imparator

ÇELİKTE ALAŞIM ELEMENTLERİ

Çelikte bulunan elementleri, yabancı madde ve katkı elementleri olarak tanımlamak mümkündür. Yabancı madde, genellikle çeliğin elde edilmesi esnasında hammaddeden çeliğe geçen ve arıtılmayan elementlerdir. Arzumuz dışında çelik içinde bulunurlar. Bunlar P, Si, S, Mn, O ve Azottur. Karbon çelikte daima mevcuttur ve çeliği çelik yapan en önemli elemandır. Alaşım elementleri ise çeliğe istenilerek katılan elementlerdir. Bazen yabancı madde olarak nitelediğimiz bir elementi de alaşım elementi olarak çeliklere katabiliriz.

Alaşım elementlerinin çeliklere kazandırdığı özellikleri şu şekilde sıralayabiliriz :

· Dayanımı artırmak
· Sertliği artırmak
· Sertleştirmeyi kolaylaştırmak
· Çekirdeğe kadar sertleşmeyi sağlamak
· Korozyona karşı dayanımı artırmak
· Mıknatıslanma özelliğini geliştirmek
· Yüksek sıcaklıklara karşı dayanımı artırmak
· Elektrik direncini değiştirmek
· Aşınma direncini artırmak
· Isı tesiri ile genleşmeyi değiştirmek

Çeliklerde alfa kafesinin gama kafesine dönüşmesinde ve özellikle aksine, yavaş soğumada karbon atomunun yer değiştirmesi için belirli bir süreye ihtiyaç vardır. Ani olarak soğutulan çelikte, karbon atomu gama kafesinden zamanında kurtulamayıp, dönüşümden sonra alfa kafesi içerisinde çevrili kalır. Oluşan bu zorunlu durum sertliği meydana getirir.

Çeliğe başka ana maddeler katıldığı durumda; yeni alaşım elementlerinin atomları bütün hacimsel kafeste dağılmış olacağından; karbon atomu dönüşme esnasındaki yer değiştirmesi için daha büyük zamana ihtiyaç duyar. Bu durum beraberinde sertlikte artışı meydana getirir.

Çelikte alaşım elementlerinin çeliklerin özelliklerine etkileri uzun süre tartışılmakta olan bir konudur. Örneğin kromun çeliğe sertlik, Nikel ve Manganezin ise tok bir özellik sağladığı varsayılan bir kuraldır.

Kromun çeliği sert ve aşınmaya karşı dayanıklı yaptığı hususu varsayılırken, şüphesiz %2 C, %12 Cr’lu takım çeliği göz önünde tutulmuştur. Çünkü bu çelik sertleştirildiğinde gerçekten sert ve aşınmaya karşı dirençli bir çelik özelliğini göstermiştir. Bununla beraber %10 C ve %12 Cr’lu çelik seçilirse sertleştirme sonrası elde edilen sertlik çok yüksek olmaz. Dolayısıyla kromun her iki halde sertliğe olan katkısı çok farklıdır.


Çelikler iç yapılarına göre feritik-perlitik, martenzitik, östenitik ve ledeburitik diye ayrılırlar.

Ferritik-perlitik çelikler olarak karbon çelikleri ve düşük alaşımlı çelikler sayılabilir. Tam anlamda perlitik çelik içinde sadece perlit billurları bulunan çeliklerdir. Perlit billurlarının yanında ferrit billurları bulunursa o zaman alt perlitik, alt ötektoid veya ferritik-perlitik çelikler oluşur.Ferritik çeliklerde ergime veya katılaşma noktasından adi sıcaklığa kadar hiçbir dönüşme olmaz.

Martenzitik çelikler ısıl işlemsiz, adi sıcaklıkta sertlik iç yapısı gösterirler. Bunlar sert ve kırılgan olup, güç işlenirler.

Östenitik çeliklerde gama-alfa dönüşmesi bulunmadığından sertleşme ortadan kalmaktadır. Bu yüzden bu çeliklerde tavlamanın bir rolü yoktur. Buna rağmen bu çelikler yüksek sıcaklıktan (1000° C -1050° C’den suda veya havada ) soğutularak östenit yapısının iyi olması sağlanır. Bu çeliklerin akma sınırı, dayanım ve sertliği düşük, buna karşılık uzaması yüksektir. Ayrıca bunlar manyetik değildirler.

Karbon miktarının artması durumunda farklı bir iç yapı olarak iri karbonlu taneler oluşur. Bunlar ana kütle içinde gömülerek çeliğe olağanüstü sertlik verirler. Böyle çeliklere ledeburitik çelikler denir. Karbon miktarı ne kadar çok artarsa karbür tanelerin miktarı o kadar çoğalır ve çelikte o kadar çok aşınmaya dayanıklı olur. Bu demirlerin dövülmesi çok zordur.