2.3   熱噴涂材料（Thermal Spraying）：例如Ni80Cr20-- Cr3C2，用等離子噴涂工藝在金屬

材料（鍋爐四管、航天航空發(fā)動機等工件，涂層厚度一般只有幾十μm）表面形成保

護層，使工件在高溫環(huán)境下（1000℃～1100℃）具有良好的耐磨、耐腐蝕、抗氧化

性能，提高工件壽命。

2.4   相對Ni 和Cu 而言，Cr 是碳的強碳化物金屬，它與金剛石具有相近的晶體結(jié)構(gòu)和

晶格常數(shù),形成的Cr3C2 、Cr7C3 等碳化物有利于金剛石成核和膜基結(jié)合性能的提

高。碳化鉻是一個很有潛力的產(chǎn)品，可以取代電鍍硬鉻工藝，減少環(huán)境污染。