Alaşım Nedir

Alaşım nedir , Alaşım örnekleri , Alaşım özellikleri hakkında bilgiler.

Bir temel metal ile katkı elementlerinin (metal ya da metal olmayan) birleştirilmesiyle elde edilen madde (elektriksel ve ısıl iletkenlik, metal pırıltısı, billursu yapı, plastik biçim değişikliklerine elverişlilik gibi metal özellikleri gösterir).
Alaşımlar, katkı elementi atomlarını temel metal içine yerleştirme yoluyla ya da ornatma (temel metal atomlarının yerine katkı elementi atomları koyma) yoluyla elde edilir. Yerleştirme alaşımında, katkı elementi atomları, temel metal billur ağının boşluklarına girerek yerleşir. Bu alaşımlarda, katkı metali atomlarırının yarıçapının, temel metal atomlarının yarıçapından küçük olması zorunludur (r < 0,6 R). Bu nedenle, yalnızca azot.hidrojen ya da karbon gibi hafif elementler, yerleştirme alaşımı verebilir.
Öte yandan, araya giren atomun, billur ağı içinde yayılması gerekir; dolayısıyle aşırı metal özelliği gösteren ve hafif katkı elementleriyle elektrik yükü bakımından yansız, çok kutuplu bağlar kuran alkali metaller, temel element olarak kullanılamaz. Ornatma alaşımında, katkı metalinin atomları, temel metalin billur ağında boş bırakılmış yerlere gelip yerleşir. Böyle bir oluşum için, her ild metal atomunun yarıçaplarının aynı düzeyde ve iki elementin elektrokimyasal ilgilerinin eşit olması gerekir. Her iki metalin birleşme değerinin birbirine yakm olması da zorunludur. Ayrıca, alaşıma katılan birleşme elektronlarının toplam sayısı ile alaşımın toplam atom sayısı arasındaki e/n oranının bazı özel değerleri için, elde edilen metalografik bileşimler metal özelliğinden uzaklaşır. Sözgelimi, kübik sistemde billurlaşan o fazı (e/n-3/2), dev kübik örgülü P fazı (e/n=21/13) ve altıgen sistemli e fazı (e/n = 7/4) bu tür bileşimler verir. Yerleştirme alaşımları ornatma alaşımlarından daha sert, plastik özellikleri de daha zayıftır. Ornatma alaşımları, metallere daha yakındırlar.

ALAŞIMLARIN BİLEŞİMİ

Alaşımların bileşimi genellikle ya ağırlık yüzdesine, yani 100 gr alaşım içinde yer alan her bileşenin ağırlığına ya da atom yüzdesine, yani alaşımın 100 atomu içinde her bileşenin atom sayısına göre belirtilir. Çok düşük oranlar (oligoelementler, küçük katkdar), milyonda bir ya da tonda gram türünden verilir.
Alaşımlar belli bir sıcaklık aralığında katılaşır ve erirler, ama çok özel bazı bileşimlerde (ötektik azeotrop, ara faz ve uyumlu erimeyle oluşan bileşikler) katılaşma ve erime, arı metallerde olduğu gibi değişmez sıcaklıkta gerçekleşir. Söz konusu sıcaklık aralığında, billursu yapının birçok katı fazın karışımıyla ya da bir tek katı fazla belirgin nitelik kazandığı bölgeler gözlemlenir. Bir alaşımın değişmez basınç altında (genellikle atmosfer basıncı), termodinamik denge koşullan içinde oluşabileceği fazların

 

 

Bu eşitlikte V varyansı, yani sistemin serbestlik düzeyini gösterir. Söz konusu bölgeler, çok boyutlu “oluşum çizelgeleri” ya da “faz çizelgeleri”yle gösterilir; çizelgelerin (diyagramlar) parametreleri, bir yandan bileşime giren bileşenlerin yüzdesi, öte yandan sıcaklık ve basıncın değerleridir. Bu çizelgeler içinde denge çizelgeleri, çok yavaş bir soğutmayla ya da çok uzun süre uygun sıcaklıklarda tutulduktan sonra elde edilen fazların yer aldığı alam sınırlar.
Çizimde, iki A ve B metalinin oluşturduğu alaşımlara özgü denge çizelgesinin bir örneği görülmektedir. “Liquidus” adı verilen kmk çizginin üstünde yer almış bütün alaşımlar, bütünüyle erimiş haldedirj “solidus” denüen çizginin altında yer alanlarsa, bütünüyle katılaşmışlardır. Bu iki eğrinin arasında yer alan sıcaklık bölgesi, yukarda sözünü ettiğimiz katılaşma aralığını verir. Böyle bir çizelgede, eğik bir çizgi geçildiğinde, faz sayısı ya bir birim artar ya da eksilir. Öte yandan, yatay bir çizgi geçilirse, faz sayısı değişmez ve bu yatay çizginin her iki yanında hep aynı faz vardır. Bu çizelgede A ve B elementlerinin değişmez bileşimli bir karışımı, sıvı fazdan başlayıp yavaş yavaş soğutularak düşey bir çizgi boyunca ini- lirse, önce belli bir sıcaklıkta L + p’ bölgesine, yatay çizgi geçildikten sonra a + p bölgesine girilir. Bu bölgede, verilmiş bir sıcaklık için a fazı ile P fazındaki yüzde hesaplanabilir. Söz konusu yüzde bir yandan <* ve a + P öte yandan da a+p ve P bölgelerini sınırlayan eğik çizgilerden bu noktayı ayıran yatay uzaklıkların oranına eşittir. Ayrıca, bir denge çizelgesi incelenerek, ısıl işlem uygulandığında ya da çeşitli fazların özelliklerini tanımak koşuluyla kimyasal bileşim değiştirildiğinde, alaşımın özelliklerinde ortaya çıkacak değişiklikler (sözgelimi, yerleştirme fazında kırılganlık; ornatma fazında plastiklik) önceden belirlenebilir.

