Alaşım

Oca 06 2008

Alaşım

(0 Oy)

GenBilim Editor

Pazartesi, 07 Ocak 2008

Okunma: 2244 kez

İki ya da daha çok metalin , bazen de bir metal ile karbon gibi bir Ametalin birleştirilmesi ile elde edilen metal niteliğindeki maddelere Alaşım denir. Örneğin pirinç bakır ile çinkonun eritilerek birbirine karıştırılmasıyla , çelik ise demire karbon katılmasıyla elde edilen bir alaşımdır. İnsanlar önce bakır ve kalay gibi basit metalleri buldular. Sonraları belki de bir yangın sırasında bu iki metal eriyip birbirine karıştığında değişik bir maddenin ortaya çıktığını gördüler. ( www.genbilim.com )

Tunç ya da bronz denen bu yeni maddenin hem bakırdan hem kalaydan daha üstün özellikleri olduğunu anlamaları alaşımların üretiminde başlangıç noktası oldu. Gerçekten de bir alaşım kendisini oluşturan bütün metallerden daha değişik özellikler taşır.

Doğadaki maddelerin çoğunda atomlar birbirine sıkıca bağlanarak molekül denen birimler halinde gruplaşmıştır. Oysa bütün kimyasal elementlerde olduğu gibi metallerde de atomlar moleküller halinde gruplaşmaz, tek başına bulunur. İki yada daha çok elementin bir alaşım oluşturabilmesi için bu tek tek atomların bir ölçüde gruplaşması gerekir. Bazı alaşımlarda bütün atomlar,bazılarında yalnızca bir bölümü bu gruplaşmağa katılır. Örneğin pirinçte bütün bakır ve çinko atomları bir araya gelerek moleküller halinde gruplaşmıştır. Çelikte ise karbon atomlarının bir bölümü demir atomları ile birleşerek demir karbür molekülleri oluştururken ,bir bölümü bu gruplaşmağa katılmaz. Çeliğin sert ya da yumuşak olması da karbon ve demir atomları arasındaki bu gruplaşmanın biçimine bağlıdır. Bir alaşım elde etmenin en kolay yolu elementleri eriterek sıvı halde iken birbirine karıştırmaktır. Ama elementleri eritmeden birlikte ısıtarak da alaşımlar hazırlanabilir. Eskiden çelik üretiminde uygulanan temel yöntem demir ve odun kömürü halindeki karbonu birlikte ısıtmaktı. Katı elementleri bir arada ısıtarak alaşım elde etme yöntemi bugünde yaygın olarak uygulanır. Bu üretim süresince önce metaller toz haline getirilerek karıştırılır, ardından sıkıştırılarak biçimlendirilir ve en sonunda ısıtılır. Metallerin toz haline getirilmesi içeren bütün üretim yöntemlerine toz metalurjisi denir.

Özel amaçlı uygulamalarda alaşımlar katışıksız metallerden daha çok kullanılır. İki metalden oluşan bir alaşımın erime noktası bu iki bileşenin erime noktalarından daha düşük, daha yüksek ya da tam ara değerde olabilir. Bu nedenle metal yüzeyleri ya da parçaları birleştirmek , erime noktası katışıksız metallerden daha düşük olan kurşun ve kalay ya da bakır ve çinko alaşımları lehim olarak kullanılır. Alaşımların bir başka özelliği de genellikle bileşenlerinden daha sert ve dayanıklı olmasıdır.
Demire karbonun yanı sıra başka elementler katılarak özel alaşımlı çelikler elde edilebilir.

Sözgelimi krom çeliğe paslanmazlık özelliği kazandırır. tungsten, yüksek sıcaklıklarda bile sertliğini koruyan , sürtünmeye ve aşınmaya dayanıklı takım yada hız çeliklerinin en önemli katkı maddesidir. Bilinen 100 ü aşkın kimyasal elementten 70 i metal olarak sınıflandırılır. Bunların 30 kadarı da sanayide kullanılan çeşitli alaşımların bileşimine girer. bu alaşımların sayısı burada anılamayacak kadar kabarıktır ; ama en önemlileri aşağıdaki gruplar içinde sınıflandırılabilir.

