Alaşım Elementlerinin Çeliklere Etkisi

0
300

ALAŞIM ELEMENTLERİNİN ÇELİKLERE ETKİSİ

Maksimum  %2,06 karbon içeren demir karbon alaşımları çelik olarak adlandırılır. Çelik bünyesinde bulunan elementler; istenerek katılan alaşım elementleri ve bunların yanında ve uzaklaştırılmak istenen, özelliklere kötü yönde etkili elementler kullanılmaktadır.

Alaşım elementleri üç grupta toplanabilir;

  1. Karbon
  2. Kasıtsız olarak alaşımda bulunan (doğal) katıklar (Si,Mn,S,P,W)
  3. Kasıtsız olarak ilave edilen katıklar (alaşımlar elementleri)(Cr,Ni,Mo vb)

 

KARBON

Karbon miktarı çeliklerin mekanik özelliklerini en çok etkiliyen faktörlerdir. Çelikte başlıca sertleştirici etkili olan elementtir. Karbon miktarındaki her artış, çeliğin sıcak haddeleme veya normalize edilmiş halindeki sertlik ve çekme dayanımını artırır.

Fakat esnekliğini,dövülme,kaynak edilme ve kesilme özelliğini zayıflatır.

karbon

Çeliğin sıcak işleme kabiliyetleri,artan karbonla düşmektedir. Çeliklerin talaşlı imalat ve kaynak kabiliyetleri de artan karbon miktarıyla düşme göstermektedir.

 

SİLİSYUM

  • Silisyum;çelik dökümlerde fiziksel dayanımı ve özgül ağırlığı artırır.
  • Çelik üretimi esnasında oksijen giderici  olarak  kullanılır.
  • Döküm çeliklerde, döküme akıcılık sağlamak için ilave edilebilir.
  • Silisyum ucuz bir elementtir.
  • Elektriksel akım zayıatını önleyen bir elementtir.
  • Yaygın olarak yüksek elastikiyet gerektiren yay çeliklerinde kullanılır.
  • Yüksek silisyum içeren çeliklerin ısı dayanımıda yüksektir
  • Genel olarak kaynak kabiliyeti ve sertleşebilirliği olumsuz etkiler.

silisyum

 

ALUMİNYUM

  • Al çelik üretiminde tane küçültücü olarak kullanılmaktadır.
  • Alüminyum en güçlü oksijen gidericidir.
  • Isıtma da tane kabalaşması ve yaşlanmayı azaltmaktadır.
  • Akma dayanımını ve darbe tokluğunu arttırıcı etki göstermektedir.
  • Nitrasyon çeliklerinin temen alaşım elementidir.
  • Bazı mikro alaşımlı çeliklerde de nitrür ve karbonitrür oluşturan mikro alaşım elementi olarak da kullanılmaktadır.

alumınyum

 

KÜKÜRT

  • Demir ile birlikte Fe-S bileşiği oluşturarak, tane sınırlarında birikir ve malzemenin gevrekleşmesine yol açmaktadır.
  • Kükürt, mangan ile dengelenmediğinde sıcak kırılganlık yaratmaktadır.
  • Segregasyon yatkınlığı çok yatkındır.
  • Kükürt miktarı yükseldikçe,şekillendirmeye dik doğrultuda süneklik  ve darbe dayanımı düşer, boyuna doğrultuda etkilenme az olmaktadır.
  • Normal olarak müsaade edilen miktar çeliklerde en çok %0,025-%0.050 arasında sınırlanmaktadır.
  • Kaynaklanabilirliği kötü yönde etkilemektedir.
  • Akma ve çekme mukavemetine etkisi yok denecek kadar azdır.Fakat malz-amenin yüzde uzamasını ve tokluğuna etkisi çok fazla olmaktadır.

kukurt

 

NİKEL

  • Nikel çekirdeğe kadar sertleşme kabiliyeti sağlamakta ve sementasyon ile ıslah çeliklerinin mukavemetlerini arttırmaktadır.
  • Krom kadara olmasa da sertleştirici özelliği bulunmaktadır.
  • Malzemenin mukavemetini ve tokluğunu da arttırmaktadır.
  • Deniz suyu korozyonundan korunmak için çeliklerin yapılarına nikel kullanılmaktadır.
  • Krom ve nikelli çelikler paslanmaya karşı dayanıklı olmaktadır.
  • Nikel, ıslah ve sementasyon çeliklerinin dayanımını artırdığı gibi, istenen yapıdaki çelikler, paslanmaya ve kabuklaşmaya dayanımlı çelikler için, uygun bir alaşım elementidir.
  • KYM kafes yapısı östenitik paslanmaz  çeliklere şekillendirilebilme özelliği kazandırmaktadır.