ALAŞIM TEKNİĞİ

Bir alaşıma, su verme ya da mene- vişleme gibi ısıl işlemler uygulanarak, olağan fazların dağılımı değiştirilebilir ya da bazı fazlar denge dışı bırakılabilir; hattâ yemleri yaratılabilir. Su verme işleminde, bir alaşım belli bir sıcaklığa kadar ısıtıldıkta! sonra ansızın soğutulur; menevişleme, alaşımın, su verme ve çevre sıcaldıkları arasında bir ara sıcaklığa kadar ısıtılmasıyla sağlanır. Bu işlemlerle sağlanan yapı değişiklikleri, fiziksel ve mekanik özelliklerde önemli değişmelere neden olur. Alaşımların ısıl işlemden geçirilmesi, uygulamada çok büyük yararlar sağlar; çünkü göz önüne alınmış kullanıma en uygun özelliklerin elde edilmesine olanak verir.
Alaşımları elde etmek için genellikle, bileşenler birlikte eritilir ya da eritilmiş temel metal içinde katkı elementleri çözündürülür. Ayrıca, birbirine sıkıca dokunan bileşenlerin, uygun bir sıcaklığa kadar ısıtılıp katı halde karşılıklı yayınımlarıyla (kavurma) ya da katı halde temel metalin gaz halinde bir elementi soğurması yoluyla (demirin karbonla sementlenmesi) da alaşımlar üretilebilir. İki ya da daha çok metalin, tuzlarını içeren bir banyoda elektrolizle aynı anda çökeltilmesi (birlikte çökelme) de, alaşımlar elde etmenin (bakır ve çinko siyanür banyosunda elektrolizle pirinç üretimi) yollarından biridir

Birden çok madenin eritilerek birbirine karıştırıldıktan sonra soğutulmasıyla elde edilen yeni bir maddedir. Bu yoldan, maddeyi meydana getiren madenlerin özelliklerinden başka özellikleri de olan, pek çok alaşım yapılabilir.
Madenlerin çoğu istenilen sağlamlıkta, esneklikte değildir. Atmosferik olaylar karşısında yeteri kadar dayanıklılık da göstermezler. Bundan dolayı, pek çok maden doğrudan doğruya kullanılamaz. Ancak, bir madenin içine belli oranlarda başka elementler (özellikle madenler) katmakla özelliklerini değiştirebilir, onlara dayanıklılık verebiliriz. İşte, böylece hazırlanan maden karışımlarına “alaşımlar” adı verilir.
İçine çok az miktarda karbon, silisyum, fosfor gibi madenler katılırsa, bir madenin özelliği istenilen niteliği alır, örneğin çelik, demirin içerisine %5-l,5 oranında karbon katmakla elde edilir. Bugün, çeşitli özellikleri olan 500’ü aşkın alaşım yapılmaktadır. Bunlar türlü amaçlarla endüstride kullanılır.
Her alaşımın ayrı ayrı özellikleri varsa da, gehel olarak bir alaşımın ergime noktası, kendisini meydana getiren madenlerin ergime noktasından daha düşüktür. Alaşımlar, madenlere oranla daha kolay döğülürler, çekilirler, işlenir ve dökülebilirler. Yüzeyleri parlak olur. Isıyı, elektrik akımını da oldukça İyi iletirler.
Endüstride kullanılan belli başlı alaşımlarla bunları meydana getiren madenler şunlardır:
Dur alüminyum: Alüminyum, bakır, manganez, magnezyum, silisyum.
Elektron: Alüminyum, magnezyum, bakır, çinko.
Magnelyum : Alüminyum ve magnezyum.
Mangan çeliği: Demir, manganez (Çok serttir).
Krom çeliği: Demir, krom, manganez, nikel, silisyum (Pas tutmaz).
Tungsten çeliği: Tungsten, demir. (Sıcağa, soğuğa dayanıklıdır)! ‘
Mobilden çeliği: Demir, rhobilden. (Çok dayanıklıdır).
Vanadyum çeliği: Demir, vanadyum. (Çeliğe dayanıklılık, esneklik verir).
Silisyum çeliği: Demir, silisyum. (Esnektir, zemberek ve yay yapımında kullanılır).
Pirinç: Çinko ve bakır.
Tunç (bronz): Çinko, bakır, alüminyum, magnezyum.
Alman gümüşü (Yeni gümüş): Bakır, nikel, çinko
Lehim: Kurşun, kalay.
Kurşun-antimon alaşımı: Kurşun .antimon, kalay (Matbaa hurufatı yapılır).
Para alaşımı: Nikel, demir, bakır.
Monel alaşımı: Nikel, bakır, demir, manganez. (Piston, supap, vb.)
Nikkrom: Nikel, krom, demir, manganez. (Elektrik ütüsü ile ekmek kızartma ocağında direnç olarak kullanılır).
Amalgam: Gümüş, kalay, kadmiyum, cıva. (Diş dolgusu olarak kullanılır).
Çan metali: Bakır, kalay. (Çan yapımında kullanılır).

Etiketler:

Yorum yazın