Alaşım Elementlerinin Çeliğe Etkisi Nedir?

Günümüzde yaygın olarak kullanılan çelik, %0,2 ile %2,1 oranında değişen karbon miktarı bileşiminden ve demir elementinin bir araya gelmesiyle oluşan bir alaşımdır. Çelikler sadece karbonlu olabileceği gibi, çeşitli özelliklerin oluşturulabilmesi için bazı alaşım elementleri içerir. Çeliğin içerisindeki alaşım elementleri, çeliğin yüksek ya da düşük alaşımlı olma oranını belirtir. Ayrıca çelik alaşımındaki karbon miktarları çeliğin sınıflandırılmasını sağlar.

Her alaşım elementi çelik üzerinde farklı bir etki bırakır. Krom, fosfor, nikel, vanadyum ve karbon gibi pek çok alaşım elementinin çelik üzerindeki etkileri ise şu şekildedir;

• • Karbon: Çelikte başlıca sertleştirici etkisi olan elementtir. Karbon miktarındaki her artış, çeliğin sıcak hadde mamulü veya normalize edilmiş halindeki sertlik ve çekme direncini artırır. Aynı zamanda esnekliğini, dövülme, kaynak edilme ve kesilme özelliğini zayıflatır.
  • Silisyum: Bütün çeliklerde bulunan bir elementtir. Silisyumlu çelikler, bileşiminde % 0,40 dan fazla silisyum olan çeliklere denir. Çelik dökümlerde mekanik direnci ve özgül ağırlığı artıran silisyum, çelikte bulunması halinde, esnekliği olumsuz etkiler. %14 arasında silisyum bulunan çelikler, kimyasal reaksiyonlara karşı dayanıklı olduklarından, bu durumdaki çelikler dövülemezler.
  • Wolfram: Çeliğin direncini artıran bir alaşım elementidir. Takım çeliklerinde, kesici kenarlar sertliğinin, kullanma ömrünün artmasını ve yüksek ısıya dayanmasını sağlar. Bu yönden hava çeliklerinde, takım çeliklerinde ve ıslah çeliklerinde, alaşım elementi olarak yaygın bir şekilde kullanılır. Wolframın bulunması çelikte belirli yüzdelere kadar kaynak edilebilme özelliğini geliştirici etkiler yapar. Çeliğe ilave edilecek her wolfram yüzdesi, çekme direncini ve akma sınırını 4 kg/mın²ye kadar artırır. Wolframın karbür meydana getirmeye karşı kuvvetli bir eğilimi olup, yüksek çalışma sıcaklığında, çeliğin menevişlenip sertliğini kaybetmemesini sağladığından, sıcağa dayanıklı çeliklerin imalinde tercih edilir.
  • Fosfor: Genel olarak çelikteki fosfor zararlı olarak bilinir. Yüksek kaliteli çeliklerde fosfor % si en çok 0,030 – 0,050 olarak tutulur.
  • Krom: Çeliğin dayanma özelliğini arttırır. Fakat, esnekliğini az denebilecek bir ölçüde olumsuz etkileyen bir alaşım elementidir. Çeliğin sıcağa direncini artırmakla birlikte tufal yapmayı önler. İçinde yüksek oranda krom bulunması; çeliğin paslanmaya ve aşınmaya karşı dayanmasını artırır. Krom, en dayanıklı karbürü meydana getirir. Çelikte her % 1 oranındaki krom yüzdesi artışına karşılık, çekme direncinde yaklaşık olarak 8 – 10 kg/mm² lik artış görülür.
  • Mangan: Çeliğin direncini geliştirmesiyle birlikte esnekliğini az miktarda zayıflatır, dövme ve kaynak edilme özelliğini ise arttırır. Manganın, sertlik ve direnci artıran özelliği, karbon miktarına bağlıdır. Manganın yüksek karbonlu çeliklerdeki etkisi, düşük karbonlu çeliklere oranla daha fazladır. Paslanmaya (korozyona) olan direncini geliştirir.
  • Nikel: Çeliğin direncini silisyum ve mangana kıyasla daha az artırır. Nikel, özellikle kromla birlikte çelikte bulunduğu zaman, sertliğin derinliklere inmesini sağlar. Krom nikelli çelikler paslanmaz, tufallanmaya ve ısıya dayanıklıdır. Düşük sıcaklıklarda, makina imalat çeliklerinin çentik direncini artırır. Islah ve sementasyon çeliklerinin direncini artırdığı gibi, ostenitik çelikler, paslanmayı ve tufallanmaya dayanıklı çelikler için, uygun bir alaşım elementidir.
  • Molibden: Çeliğin çekme dayanımını özellikle ısıya dayanıklılığı ile kaynak edilme özelliğini artırır. Yüksek molibdenli çeliklerin dövülmesi güçtür. Molibden, kromla birlikte daha çok kullanılır. Alaşımlı çeliklerde molibden; krom nikelle birlikte kullanıldığında, akma ve çekme direnci değerlerini yükseltir. Molibden kuvvetli karbür meydana getirdiğinden, hava ve sıcak iş çeliklerinde, östenitik pasa dayanıklı çeliklerde, semantasyon, ıslah çelikleriyle ısıya dayanıklı çeliklerin imalatında kullanılır.
  • Vanadyum: Çok düşük miktarlarda bile kullanıldığında çeliğin sıcağa direncini artırır. Vanadyum, alaşımlı makine imalat çelikleri tane imalatlarının ince olması ve mekanik özelliklerinin geliştirilmesi için kullanılır. Alaşımlı makine imal çeliklerinde bulunan vanadyum miktarı % 0,03 – 0,25 arasında değişmekle birlikte, çelik kesici uçlarının, daha uzun zaman keskin kalmasını sağlar. Çeliğin çekme dayanımını ve akma sınırı değerlerini artırır.
  • Kükürt: Çeliğin işlenebilme özelliğinin arttırır. Bu durum söz konusu olmadığı hallerde, istenmeyen yabancı maddeler olarak kabul edilen bir elementtir. Normal olarak kabul edilen miktar en fazla % 0,025- 0,050 arasındır. Kükürt çeliği kırılgan yapmakla birlikte haddelenmesini güçleştirir.

Alaşımlı Elementlerin Çeliğe Etkileri

Karışım elementlerinin çeliğe etkileri nelerdir? başlıklı blog yazımızı  da okuyabilir ya da Kesici Takımlar Blogumuza geri dönebilirsiniz.