İçeriğe atla

Alaşım

Alaşım, bir metal elementin en az bir başka element (metal, ametal) ile birleşmesiyle oluşan homojen karışımıdır. Elde edilen malzeme yine metal karakterli malzeme olur. Alaşımlar karışıma giren metallerin özelliklerinden farklı özellikler gösterirler. En bilinen alaşımlara; tunç (bakır-kalay), pirinç (bakır-çinko), lehim (kalay-kurşun) ve cıva alaşımları olan amalgamlar örnek verilebilir. Alaşımlar, uygulamaların gerektirdiği fiziksel özelliklere sahip malzemeler üretilmesinde yaygın olarak kullanılır.

Tarihçe

Tunç Çağı'ndan kalma çeşitli tunç aletler

Alaşımların tarihi milattan önce 4. bin yıllara kadar uzanmaktadır. İran ve Mezopotamya bölgelerinde bulunan tunç (bronz) örnekleri bu zaman diliminde tarihlenmiştir.[1] Demirden daha sert olan tunç; silah, kesici ve delici aletler, mutfak aletleri, süs eşyaları vb. yapımında günümüze değin kullanılagelmiştir.

Yapılan arkeolojik çalışmalarda Çin'in Sincan bölgesinde MÖ 1000 yıllarına[2] ve Hindistan'ın Merkez Ganj Vadisi ve Doğu Vindhyas bölgesinde MÖ 1800 yıllarına[3] tarihlenen çelik buluntulara rastlanmıştır. Söz konusu buluntular çelik kullanımının en az 3000 yıllık bir tarihinin olduğunu belgelemektedir. Tunca göre daha sert ve dayanıklı olan demir-karbon alaşımı çelik çeşitli araç gereç yapımında yaygın olarak kullanılmıştır.

Alaşımların üretim ve kullanımı

Alaşımlar, uygulamaların gerektirdiği fiziksel özelliklere sahip malzemelerin üretilmesini sağlar. Yüksek sıcaklıklar, aşınma, kimyasal etkiler, metal yorgunluğu gibi her türlü etkilere saf metallerin yetersiz kaldığı durumlarda, gerekli olan özellikleri sağlayan niteliklerde alaşımlar kullanılır. Örneğin demirin sertliğinin yeterli olmadığı uygulamalarda, daha sert yapıdaki demir alaşımları olan çelikler kullanılır.

Katı çözeltiler

Metallerin büyük çoğunluğu kafes yapısı içerisinde belirli sayıda yabancı atom barındırabilir. Yabancı atom asıl metalin atomu yerine yerleşiyor ise asal yer katı çözeltisi, kafes aralıklarındaki boşluklara yerleşiyor ise arayer katı çözeltisi oluşur.

Ara bileşikler

Ara bileşiklerde atomlar arası bağlar metalik bağ ile kimyasal bağ arasında değişen bir yapıya sahiptir ve kimyasal bileşiklere benzeyen AnBm şeklinde bileşikler oluşur. Ara bileşiklerin kristal yapıları karmaşıktır. Bazı zamanlarda birim hücrede yüzlerce atom bulunabilir. Sertlikleri bu yüzden yüksektir. C, N, B gibi elementler ile metallerin meydana getirdiği ara bileşiklerde kimyasal bağın payı daha büyüktür (karbür, nitrür, borür, vb). Bu bileşiklerin ergime noktaları çok yüksek ve çok serttirler. TaC, NbC, ZrC, VC, WC gibi bileşikler, takım çelikleri ve ısıya dayanıklı çeliklerde bulunması istenilen sert ve kararlı bileşiklerdir.

Denge diyagramları

Alaşımların sıcaklık ve konsantrasyonlarına bağlı olarak durum değiştirmeleri denge diyagramları ile gösterilir. Denge diyagramlarında faz alanların sınırı belirlenir. Homojen ve özellikleri birbirinden farklı bölgelere faz denilir. Katı, sıvı, gaz birer fazdır. Ayrıca bu fazların içerisinde aynı anda birden fazla faz da bulunabilir.

Belirli bir konsantrasyon altındaki alaşım sıcaklık etkisi altında katı, sıvı, gaz hâllerine dönüşür. Bazen katı fazı içerisinde kristal yapı değişerek faz değişikliği meydana getirebilir. Konsantrasyona bağlı olarak bu faz değişimleri tespit edilir ve alaşımların denge diyagramları çıkartılabilir. Alaşımı oluşturan bileşenlerin birbirlerinin içerisinde erimelerine göre önemli sayılacak denge diyagramlarını üç ana grupta toplamak mümkündür.