DEMİR ALAŞIMLARI: En önemli demir alaşımı demir ve karbondan oluşan çeliktir. Başta takım ve aletler , demiryolu rayları , inşaat gereçleri olmak üzere pek çok alanda kullanılan çeliğin yıllık üretimi milyonlarca tonu bulur. Çeliğin belki de en önemli özelliği ısıtılıp suya daldırılarak sertleştirilebilmesidir. Demire karbondan başka elementlerin de katılmasıyla elde edilen çeliklere alaşım çelikleri denir. Paslanmaz çelik , hız çelikleri ve demirden daha güçlü mıknatıslanma özelliği gösteren mıknatıs çelikleri bu gruptandır.

ALÜMİNYUM ALAŞIMLARI : Bu alaşımlar çok hafif olduğundan hava, kara ve demir yolu taşıtlarının yapımında kullanılır. Alüminyum un yanı sıra az miktarda bakır , magnezyum ve manganezle birleştirilmiş silisyum içeren bu alaşımın dayanıklılığı yumuşak çeliğinkine yakın , ama ağırlığı onun ancak üçte biri kadardır. Tıpkı çelik gibi işlemden geçirilerek , düraliminin sertlik ve dayanıklılık derecesi artırılabilir. Alüminyumdan daha dayanıklı , ama çok daha hafif olan alüminyum –lityum alaşımı da uzay araçlarının yapımında kullanılır.

BAKIR ALAŞIMLARI : Bakır alaşımları bütün sanayi alaşımlarının en eski ve en önemli gruplarından biridir. Örneğin pirinç yüzde ile 40 arasında çinko katılmış bir bakır alaşımıdır. Aynı metaller değişik oranlarda karıştırıldığında madde de para basımında kullanılan altın renginde alaşım elde edilir.

NİKEL ALAŞIMLARI: Nikel gerek çeliğe gerekse bakır alaşımlarına katıldığında önemli özellikler kazandıran bir alaşım metalidir. Ayrıca bazı alaşımların temel bileşeni olarak metallurjide büyük önem taşır. Örneğin en elverişsiz çevre koşullarında parlaklığını yitirmeyen Monel ,yüzde 28 oranında bakır ve yüzde 5 oranında başka metaller katılmış önemli bir nikel alaşımıdır.

ÇİNKO ALAŞIMLARI : Çinkoya az miktarda başka metaller karıştırıldığında erime noktası düşük olan alaşımlar elde edilir.
Genellikle bakır içeren bu çinko alaşımları basınç altında çelik kalıplara dökülerek çok çeşitli parçaların yapımında kullanılır.

DEĞERLİ METAL ALAŞIMLARI :Değerli metallerin bilinene örnekleri altın , gümüş ve platindir. Doğada az bulundukları için bu adla anılan değerli metaller katışıksız haldeyken çok yumuşaktır. Ama alaşımları sert ve dayanıklıdır. Bu yüzden kuyumculukta altın ve gümüşün bakırlı alaşımları kullanılır.

KURŞUN ALAŞIMLARI : Kurşun ve kalay belirli planlarda karıştırıldığında yumuşak lehim alaşımı , daha değişik oranlarda karıştırıldığında yumuşak lehim alaşımı , daha değişik alanlarda karıştırıldığında sert kalay yada beyaz metal denen çeşitli alaşımlar elde edilir.

CIVA ALAŞIMLARI : Oda sıcaklığında sıvı halde bulunan cıvanın başka metallerle yaptığı alaşımlara analgam denir. Bunlardan en bilineni çürük dişlere
Dolgu yapmak için kullanılan gümüş amalgamdır.

ÖBÜR ALAŞIMLAR : Bugün Babbitt metalleri yarı beyaz metaller adıyla anılan alaşımların ilkini 1839 da ABD li sanayici Isaac Babbitt yapmıştı. Metalurji uzmanları alışılmış metallerin dışında yeni yeni elementler kullanarak hergün yeni bir alaşım üretirler. Kullanılan metallerin bütün özellikleri bilinsede bu metallerden oluşan herhangi bir alaşımın ne gibi özellikler taşıyacağı uzun deneyler yapılmadıkça bilinemez. Alaşımı katılan metaller karışım oranları ve yapım yöntemi değişmediği sürece elde edilecek alaşım her zaman aynı olur. Ama karışım oranlarındaki en küçük bir değişiklik bambaşka özelliklerde bir alaşımla sonuçlanabilir.