ALAŞIM www.slaytyerim.com

ALAŞIM En az biri metal olmak üzere iki veya daha fazla malzemenin bir arada ergime sıcaklığını üzerine kadar ısıtılırsa, bu alaşım eriyiği olarak dikkate alınır. Bu eriyik katılaştırıldığında, alaşım eriyiğinde ağırlıkça büyük oranlardaki metal çözücü, küçük oranlarda olan ise çözünenidir. Bazı metaller biri, diğeri içersinde çözünmez veya ayrı veya aynı formda birlikte yer alırlar. Genellikle, eriyik şekerin veya tuzun suda çözünmüş durumu gibi düşünülür. Her zaman çözünen madde miktarında bir sınır vardır. Suyun çözeceği şeker ve tuz miktarının sınırlı olması gibi. Yağ ise suda çözünmez.

ALAŞIM VE DENGE DİYAGRAMLARI DEMİR-KARBON DENGE DİYAGRAMI Denge diyagramları, alaşım elemanları arasındaki ilişkiyi ve alaşımın davranışlarını açıklamakta kullanılır. Alaşımların denge diyagramı çok çeşitli ve bazıları oldukça karmaşıktır. Bu diyagramlar tam bir karayolu haritası gibidir ve yeni alaşımlara ışık tutar. Demir-karbon denge diyagramı esas alınır (neden?). Bu diğer denge diyagramlarının ve demir ve çeliğin ısı işlemlerinin anlaşılmasında temel teşkil eder.

DEMİRİN ALLOTROPİSİ Doğadaki maddeler katı, sıvı ve gaz halindedir ve bu üç hali biri birine dönüştürebilir. Katı fazda bazı maddelerin yapıları sıcaklıkla beraber değişir. Buna allotropi denir. Demir, bir allotropik elementir. Saf demir 910 0C sıcaklığına kadar kübik hacimli merkezli (KHM) kristal yapılıdır. 910-1400 0C sıcaklıkları arasında kristal kafes, kübik yüzey merkezli (KYM), 1400-1536 0C sıcaklıkları arasında kristal kafes, kübik hacım merkezli (KYM) olur. 1400-1536 0C arasındaki bu yapıya, Delta demir denir ve bu bölgenin ticari önemi yoktur. Soğutma işleminde ise bu yapı tersinedir. 910 0C den itibaren soğutulursa, kübik yüzey merkezli kristal yapı, kübik hacim merkezli yapıya dönüşür. Soğumada, faz değişimi esnasında ısı açığa çıkar. Bu durum grafikte doğrusal bir karakter gösterir. Isıtmada ise sıcaklık artarken, bir kristalin diğerine dönüşmesi için daha fazla enerji gerektirir. Bunun anlamı, değişim noktasında yeni fazın oluşması için fazladan zaman gerekmesidir. Ancak, soğutma ve ısıtma durumundaki faz değişim sıcaklıkları, az da olsa farklılık olur.

ALAŞIM Çözünme, katı fazda, kristal kafes yapısı içinde değişimlere neden olabilir. Katıda atomlar, sıvılarda olduğu gibi serbestçe hareket edemez. Katı fazda atomların hareketi (diffüzyon), son derece yavaş ve sınırlı olup, sıcaklığa bağlıdır. Katı fazda alaşım elamanı bir tek (ortak) kristal yapısı oluşturuyor veya birinin kristal yapısı içerisinde çözünüyorsa bu alaşıma katı eriyik (karma kristal veya tek fazlı) alaşım denir. Eğer tek bir(ortak) kristal yapısı oluşturmuyor veya birinin kristal yapısı içerisinde çözünmüyorsa, bu alaşıma çift fazlı alaşım denir ve belli bir oranda ötektik oluştururlar. Buna göre alaşım, en az biri metal olmak üzere birden fazla elementin bir arada eritilip, katılaştırılması ile oluşturulan malzemeye alaşım denir ve ortak yapı kristal kafes düzenidir. Bilindiği gibi bileşim, atomik mertebede oluşan kimyasal bir olaydır ve ortak yapı moleküldür. Bileşim, belirli oranlarda atomların bir araya gelmesi ile meydana gelen bir kimyasal reaksiyon sonucu oluşur. Alaşım, yalnızca iki saf malzeme arasında olmaz. Alaşımlar genellikle, bileşik ve bir veya iki alaşım tipinin karışımıdır. Bileşiklerde, iki metalin formları arasındadır. Metallerin karbonla yaptığı bileşiklere genellikle karbür denir. Demirin karbonla yaptığı bileşik demir karbür (Fe3C) olarak tanımlanır. Demir karbon alaşımı da genel olarak demir-demir karbür alaşımıdır. Alaşım genellikle aşağıdaki şekillerde bir araya gelir

