Alaşımlardaki Elementlerin Mekanik Özelliklere Etkileri 

Bir alaşıma farklı metal elementlerin eklenmesi onun mekanik özelliklerini (mukavemet, sertlik, süneklik, tokluk, korozyon direnci vb.) önemli ölçüde etkileyebilir.

Alaşımlardaki ortak metal elementlerin rolleri ve bunların mekanik özellikler üzerindeki etkileri şunlardır:

1.Karbon (C)

(1).Kullanım: Esas olarak çelik ve dökme demirde bulunur ve demirle karbürler oluşturur (Fe3C gibi).

(2).Etki:

①.Mukavemet/Sertlik: Artan karbon içeriği sertliği ve mukavemeti önemli ölçüde artırır (yüksek karbonlu çelik gibi), ancak aşırı miktarlar kırılganlığa yol açabilir.

②.Düktilite: Karbon içeriği ne kadar yüksek olursa, süneklik ve tokluk o kadar düşük olur.

③.Kaynaklanabilirlik: Yüksek karbonlu çelik zayıf kaynak özelliklerine sahiptir.

2.Krom (Cr)

(1).Kullanım: Paslanmaz çelik (304, 316 gibi) ve takım çeliği için anahtar eleman.

(2).Etki:

①.Korozyon direnci: Oksidasyon direncini ve korozyon direncini artırmak için pasif bir oksit filmi (Cr2O3) oluşturur.

②.Sertlik/Mukavemet: Sertliği ve aşınma direncini artırmak için karbonla (Cr23C6 gibi) karbürler oluşturur.

③.Yüksek sıcaklık performansı: Yüksek sıcaklık dayanımını artırır (ısıya dayanıklı çelik gibi).

3.Nikel (Ni)

(1).Uygulamalar: paslanmaz çelik (304 gibi), yüksek sıcaklık alaşımları (Inconel gibi) ve korozyona dayanıklı alaşımlar.

(2).Etki:

①.Tokluk: Düşük sıcaklıktaki tokluğu ve sünekliği artırır (düşük sıcaklıktaki ortamlar için nikel çeliği gibi).

②.Korozyon direnci: Asitlere ve alkalilere karşı direnci arttırır.

③.Östenit stabilizasyonu: Paslanmaz çelikte, ostenitik bir yapı (304 çeliği gibi) oluşturmak için krom ile işbirliği yapar.

4.Molibden (Mo)

(1).Uygulamalar: yüksek mukavemetli çelik (4140 gibi), paslanmaz çelik (316 gibi) ve yüksek sıcaklık alaşımları.

(2).Etki:

①.Mukavemet/ısı direnci: Yüksek sıcaklık mukavemetini ve sürünme direncini artırır.

②.Korozyon direnci: Klorür stres korozyonuna karşı direnci arttırır (316 paslanmaz çelik gibi).

③.Tahıl arıtma: Sertleşebilirliği artırır.

5.Manganez (Mn)

(1).Uygulamalar: karbon çeliği (A36 gibi), yüksek dayanımlı düşük alaşımlı çelik (HSLA) ve östenitik manganez çeliği (Hadfield çeliği gibi).

(2).Etki:

①.Deoksidasyon / kükürt giderme: Sülfürün zararlı etkilerini azaltır (FeS yerine MnS oluşturur).

②.Sertleşebilirlik: Sertleşebilirliği ve aşınma direncini artırır (örneğin ekskavatör kepçeleri için yüksek manganezli çelik).

③.Östenit stabilizasyonu: Paslanmaz çelikte kısmi nikel değişimi.

6.Silikon (Si)

(1).Kullanımlar: Yay çeliği (örn. 65Mn), silisli çelik ve alüminyum alaşımları (örn. 4xxx serisi).

(2).Etki:

①.Güç/esneklik: Çeliğin (örneğin silikon-manganez yay çeliği) mukavemetini ve elastikiyet sınırını iyileştirir.

②.Deoksidizer: Çelik yapımı sırasında oksijeni uzaklaştırır.

③.Manyetik özellikler: Elektrikli çeliğin manyetik geçirgenliğini artırır.

7.Alüminyum (Al)

(1).Kullanımlar: Alüminyum alaşımları (örneğin 6061), yüksek sıcaklık alaşımları (örneğin Fe-Cr-Al) ve deoksidanlar.

(2).Etki:

①.Hafifleştirme: Yoğunluğu azaltır (alüminyum alaşımları çelikten yaklaşık 2/3 daha hafiftir).

②.Korozyon direnci: Al2O3 koruyucu film oluşturur.

③.Tahıl arıtma: Çelikte tane büyümesini engeller.

8.Titanyum (Ti)

(1).Uygulamalar: Titanyum alaşımları (ör. Ti-6Al-4V), paslanmaz çelikler (ör. 321) ve yüksek sıcaklık alaşımları.

(2).Etki:

①.Güç/ağırlık oranı: Titanyum alaşımları son derece yüksek özgül dayanıma sahiptir.

②.Korozyon direnci: Deniz suyuna ve klorür korozyonuna karşı dayanıklıdır.

③.Karbür oluşumu: Taneler arası korozyonu önlemek için çelikteki karbonu sabitler (örneğin 321 paslanmaz çelik).

9.Bakır (Cu)

(1).Uygulamalar: Pirinç (Cu-Zn), bronz (Cu-Sn) ve çökeltmeyle sertleşen çelikler (örn. 17-4PH).

(2).Etki:

①.Korozyon direnci: Atmosferin korozyon direncini artırır (örn. hava şartlarına dayanıklı çelik).

②.Elektrik/termal iletkenlik: Bakır alaşımları mükemmel elektrik iletkenliğine sahiptir.

③.Yağmur güçlendirme: Çelikte ε-Cu fazı oluşturur (örneğin 17-4PH paslanmaz çelik).

10.Vanadyum (V)

(1).Uygulamalar: Takım çelikleri (örn. D2), yüksek dayanımlı düşük alaşımlı çelikler (HSLA).

(2).Etki:

①.Tahıl arıtma: Tahıl büyümesini engellemek için karbonitritlerin (VC gibi) oluşumu.

②.Güç/tokluk: Tokluğu korurken gücü artırın (HSLA çeliği gibi).

11.Tungsten (W)

(1).Uygulamalar: Yüksek hız çeliği (M2 gibi), semente karbür (WC-Co) ve yüksek sıcaklık alaşımları.

(2).Etki:

①.Yüksek sıcaklık sertliği: Aşınmaya dayanıklı karbürlerin oluşumu (W2C gibi).

②.Kırmızı sertlik: Yüksek hız çeliği, yüksek sıcaklıklarda sertliğini korur.

12.Çinko (Zn)

(1).Uygulamalar: Galvanizli çelik (pas önleme), pirinç (Cu-Zn) ve alüminyum alaşımları (7xxx serisi gibi).

(2).Etki:

①.Kurban anot koruması: Çinko tabakası çelik matrisi korur.

②.Güç: Alüminyum alaşımlarında (Zn-Mg-Cu, 7075 alüminyum alaşımı gibi) güçlendirme fazı oluşturur.

Özet: Elementlerin mekanik özellikler üzerindeki temel etkisi

Bu elemanların içeriği ve kombinasyonu ayarlanarak alaşımlar özel ihtiyaçları karşılayacak şekilde tasarlanabilir (yüksek mukavemetli çelikler, korozyona dayanıklı alaşımlar veya yüksek sıcaklık alaşımları gibi).