  • Sıvı ve Katı Durumda Tam Çözünürlük
  • Sıvı Durumda Tam Çözünürlük, Katı Durumda Tam Çözünmezlik
  • Sıvı Durumda Tam Çözünürlük, Katı Durumda Sınırlı Çözünürlük

Kaynakça

  1. ^ "Bronze: A 3000 Year-old tradition, Sara Malone". University of North Carolina. 24 Mart 2007. 27 Haziran 2007 tarihinde kaynağından arşivlendi. 
  2. ^ "Early iron in China, Korea, and Japan, Donald B. Wagner". University of Copenhagen Faculty of Humanities. 24 Mart 2007. 17 Şubat 2013 tarihinde kaynağından arşivlendi. 
  3. ^ "The origins of iron working in India: new evidence from the Central Ganga Plain and the Eastern Vindhyas, Rakesh Tewari" (PDF). Antiquity Journal. 24 Mart 2007. 22 Temmuz 2012 tarihinde kaynağından (PDF) arşivlendi. 

İlgili Araştırma Makaleleri

<span class="mw-page-title-main">Demir</span> sembolü Fe ve atom numarası 26 olan kimyasal element

Demir, simgesi Fe ve atom numarası 26 olan kimyasal bir elementtir.

<span class="mw-page-title-main">Gümüş</span> sembolü Ag ve atom numarası 47 olan kimyasal element

Gümüş, elementlerin periyodik tablosunda simgesi Ag olan, beyaz, parlak, değerli bir metalik element. Atom numarası 47, atom ağırlığı 107,87 gramdır. Erime noktası 961,9 °C, kaynama noktası 1950 °C ve özgül ağırlığı da 10,5 g/cm³'tür. Çoğu bileşiklerinde +1 değerliklidir. Günümüzde Dünya'da 55 yıllık gümüş rezervi kaldığı tahmin ediliyor. Yeni gümüş rezervleri keşfedilmezse 2078 yılında Dünya'daki gümüş rezervlerinin tükenebileceği tahmin ediliyor. En çok gümüş üretimi yapan ülkeler Meksika, Çin, Peru Şili ve Avustralya'dır.

<span class="mw-page-title-main">Nikel</span> atom numarası 28 olan ve simgesi Ni olan kimyasal bir element

Nikel, atom numarası 28 olan ve simgesi Ni olan kimyasal bir elementtir.

<span class="mw-page-title-main">Niyobyum</span>

Niyobyum, sembolü Nb, atom numarası 41 olan kimyasal elementtir.

<span class="mw-page-title-main">Molibden</span>

Molibden, periyodik cetvelde atom numarası 42 ve simgesi Mo olan elementtir..

<span class="mw-page-title-main">Pirinç (alaşım)</span> bakıra çinko katılarak elde edilen sarı renkteki alaşımların genel ismi

Pirinç, bakıra çinko katılarak elde edilen sarı renkteki alaşımların genel ismi. Pirinçte bulunabilen diğer bazı elementler, kalay, kurşun, nikel, mangan, demir, alüminyum, arsenik, antimon ve fosfordur. Mangan ihtiva eden bazı pirinçlere tunç da denilmektedir. Aslında tunç bakır-kalay alaşımıdır.

<span class="mw-page-title-main">Bronz</span> metal alaşımı

Bronz ya da tunç, bakırın önemli bir alaşımıdır. Tarihi bağlamda bakır ile kalay ve/veya arsenik'den oluşan bakır alaşımlarına tunç denir. Bununla birlikte günümüzde bronz kavramı çağdaş kullanımda bakırın bakır-nikel, bakır-berilyum ve bakır-çinko (pirinç) alaşımı dışındaki bütün alaşımları için kullanılmaktadır. Pirinç bakırın çinkoyla yaptığı alaşımdır. %10 çinko bulunduran pirince ticari bronz da denilmektedir.

<span class="mw-page-title-main">Cıva</span> Atom numarası 80 olan kimyasal element

Cıva sembolü "Hg" ve atom numarası 80 olan kimyasal element. "Hg" sembolü, Latincedeki hydrargyrum sözcüğünden gelir. Oda sıcaklığında sıvı hâlde bulunan Cıva için İngilizcede iki sözcük kullanılır: "mercury" ve "quicksilver".

<span class="mw-page-title-main">Alaşımlı çelik</span> Alaşımlı celik

Alaşımlı çelik, mekanik özelliklerini geliştirmek için ağırlıkça % 1.0 ila % 50 arasında toplam miktarlarda çeşitli elementlerle alaşımlanan çeliktir.

