Neden saf metal yetmez
Saf metaller genellikle yumuşaktır, dayanımı düşüktür ve aşınmaya karşı zayıftır. Saf demirin akma dayanımı yaklaşık 100 MPa düzeyindeyken, aynı demire karbon ve alaşım elementleri eklendiğinde bu değer bin MPa'nın üzerine çıkabilir.
Alaşımlama yalnızca dayanım için yapılmaz. Korozyon direnci, yüksek sıcaklık performansı, işlenebilirlik, kaynak kabiliyeti, manyetik özellikler ve ergime aralığı da alaşım elementleriyle ayarlanır.
Alaşımların iç yapısı
- Katı eriyik
- Alaşım elementi atomları, ana metalin kristal kafesine yerleşir. Atom çapları yakınsa yer alan (substitutional), çok küçükse arayer (interstitial) katı eriyik oluşur. Çelikte krom ve nikel yer alan, karbon ve azot arayer çözünür.
- İntermetalik bileşik
- Elementler belirli oranlarda birleşerek kendi kristal yapısına sahip bir bileşik oluşturur. Nikel esaslı süperalaşımlardaki γ′ (Ni₃Al) fazı buna örnektir ve yüksek sıcaklık dayanımının temel kaynağıdır.
- Çok fazlı yapı
- Birbirinde tam çözünmeyen elementler ayrı fazlar halinde bulunur. Dubleks paslanmaz çeliklerdeki ferrit ve östenit karışımı bu gruba girer.
Alaşım elementleri ne yapar
| Element | Temel etkisi |
|---|---|
| Krom (Cr) | Pasif oksit filmi oluşturur; korozyon ve oksidasyon direnci sağlar. Paslanmazlık için ağırlıkça en az %10,5 krom gerekir. |
| Nikel (Ni) | Östenit fazını kararlı kılar, tokluğu ve düşük sıcaklık dayanımını artırır. |
| Molibden (Mo) | Yüksek sıcaklıkta dayanım ve sürünme direnci sağlar; çukurcuk korozyonuna karşı etkilidir. |
| Vanadyum (V) | Karbür oluşturarak tane inceltir ve çökelme sertleşmesi sağlar. |
| Niyobyum (Nb) | Tane sınırlarını sabitler, kaynak sonrası duyarlılaşmayı önler. |
| Titanyum (Ti) | Karbonu bağlayarak krom karbür oluşumunu engeller; süperalaşımlarda γ′ fazına katkı verir. |
| Silisyum (Si) | Deoksidasyon sağlar, elektriksel çelikte manyetik kayıpları düşürür. |
| Mangan (Mn) | Kükürdü bağlar, sıcak kırılganlığı önler, sertleşebilirliği artırır. |
| Bor (B) | Çok küçük miktarlarda tane sınırı dayanımını ve sertleşebilirliği belirgin artırır. |
Alaşım elementlerinin etkisi doğrusal değildir. Bir elementin faydalı aralığı dar olabilir; aşırı ilave kırılganlık, istenmeyen faz oluşumu veya işlenebilirlik kaybı getirir.
Alaşımlar nasıl üretilir
- Ergitme. Elektrik ark ocağı, indüksiyon ocağı veya vakum indüksiyon ocağında (VIM) ana metal ergitilir. Kritik alaşımlarda vakum, atmosferden oksijen ve azot kapılmasını önler.
- Alaşım ilavesi. Elementler ferroalaşım ya da master alaşım olarak eklenir. İlave sırası ve sıcaklığı, elementin oksitlenme eğilimine göre belirlenir.
- İkincil metalurji. Pota ocağında bileşim son haline getirilir; deoksidasyon, desülfürizasyon ve inklüzyon modifikasyonu yapılır.
- Yeniden ergitme. Havacılık gibi kritik uygulamalarda VAR (vakum ark yeniden ergitme) veya ESR (elektrocüruf yeniden ergitme) ile temizlik ve homojenlik artırılır.
Master alaşım neden kullanılır
Bir elementi ergimiş banyoya saf halde eklemek çoğu zaman verimsizdir. Molibdenin ergime sıcaklığı 2620 °C'dir; çelik banyosuna saf molibden atmak uzun çözünme süresi ve düzensiz dağılım demektir. Bunun yerine element, demir veya nikelle önceden alaşımlanmış halde eklenir.
- Ergime sıcaklığı düşer, çözünme hızlanır.
- Yanma kaybı azalır; hedeflenen bileşime daha yüksek verimle ulaşılır.
- Element banyoda homojen dağılır, segregasyon riski azalır.
- Magnezyum gibi uçucu elementler kontrollü biçimde ilave edilebilir.
Demir esaslı olanlara ferroalaşım, nikel ya da alüminyum esaslı olanlara master alaşım denir. Nikel-bor, nikel-magnezyum ve nikel-hafniyum bu grubun yaygın örnekleridir.
Alaşım satın alırken
- Norm numarası tek başına yeterli değildir; kritik elementlerin alt ve üst sınırlarını yazın.
- Safsızlık sınırlarını (S, P, O, N) ayrıca belirtin; bunlar normda geniş bırakılmış olabilir.
- İlave yönteminize uygun formu ve tane boyutunu isteyin.
- Her parti için analiz sertifikası ve gerekiyorsa EN 10204 3.1 muayene sertifikası talep edin.
Sık sorulan sorular
Alaşım nedir?
Alaşım, en az biri metal olmak üzere iki veya daha fazla elementin bir araya gelerek oluşturduğu metalik malzemedir. Sanayide kullanılan metallerin neredeyse tamamı saf değil alaşımdır; alaşımlama dayanımı, korozyon direncini, yüksek sıcaklık performansını ve işlenebilirliği ayarlamak için yapılır.
Alaşım ile karışım arasındaki fark nedir?
Alaşımda elementler atom düzeyinde birleşir: katı eriyik, intermetalik bileşik ya da çok fazlı bir yapı oluşur ve sonuç kendine özgü özellikleri olan tek bir malzemedir. Karışımda bileşenler yalnızca yan yana durur, kendi özelliklerini korur.
Master alaşım ne demek?
Bir alaşım elementinin demir, nikel ya da alüminyumla önceden alaşımlanmış halidir. Elementi ergimiş banyoya saf olarak eklemek yerine master alaşım kullanmak ergime sıcaklığını düşürür, çözünmeyi hızlandırır, yanma kaybını azaltır ve banyoda homojen dağılım sağlar.
Bu yazıda geçen kalemler
Katalogdan açıp kendi şartnamenizi girerek teklif isteyebilirsiniz.
Bu yazı genel bilgilendirme amaçlıdır. Malzeme seçimi ve şartname, kullanım koşullarınıza göre değişir. Aradığınız kalem için katalogdan teklif isteyebilir ya da özel talep açabilirsiniz; teklifiniz en geç 72 saat içinde iletilir.