nikel

 

MANGAN

  • Çeliğin mukavemetini arttırır, sünekliğini bir miktar azaltır. • Manganın çekme ve akma mukavemetlerindeki artış etkileri birbirine benzer. % 3 Mn değerine dek her % 1 Mn için çekme mukavemeti100 MPa artar.
  • Genel olarak manganez, çeliğin kaynak kabiliyetini iyileştirmenin yanı sıra korozyon  dayanımını arttırmaktadır ve daha derin sertleşme sağlamak-tadır.
  • Genel olarak sünekliği azaltmakla birlikte, çeliğin dayanımını artırır özelliğe
  • sahip olmaktadır.
  • Çeliğin dövülebilirliği ve sertleşebilirliğini iyileştirici özelliktedir.
  • Ayrıca çeliğin yüzey kalitesini iyileştirir.
  • Dövme ve kaynak edilebilme özelliğine olumlu etkide bulunmaktadır.
  • Manganın yüksek karbonlu çeliklerdeki etkisi, düşük karbonlu çeliklere oranla daha fazla olmaktadır.

mangan

 

FOSFOR

  • Düşük sıcaklıklarda soğuk  kırılganlığa neden olduğundan dolayı çeliklerde fosfor sınırının %0.05 olması istenmektedir.
  • Fosfor çeliğin korozyon direncini olumlu yönde etkiler. Özellikle çelikte bakır ile az oranda bulunduğunda bu olumlu etkisi görülmektedir.
  • Çeliğin dayanımını ve sertliği artırıcı özelliği olmasına karşın süneklik ve darbe dayanımını düşürmektedir. Bu etki yüksek karbonlu çeliklerde daha net görülmektedir.
  • Malzemenin tokluğunu düşürmektedir.
  • Korozyon dayanımını iyileştirmesine karşın mümkün olduğunca düşük olmasına çalışılır kükürtle birlikte fosforun malzemede az olması birinci sırada bulunmaktadır.
  • Talaşlı işleme kabiliyetini arttırmaktadır.

fosfor

 

KROM

  • Çeliklere en fazla ilave edilen elementlerdendir.
  • Krom , uzamayı çok az azaltarak çekme mukavemetini arttırdığı gibi ayrıca sıcak mukavemeti ve tufallaşmayı  dayanıklılığı arttırmaktadır.%11 gibi yüksek krom değerlerinde çelik, paslanmaz hale gelmekte ve aşınma dayanımı yükselmektedir.
  • Kaynak kabiliyeti ve çentik darbe mukavemeti , kromla düşmektedir.
  • Bazı alaşımlarda meneviş kırılganlığına sebep olabilir veya sünekliği dü şürebilir. Bu etkileri azaltmak amacıyla daha çok Ni ve Mo ile birlikte kullanılmaktadır.
  • Paslanmaz çeliklerin temel elementidir.
  • Krom, çeliği sertleştirici ve tokluğu düşürücü yönde etki yaratmaktadır.
  • Sertleşebilme kabiliyetini arttırmaktadır.
  • Yüksek karbonlu çeliklerde aşınma direncini yükseltmektedir.
  • Krom çeliğin sıcağa dayanımına artırmaktadır. Çekme dayanımını arttırmaktadır.
  • %25 ‘e varan krom değerleri malzemenin yüzeyinde oksit tabakası oluşturarak paslanmaya karşı direnç sağlamaktadır ve malzemeye parlak bir görünüm sağlamaktadır.

krom

 

MOLİBDEN

  • Ostenitin ince lamelli perlite veya beynite dönüşümüne yol açan Mo ,demirin sertliğini ve mukavemetini arttırmakta ve böylece daha sert mikro yapı ve daha yüksek mukavement oluşturmaktadır.
  • Molibdenli dökme demirlerde, zararlı olduğu için krom,vanadyum ve fosfor bulunması istenmemektedir.
  • Sürünme dirençli çeliklere sürünme direncini artırıcı etkisi olduğu için kullanılmaktadır.
  • En önemli özelliği yüksek hız çeliklerinde ikincil sertleşme yaratarak sıcak sertliği sağlamasıdır. Bunu karbon ile birlikte yaptığı karbürlerin oluştur-maktadır.
  • Aynı zamanda akma ve çekme dayanımını artırmaktadır.
  • Molibden ilavesi yapılan nikel ve krom çeliklerinin temper sonrası darbe dayanımları da önemli ölçüde yükselir.
  • Yüksek miktarda molibden , çeliklerin dövülmesini güçlendirmektedir.

