Çelik esas olarak bazı ek elemanlarla demir ve karbon alaşımıdır. Alaşımlama işlemi, çeliğin kimyasal bileşimini değiştirmek ve karbon çeliği üzerindeki özelliklerini iyileştirmek veya belirli bir uygulamanın gereksinimlerini karşılamak üzere ayarlamak için kullanılır.
Çelik Alaşım Maddelerinin Yararları:
Farklı alaşım elementlerinin her birinin çeliğin özellikleri üzerinde kendi etkileri vardır. Alaşımlama yoluyla geliştirilebilecek özelliklerden bazıları şunlardır:
- Ostenitin Stabilize Edilmesi : Nikel , manganez , kobalt ve bakır gibi elementler, östenitin var olduğu sıcaklık aralığını arttırır.
- Stabilize edici ferrit : Krom , tungsten , molibden , vanadyum, alüminyum ve silikon , östenit içindeki karbonun çözünürlüğünü azaltma etkisine sahip olabilir. Bu, çeliğin içindeki karbürlerin miktarında bir artışa neden olur ve ostenitin mevcut olduğu sıcaklık aralığını azaltır.
- Karbür oluşturma : Krom , tungsten, molibden, titanyum , niyobyum, tantal ve zirkonyum gibi birçok küçük metal, çelikte sertliği ve mukavemeti arttıran güçlü karbürler oluşturur. Bu tür çelikler genellikle yüksek hız çeliği ve sıcak iş takım çeliği yapmak için kullanılır.
- Grafitleme : Silikon, nikel, kobalt ve alüminyum, karbürlerin çeliğin stabilitesini azaltarak parçalanmalarını ve serbest grafit oluşumunu destekleyebilir.
- Ötectoid konsantrasyonunun azalması : Titanyum, molibden, tungsten, silikon, krom ve nikel, karbonun ötektik asit konsantrasyonunu düşürür.
- Korozyon direncini arttırın : Çelik yüzeyinde alüminyum, silikon ve krom form koruyucu oksit tabakaları vardır, böylece metal bazı ortamlarda daha fazla bozulmalara karşı korur.
Ortak Çelik Alaşımları:
Aşağıda yaygın olarak kullanılan alaşım elementlerinin bir listesi ve bunların çeliğe etkileri (parantez içinde standart içerik):
- Alüminyum (% 0.95-1.30): Bir deoksidizör. Östenit tanelerinin büyümesini sınırlamak için kullanılır.
- Bor (% 0,001-0.003): Deforme olabilirliği ve işlenebilirliği geliştiren sertleştirilebilir bir madde. Bor, tamamen öldürülen çeliğe eklenir ve sertleştirme etkisi için çok küçük miktarlarda eklenmesi gerekir. Bor eklenmesi düşük karbonlu çeliklerde en etkilidir.
- Krom (% 0.5-18): Paslanmaz çeliklerin önemli bir bileşeni. % 12'den fazla içerikte krom, korozyon direncini önemli ölçüde artırır. Metal ayrıca sertleştirilebilirliği, mukavemeti, ısıl işleme ve aşınma direncine verdiği cevabı arttırır.
- Kobalt : Yüksek sıcaklıklarda ve manyetik geçirgenlikte mukavemeti arttırır.
- Bakır (% 0,1-0,4): Çoğunlukla çeliklerde bir artık madde olarak bulunur, bakır da çökeltme sertleştirme özelliklerini elde etmek ve korozyon direncini artırmak için eklenir.
- Kurşun : Sıvı veya katı çelikte neredeyse çözünmez olmasına rağmen, bazen işlenebilirliği arttırmak için dökme sırasında mekanik dağılma yoluyla karbon çeliklere kurşun eklenir.
- Manganez (% 0,25-13): Demir sülfitlerin oluşumunu ortadan kaldırarak yüksek sıcaklıklarda mukavemeti arttırır. Manganez ayrıca sertleştirilebilirliği, sünekliği ve aşınma direncini artırır. Nikel gibi, manganez bir ostenit oluşturan elementtir ve nikel yerine AISI 200 Serisi Austenitic paslanmaz çeliklerde kullanılabilir.
