ALAŞIM ELEMENTLERİNİN ÖTEKTOİD NOKTASINA ETKİSİ
Östenit oluşturucu elementler A1 (723°C) sıcaklığını düşürücü, ferrit oluşturucu elementler yükseltici etki gösterirler. Şekil 4’te gösterildiği gibi %12 Cr ve %0,4 C içeren ötektoid bileşiminde bir krom çeliği için ötektoid karbon çeliğinden daha yüksek östenitleme sıcaklığı gerekirken, %3 Ni’li çelik 700° C’nin altında östenitik hale geçer. Bu hususların A1 sıcaklığında kullanılan çelikler için büyük önemi vardır. Ötektoid nokta , %0,8 C oranında ve 723° C sıcaklıkta oluşur. Örneğin %5 Cr’lu çeliğin ötektoid noktası %0,5 C içeriğindedir. Tüm alaşım elementleri bu noktanın karbon konsantrasyonunu düşürler.
ALAŞIM ELEMENTLERİNİN MARTENSİTİN OLUŞTUĞU SICAKLIĞA ETKİSİ
Co hariç, tüm alaşım elementleri Ms ( martensit dönüşümünün başladığı sıcaklık ) ve Mf ( martensit dönüşümünün bittiği sıcaklık ) düşürürler. %0,5’den daha yüksek karbon içeren çeliklerin büyük bir çoğunluğunun Mf’leri oda sıcaklığının altındadır. Bu pratik olarak bir miktar dönüşmemiş östenit içerdikleri anlamına gelir. Aşağıda verilen bağıntıda bir alaşım elementinin yüzde konsantrasyonunu kullanmak suretiyle Ms saptanabilir. Bu bağıntı tüm alaşım elementlerinin östenit içerisinde çözünmeleri söz konusu olduğunda geçerlidir.
Ms = 561 - 474C – 33Mn – 17Ni – 17Cr – 21Mo..
Yüksek alaşımlı ve orta alaşımlı çelikler için Stuhlmann Ms için aşağıdaki bağıntıyı önermektedir.
Ms = 550 – 350C – 40Mn – 17Ni – 20Cr – 10Mo – 8W – 35V – 10Cu + 15Co + 30 Al..
Tüm alaşım elementleri arasından Ms’e en fazla etki eden karbondur.
ÇELİKTE ALAŞIM ELEMENTLERİ
Çelikte Karbon
En önemli alaşım elementi olup çeliğin özelliklerini tayin eder. Çeliğin oksitlerini giderir. Çelikte karbon element halinde değil Fe3C (demirkarbür) şeklinde bulunur. Bu sebepten dolayı karbon çeliği sertleştirir. Çeliğin elektrik direncini yükseltir.
Az karbonlu çelikler : %0,1< C < %0,2
Orta karbonlu çelikler : %0,2< C < %0,5
Yüksek karbonlu çelikler : %0,5< C < %2
Çelikte Manganez
Manganez her çelikte bulunur ve gayet üstün bir oksit giderici elemandır. Manganezli çelikler genellikle % 1’den fazla manganez ihtiva ederler. Manganez miktarı arttıkça çelikler östenik olurlar. Manganez çeliklerin dokusunu kabalaştırır. Isı işlemlerine karşı hassaslaştırır. Dönüşme hızını düşürür. Bu sebeple manganezli çelikler suda değil de yağda soğutulabilirler. Manganez çeliklerin çekirdeklerine kadar sertleşmesini sağlar. Manganez çelikleri yağ çelikleri olarak da adlandırılır.
% 12-13 Mn’li çelikler östenik çeliklerdir. Aşınmaya karşı büyük direnç gösterirler. Kesme ve işlemeye karşı dirençleri çok yüksek olur. Bu özellikleri sebebiyle kasaların ve hapishane parmaklıklarının yapımında kullanılır.
Bileşiminde % 1 oranında Mn bulunan çelikler sertleştirildikleri zaman ölçü değişimine uğramazlar. Bu sebeple de sıcak iş kalıp çeliği olarak kullanılırlar.
Çelikte Nikel
Nikel çeliğin dönüşme sıcaklığını düşürür. Karbür teşkil etmez. Kristalleri inceltir. Dayanımı yükseltmekten ziyade elastikiyeti yükseltir. Nikelli çelikler çekirdeğe kadar sertleşirler. Nikelli çelikler sementasyon çeliği olarak kullanılırlar. Otomobil endüstrisinde miller,sübaplar ve benzeri makine elemanları yapımında kullanılmaktadır.
Nikelli çelikler bakırla birlikte çeliğin korozyona mukavemetini artırır. Endüstride genellikle %1,5-5 oranında nikele sahip ise de özel maksatlar için çeliklere çok yüksek oranlarda nikel katılmaktadır.
Benzer özellikler vermesinden dolayı nikel yerine çeliklere daha ucuz olan Mn katılmaktadır. Sementasyon çeliklerinde %0,5-1,5 arası nikel bulunur. İçinde %22 Ni bulunan çelikler tuzlu su ve korozyona karşı dayanıklıdır. %24-32 Ni bulunan çelikler elektrik direnç telleri yapımında kullanılır. 0-100 °C sıcaklıklarda genleşmesi sıfır olan çeliklere İnvar Çelikleri denilir ve içinde %36-46 Ni bulunur. İnvar çelikleri labaratuvar ölçü aletleri yapımında kullanılırlar. Bileşimindeki C, Mn, Si oranı % 1’den aşağı olan ve %39-46 Nikelli çelikler porselen ve cam genleşmesine eşit genleşmeye sahiptirler. Planitit adını alan bu alaşım cam ve porselene lehimlenir. Platin yerine kullanılır.
Bileşiminde %34 Ni ve %5 Cr ile %2 Mn bulunan çelikler Elinvar adını alır. Esnekliği ve genleşme katsayısı sıcaklıkla değişmediği için saat yaylarının yapımında kullanılırlar ve mıknatıslanmaz. |