molibden

 

VANADYUM

  • Nikel gibi vanadyum da çelik için önemli tane küçültücü olarak kullanılmaktadır.
  • Çeliğin çekme ve akma dayanımını arttırmaktadır.
  • Makine yapım ve sıcak iş çeliklerinde özellikle vanadyum krom, hava ve makine yapım çeliklerinde wolframla birlikte kullanılmaktadır.
  • Keskin kesici uçların daha uzun sure keskin kalmasını sağlamaktadır.
  • Vanadyum malzemenin sertleşmesini sağlamaktadır.
  • Yüksek hız çeliklerinde volfram ile birlikte; yapı çelikleri ile ısı dirençli çeliklerde krom ile birlikte kullanılmaktadır.

vanadyum

 

VOLFRAM/ TUNGSTEN

  • Çeliğin mukavemetini arttırmaktadır.
  • Takım çeliklerinde, kesici kenarın sertliğinin muhafazasını, takım ömrünün uzamasını ve yüksek ısıya dayanımını sağlar.
  • Volframın karbür meydana getirmeye karşı kuvvetli bir eğilimi olup, yüksek çalışma sıcaklığında, çeliğin menevişlenip sertliğini kaybetmemesini sağladığından, sıcağa dayanımlı çeliklerin yapımında tercih edilmektedir.
  • Aşınma direncini artırmaktadır.

wolfram

 

TİTANYUM

  • Kuvvetli karbür yapıcı özelliği vardır ve sertliği artırmaktadır.
  • Çelik üretimi esnasında deoksidan olarakta kullanılmaktadır.
  • Tane inceltici yapıya sahip olmaktadır.
  • Aşınma direncini arttırmaktadır.

tıtanyum

 

BAKIR

  • Çeliğin mukavemetini ve sertliğini artırıp esnekliğini azaltmaktadır.
  • Sünekliği ciddi oranda düşürmektedir.
  • Korozyon direncini arttırmaktadır.
  • Sıcak şekillendirmede kırılganlığa sebep olduğundan  %0.5 oranı pek aşılmak istenmez.

bakır

 

KURŞUN

  • Çelikte çözünmediğinden yalnızca kurşunlu kolay işlenebilir çeliklerin bileşimine katılır.
  • Haddelenebilirliği azaltmaktadır.
  • Yüzey kalitesini kötü etkilemektedir.
  • Kurşun çeliklerin talaşlı imalat kabiliyetini arttırmaktadır .Bu yüzden otomat çeliklerinde alaşım elementi olarak kullanılmaktadır.

indir

 

AZOT

  • Nitrürleri oluşturduğu için önemli olmaktadır.
  • Mekanik dayanım ve korozyona karşı direnci artmaktadır.
  • Korozyon direnci arttırmasına rahmen yaşlanma meydana getirmektedir.
  • İstenmeyen bir elementtir malzemede kırılganlığa neden olmaktadır.

Azot

 

 

Kaynaklar

  1. MALZEME BİLGİSİ VE İMAL USULLERİ Yük. Müh. Günnur Dikeç
  2. MALZEME BİLİMİ VE MÜHENDİSLİK MALZEMELERİ Mehmet Erdoğan
  3. ÇELİKLERİN KOROZYONU Prof. Dr. Ayşegül Akdoğan Eker
  4. Kocaeli Üniversitesi Çeliklerde malzeme seçimi ve son gelişmeler Yrd. Doç. Dr. Ersoy Erişir
  5. http://www.hascelik.com/tr/celik-hakkinda/alasim-elementlerinin-etkisi/69
  6. http://www.haddemetal.com/tr/Download/Alasim%20Elementlerinin%20Celigin%20Yapisina%20Etkisi.pdf
  7. http://www.atacelik.com/etkileri.html

Yazan: Eyüp Arık

Henüz Yorum Yok

CEVAPLA