<span class="mw-page-title-main">Tungsten</span> atom numarası 74 olan kimyasal element

Tungsten veya diğer adıyla volfram, atom numarası 74, atom ağırlığı 183,85 olan ve kimyasal simgesi W ile gösterilen, yoğunluğu 19,3 g/cm³ olan, 3482 °C'de eriyebilen kimyasal bir elementtir. Çok sert, ağır, çelik gri ya da beyaz renkte geçiş metallerinden biri olan tungsten, wolframite ve scheelite içeren madenlerde bulunur. Tungsten, sağlam fiziksel yapısı ve yüksek erime sıcaklığı olan önemli bir maddedir. Erime sıcaklığı en yüksek olan metaldir. Saf haliyle bazı elektronik uygulamalarda kullanılır, ancak çoğunlukla bileşik ya da alaşım olarak, diğer metallerin işlenmesi veya madencilik gibi uygulamalarda malzeme dayanımı gerektiren ekipmanlarda, ampullerin lamba tellerinde, X ışını cihazlarında ve uzay teknolojisi yüksek performans alaşımlarında kullanılır.

<span class="mw-page-title-main">Çelik</span>

Çelik, demir elementi ile genellikle %0,02 ila %2,1 oranlarında değişen karbon miktarının bileşiminden meydana gelen bir alaşımdır. Çelik alaşımındaki karbon miktarları çeliğin sınıflandırılmasında etkin rol oynar. Karbon genel olarak demir'in alaşımlayıcı maddesi olsa da demir elementini alaşımlamada magnezyum, krom, vanadyum ve tungsten gibi farklı elementler de kullanılabilir. Karbon ve diğer elementler demir atomundaki kristal kafeslerin kayarak birbirini geçmesini engelleyerek sertleşme aracı rolü üstlenirler. Alaşımlayıcı elementlerin, çelik içerisindeki, değişen miktarları ve mevcut bulundukları formlar oluşan çelikte sertlik, süneklilik ve gerilme noktası gibi özellikleri kontrol eder. Karbon miktarı yüksek olan çelikler demirden daha sert ve güçlü olmasına rağmen daha az sünektirler.

<span class="mw-page-title-main">Malzeme bilimi</span> yeni malzemelerin keşfi ve tasarımı ile ilgilenen disiplinlerarası alan; öncelikli olarak katıların fiziksel ve kimyasal özellikleriyle ilgilidir

Malzeme bilimi, malzemelerin yapı ve özelliklerini inceleyen, yeni malzemelerin üretilmesini veya sentezlenmesini de içine alan disiplinlerarası bir bilim dalıdır.

<span class="mw-page-title-main">Çözünürlük (kimya)</span> katı, sıvı veya gaz halindeki bir maddenin bir çözücü içinde çözülme kapasitesi

Çözünürlük, belli bir miktar çözünenin, belirli şartlar altında, spesifik bir çözücü içinde çözünmesidir. Çözücü akışkan solvent olarak adlandırılır ve birlikte çözeltiyi oluştururlar. Çözümlendirme işlemi solvasyon olarak adlandırılır.

<span class="mw-page-title-main">Argon</span> simgesi Ar olan periyodik tablonun 8A grubunda yer alan element

Argon, periyodik tablonun 8A grubunda yer alan; atom numarası 18, simgesi Ar olan elementtir.

İzabe, maden cevherinin metal içeriğini yüksek sıcaklıkta indirgenme tepkimesi yardımıyla cevherin geri kalanından ayırma süreci. Pirometalurjinin yöntemlerinden biridir. Kimi metal oksitlerin indirgenmesi için yüksek sıcaklık yeterliyken pek çoğu için süreçte ısının yanında indirgeyici madde kullanılması da gerekir. Karbon genellikle kullanılan indirgeyicilerdendir.

<span class="mw-page-title-main">Kimyasal madde</span> sabit bir kimyasal bileşimi ve karakteristik özelliklere sahip bir madde türü

Kimyasal madde, kimyevî madde veya kısaca kimyasal, sabit bir kimyasal bileşimi ve karakteristik özelliklere sahip bir madde türüdür. Bu kimyasal bağlar bozulmadan, fiziksel ayırma yöntemleri ile bileşenlerine ayrılmaz. Bu kimyasallar katı, sıvı veya gaz hâlinde olurlar.

