Carburo de Cromo
Fórmula química: Tres modificaciones: Cr3C2, Cr7C3 y Cr23C6.
Punto de fusión: 1895 Cº
Densidad: 6.68 g/cm3
El Carburo de Cromo es, junto al de Wolframio y quizás al del Vanadio, el más importante y polivalente entre todos los miembros del grupo. Es muy duro (9.0 Mohs) y quebradizo. Su estudio es fundamental para cualquier metalúrgico debido a la enorme importancia que tiene con respecto a los Aceros (Inoxidables o no). Es el más barato, abundante y usado entre todos los Carburos disponibles, y probablemente el más fácil de crear. Se utiliza en todos los grados de Acero rápido importantes, en los llamados Aceros al Cromo (no confundir con Acero Inoxidable), aleaciones de Cobalto y aleaciones de Níquel, si bien el Acero consume la mayor parte de su producción.
No se usa nunca en estado puro, ni sinterizado (como ocurre con el de Wolframio). No es que sea inferior al resto de Carburos, simplemente, no interesa su uso en forma cruda, sino como aditivo. Se forma “automáticamente” al agregar Cromo metal (o un óxido de Cromo) al Acero con alto contenido de Carbono. La afinidad del Cromo por el Carbono es mucho mayor a la del Hierro, por lo que en el momento de la colada el Cromo “roba” los átomos de Carbono al Hierro (que en principio formarían ferrita estable) para formar Carburo de Cromo intergranular -dentro- de la masa del Acero que aumenta considerablemente su dureza, resistencia a la corrosión, además de reducir el tamaño del grano. Es un potente desoxidante, y requiere de al menos un 0.9% de Carbono en masa para formarse adecuadamente. En el caso de algunas aleaciones especiales como las de Cobalto-Cromo, la cantidad de Carbono en masa puede llegar hasta el 4%. Esta cantidad en un Acero típico lo convertiría en la llamada fundición, es decir, “Hierro escoria”, fácilmente pulverizable. La tolerancia en el caso del Cobalto es mayor porque el mismo no forma Carburos, sino que simplemente actúa como matriz mientras retiene su ductilidad. En el caso del Acero (ya sea Inoxidable o no), la cantidad de Carbono no debe exceder el 1%, ya que el Carbono no sólamente formará Carburo de Cromo, sino también ferrita con el propio Hierro, la cual incrementa la dureza de la aleación, pero también incrementa su fragilidad. Un factor a destacar es que la cantidad de Carbono sube a medida que se incrementa la cantidad de Cromo. Un ejemplo sencillo son los Aceros 420 y 440. El primero contiene alrededor de un 12% de Cromo en masa y un 0.30% de Carbono, mientras que en el segundo nos vamos hasta el 18% y el 1.25% respectivamente. Normalmente, mientras más Carbono lleva el Acero, la resistencia a la corrosión también se ve disminuida, por lo que hay que subir los niveles de Cromo, para equilibrar. Esto se debe a que el átomo de Cromo, al estar enlazado al Carbono no puede enlazar del todo con el Oxígeno superficial (fenómeno de pasivación en los Aceros Inoxidables), con lo cual la resistencia a la corrosión se ve afectada. Esta es la razón por la cual la resistencia a la corrosión de los Aceros 420 y 440 es muy similar (leer apartado AISI 440 y AISI 420 para más información).
En las aleaciones de Cobalto
El Cromo en las aleaciones de Cobalto puede llegar hasta el 30% en volumen de peso. En estos grados suele utilizarse una cantidad de Carbono elevada ya que lo que se busca es una gran resistencia a la abrasión. Si la aleación está pensada para joyería, la cantidad de Carbono es mucho menor y no se debe considerar la formación del Carburo. Es fundamental entender la diferencia entre las aleaciones de Acero y aquellas con base de Cobalto ya que el Carbono no afecta a el último pero sí al primero, es decir, el Carbono se combina con el Hierro y el Cromo pero no con el Cobalto.
En las aleaciones con Níquel (ej: Nichrome)
En este tipo de aleaciones, la cantidad de Carbono es menor (si presentes siquiera), ya que están pensadas para su resistencia térmica y ductilidad, y no tanto por su dureza. El Cromo en este caso se agrega más con la intención de aumentar la resistencia a la oxidación a temperaturas elevadas que la dureza en sí misma.