Sıcaklık oC

Alaşım 1- Katı eriyik ve katı eriyik 2- Katı eriyik ve bileşik 3- Bileşik ve ötektik alaşım 4- Bileşik ve saf malzeme, 5- Bunların üçlü dengeleri şeklindedir

ALAŞIM TİPLERİ Alaşımlar genel olarak iki tipte tanımlanır. Bunlar, katı eriyik (tek fazlı) ve çift fazlı alaşımlardır. Özellikle katı eriyikler yapı ve özellikleri açısında oldukça faklıdır. Katı eriyik genel olarak, iki şekilde olur. Bunlar, yer alan ve arayer katı eriyikleri şeklindedir. Yer alan katı eriyikleri, atom ağırlıkları yakın olan iki ya da daha çok elementin atomlarının biri birinin yerine geçmesi ile oluşur. Bu durumda, bir kristal kafeste farklı atomlar bulunur. Atomlar arası mesafe tam olarak aynı değildir. Bu tipte, her iki element sıvı fazda çözünür ve katı halde atomlar birbirleri yerine geçerek kristal kafesi oluştururlar. Bazı elementlerin atomları sıvı fazda çözünürken, katı faz kristal düzeninde çözünmez. Bakır-nikel denge diyagramı tipik katı eriyik denge diyagramıdır. Yerine geçme şeklinde katı eriyik oluşma şartları şunlardır; Alaşım metallerin atom boyutları birbirinden % 15’ten daha fazla farklı olmamalıdır. Kimyasal karakterleri benzer olmalıdır. Metallerin kristal yapıları benzer olmalıdır. (KHM, KYM veya SPH).

Alaşım Tipleri " Yer alan " " Arayer " Metallerle bir araya gelerek alaşım oluşturan en yaygın elementler, karbon, azot, oksijen, hidrojen ve bordur. Bu elementlerden bazılarının esas metallerle oluşturduğu kimyasal bileşikleri çok önemlidir. Örneğin, demir (Fe) ve karbon (C), sementit adı verilen demir-karbür Fe3C yi oluşturur. Azot demirle, demir-nitrür ve kromla, krom-nitrür oluştur. Bunlar, sertlik, mukavemet, ısı ve abrasiv aşınma direncini artırır. Bu yapılar, hava taşıtları, uzay araçları ve bu gibi imalatların konstrüksiyonunda önemli bir yeri vardır.

% 100 Ni % 100 Cu Ni+Cu Sıvı + Katı Sıvı (Ni - Cu) Arayer katı eriyiğinde, alaşımdaki elementlerin atom boyutları biri birinden oldukça farklıdır. Alaşım atomları, esas metalin kristal kafes yapısı içinde araya şıkışır ve esas metalin dizilişini teorik olarak etkilemez. Araya giren atomların büyüklüğü, esas metalin atomlarının 0,15’i kadardır. Ötektik alaşımlarında, alaşıma giren elemanların atom veya molekül büyüklükleri biri birine yakındır ve kendi kristal düzenlerini korur. Yeni bir malzeme değildir. Alaşım özelliklerini, alaşıma giren elementlerin oranları belirler. 0 20 40 60 80 100 % B % A 100 80 60 40 20 0 Sıvı Sıvı + B A + Sıvı A + Ötektik Ötektik + B O

Şekilde görülen kadmiyum-bizmut, gümüş-bakır alaşımları ötektik oluşturan alaşımlardır. Ötektik homojen bir yapıya sahiptir ve alaşıma giren elemanlardan daha düşük sıcaklıkta erir.

Bu alaşımlarda önce ötektik oluşur; A + ötektik ve ötektik + B şeklindedir. Diğer bir alaşım tipi ise yerine geçme ile araya girme beraberce aynı metal yapısında yer alması ile oluşur. Çoğu alaşımların yapısı bu kompozisyon şeklindedir. Bu karışık alaşım tipi, her iki yapının mukavemet, sertlik ve ısıl işlem avantajlarına sahip ve kafes distorsyonu sebebiyle mukavemet ve sertlik daha fazladır Alaşıma giren elementlerin az da olsa bir birlerine karşı kimyasal ilgileri vardır. Böyle alaşımlar hem düşük sıcaklıkta eriyen ötektik oluştururlar, hem de alaşıma giren elementlerin ergime sıcaklığından daha yüksek sıcaklıkta eriyen faz oluştururlar. Bu alaşıma intermetalik denir

DİĞER SLAYTLAR İÇİN: www.slaytyerim.com Hazırlayan Birsen Güngör