<span class="mw-page-title-main">Faz (madde)</span> Fiziksel bilimlerde, bir faz bir malzemenin fiziksel özelliklerini esas olarak eşit bir şekilde madde boyunca dağılan bir sistemdir. Fiziksel özelliklerinin örneklerinden üç tanesi, yoğunluk içermesi , mıknatıslanma ve kimyasal bileşimi inde

Fiziksel bilimlerde faz; bir malzemenin fiziksel özelliklerinin her noktasında aynı olduğu bölgedir/alandır. Fiziksel özelliklerinin örneklerinden üç tanesi, yoğunluk içermesi, mıknatıslanma ve kimyasal bileşimi indeksi. Basit bir açıklama ile bir faz fiziksel olarak ayrı, kimyasal olarak yeknesak ve (genellikle) mekanik ayrılabilir malzemeli bir bölge olmasıdır. Bir cam kavanoz buz ve sudan oluşan bir sistemde, buz küpleri birinci faz, su ikinci faz ve suyun üstünde bulunan nem ise üçüncü fazdır. Cam kavanoz ise başka bir ayrı aşamasıdır. Faz terimi bazen maddenin hali olarak eş anlamlı bir şekilde kullanılabilir. Ancak bir maddenin aynı halde çok sayıda karışmayan fazı olabilir. Ayrıca, faz terimi bazen bir faz diyagramı için üzerinde sınır ile basınç ve sıcaklık gibi durum değişkenler açısından sınırı çizilmiş denge durumunda bir dizi oluşturmak için kullanılır. Faz sınırları gibi katı veya başka bir kristal yapısından daha ince değişikliğine sıvıdan bir değişiklik olarak maddenin organizasyon değişiklikleriyle ilgili olduğundan bu son kullanım durumuna eş anlamlısı olarak "faz" kullanımına benzer. Ancak, madde ve faz diyagramı kullanımların hali yukarıda verilen ve amaçlanan anlam terim kullanıldığı bağlamdan kısmen tespit edilmelidir resmi tanımı ile orantılı değildir. Fazın çeşitleri Farklı fazlar, gaz, sıvı, katı, plazma veya Bose-Einstein yoğuşma ürünü olarak maddenin farklı durumlar olarak tarif edilebilir. Maddenin katı ve sıvı formda diğer haller arasındaki faydalı mezofazlar.

Sertleştirme, metallerin sertliğini artırmak için kullanılan bir metal işlemi türüdür. Bir metalin sertliği, metalin maruz kaldığı gerinim konumundaki tek eksenli akma stresiyle doğru orantılıdır. Sert bir metalin plastik deformasyona karşı direnci daha az sert bir metale göre daha yüksek olacaktır.

Metalurji biliminde faz terimi, fazın belirli bir kimyasal bileşime, farklı bir atomik bağ ve element düzenine sahip olduğu fiziksel olarak homojen bir madde durumunu belirtmek için kullanılmaktadır. Bir alaşım içinde aynı anda iki veya daha fazla farklı faz mevcut olabilmektedir. Bir alaşım içindeki her fazın kendine özgü fiziksel, mekanik, elektriksel ve elektrokimyasal özellikleri vardır. Bir alaşımda bulunan fazlar, alaşım bileşimine ve alaşımın maruz kaldığı ısıl işleme bağlıdır. Faz diyagramları, belirli bir sıcaklıkta tutulan belirli bir alaşımda bulunan fazların grafiksel temsilleridir. Faz diyagramları, belirli bir ısıl işleme tabi tutulmuş bir alaşımda meydana gelen faz değişikliklerini tahmin etmek için kullanılabilmektedir. Bu önemlidir çünkü bir metal bileşenin özellikleri metalde bulunan fazlara bağlıdır. Faz diyagramları, belirli bir bileşime sahip alaşımların seçimi ve belirli özellikler üretecek ısıl işlem prosedürlerinin tasarımı ve kontrolü için metalurji uzmanları tarafından kullanılmaktadır. Ayrıca kalite sorunlarını gidermek için kullanılırlar.

Sementit veya demir karbür, bir demir ve karbon bileşiğidir, daha iyi bir ifadeyle Fe3C formülüne sahip bir ara geçiş metal karbürdür. Ağırlık olarak %6.67 karbon ve %93,3 demirden oluşmaktadır. Sementitin kimyasal bileşimi Fe3C olmasına rağmen, kristal yapısı hücre başına 12 demir atomu ve 4 karbon atomu ile ortorombik kristal yapıya sahiptir. Normalde saf haliyle seramik olarak sınıflandırılan sert, kırılgan bir malzemedir ve demir metalurjisinde sıklıkla bulunan ve önemli bir bileşendir. Çoğu çelik ve dökme demirde sementit bulunurken alternatif demir yapım teknolojileri ailesine ait olan demir karbür prosesinde hammadde olarak üretilir.


Bu sayfa, bu Vikipedi makalesine dayanmaktadır.
Metin, CC BY-SA 4.0 lisansı altında mevcuttur; ek koşullar uygulanabilir.
Görseller, videolar ve sesler kendi lisansları altında mevcuttur.