- Molibden (% 0.2-5.0): Paslanmaz çeliklerde az miktarda bulunan molibden, özellikle yüksek sıcaklıklarda sertleşebilirliği ve mukavemeti arttırır. Genellikle krom-nikel östenitik çeliklerde kullanılan molibden, klorürlerin ve sülfür kimyasallarının neden olduğu çukur korozyona karşı koruma sağlar.
- Nikel (% 2-20): Paslanmaz çelikler için kritik olan diğer bir alaşım elemanı olan nikel,% 8'in üzerinde yüksek kromlu paslanmaz çeliğe eklenir. Nikel, dayanıklılığı, darbe mukavemetini ve tokluğu artırırken, oksidasyon ve korozyona karşı direnci artırır. Ayrıca, küçük miktarlarda eklendiğinde düşük sıcaklıklarda tokluğu artırır.
- Niyobyum : Sert karbürler oluşturarak karbonu stabilize etmenin yararı vardır ve bu nedenle yüksek sıcaklıkta çeliklerde bulunur. Küçük miktarlarda niyobyum, akma kuvvetini önemli ölçüde artırabilir ve daha az bir dereceye kadar, çeliklerin gerilme mukavemetini artırabilir ve etkiyi kuvvetlendiren orta derecede bir çökelme geçirebilir.
- Azot : Paslanmaz çeliklerin ostenitik stabilitesini arttırır ve bu tür çeliklerde akma dayanımını arttırır.
- Fosfor: Fosfor genellikle düşük alaşımlı çeliklerde işlenebilirliği geliştirmek için kükürt ile eklenir. Ayrıca mukavemet kazandırır ve korozyon direncini arttırır.
- Selenyum : İşlenebilirliği arttırır.
- Silikon (% 0.2-2.0): Bu metaloid, mukavemeti, elastikiyeti, asit direncini artırır ve daha büyük tanecik boyutlarıyla sonuçlanır, böylece daha fazla manyetik geçirgenliğe yol açar. Silikonun çelik üretiminde bir deoksidasyon maddesi içinde kullanılması nedeniyle, hemen hemen her çelik sınıfında bir miktar yüzde bulunur.
- Sülfür (% 0,08-0,15): Kükürt eklendiğinde, kükürt sıcak işleyişe yol açmadan işlenebilirliği arttırır. Manganez sülfürün demir sülfidden daha yüksek bir erime noktasına sahip olmasından dolayı manganez sıcaklığının eklenmesiyle daha da azalır.
- Titanyum : Ostenit tane boyutunu sınırlarken, hem mukavemet hem de korozyon direncini artırır. % 0.25-0.60 titanyum içeriğinde, karbon titanyumla birleşerek kromun tane sınırlarında kalmasına ve oksitlenmeye karşı koyabilmesine olanak tanır.
- Tungsten : Kararlı karbürler üretir ve özellikle yüksek sıcaklıklarda sertliği arttırmak için tane boyutunu hassaslaştırır.
- Vanadyum (% 0,15): Titanyum ve niyobyum gibi, vanadyum da yüksek sıcaklıklarda mukavemeti artıran stabil karbürler üretebilir. İnce bir taneli yapıyı teşvik ederek süneklik korunabilir.
- Zirkonyum (% 0,1): Mukavemeti arttırır ve tane büyüklüğünü sınırlar. Mukavemet çok düşük sıcaklıklarda (özellikle donma noktasının altında) arttırılabilir. Çelik,% 0.1 kadar içeriğe sahip zirkonyumu içerecek şekilde daha küçük tanecik boyutlarına sahip olacak ve kırılmaya karşı direnç gösterecektir.
Kaynaklar: SubsTech. Maddeler ve Teknoloji. Alaşım Elementlerinin Çelik Özelliklerine Etkisi. (www.substech.com) Chase Alaşımları. Alaşım Elemanlarının Çelikte Etkileri. (www.chasealloys.co.uk)
Google + 'da Terence izleyin