Demir Olmayan Metaller Nelerdir? – Ağır Metaller

Demir içermeyen metal ve alaşımlar da dahil olmak üzere, önemli miktarda demir içermeyen bütün alaşımlar, demir olmayan metallerden sayılır ve demir olmayan metaller olarak da bilinirler. Genellikle demirli metallerden daha pahalı, düşük ağırlık, iletkenlik ve korozyona karşı direnç gibi özelliklerden kaynaklı demir olmayan metaller kullanılır.

Demir olmayan metallerde en genel gruplama şu şekilde yapılabilir.

• Döküm alaşımları (Dökülebilir – Döküm yapılabilir alaşımlar); Alaşımların dökümü çok iyi yapılır ve akışkanlığı iyidir. Dökümde hacim kaybı azdır ve talaşlı imalatı çok iyidir.
• Yoğrulabilir ve şekil verilebilir alaşımlar; Çok soğuk ve sıcak işlenebilmekle birlikte, şekil verilebilirler. Çubuklar, saclar, borular, teller ve profiller imal edilirler.

Demir Olmayan Metalleri İşaretleme

Demir olmayan metaller, en yüksek paya sahip olan metal ismine göre, döküm alaşımı veya yoğurma alaşımı katkı maddesine göre işaretlenir.
Döküm alaşımlarının işaretlenmesinde ilk basamakta imalat ve kullanım hakkında tanıtıcı harfler bulunur. Bir bağ-çizgisini tertip hakkındaki ifadeler takip eder. Bundan sonra özel özellikler ve işlem ile ilgili konular hakkında kısa işaretler (harfler, sayılar) gelir.
Yoğurma alaşımlarında imalat ve kullanma hakkındaki işaretler mevcut değildir. Genellikle birleşimi oluşturan esas metalin kimyasal işaretinde genel olarak yüzde oranı yer almaz, bu takdirde en önemli alaşım katkı maddesinin işareti, payının büyüklüğüne göre, ilgili yüzde oranı değeri yazar.
Demir olmayan metaller, kendi yoğunluklarına göre, ağır metaller ve hafif metaller olarak iki gruba ayrılır.

Demir Olmayan Ağır Metaller

Özgül ağırlığı 4’ten büyük kimyasal elementlere ağır metal adı verilir. Ağır metalleri “çinko, bakır, alüminyum, krom, demir, manganez, kurşun, cıva, arsenik ve kadmiyum” gibi metaller oluşturur. Makine yapımında en sık kullanılan demir olmayan ağır metaller; wolfram, krom ve ayrıca altın, gümüş ve platindir. Ayrıca bakır, nikel, çinko, kurşun, kalay ve bu metallerin alaşımlarıdır.  

• Bakır (Cu) ve bakır alaşımları: Saf bakır yumuşaktır ve iyi genleşebilir. Yüksek ısı ve elektrik iletim kabiliyeti, gümüş ve altından sonra en yüksektir. Atmosferik etkilere karşı, korozyon bakımından dayanıklıdır.
• Bakır-çinko alaşımları (pirinç): Bakır oranının en az %50 olması gerekir, çünkü bakır oranının daha az olması halinde, alaşım teknik açıdan kullanılamayacak kadar gevrek olur. İşlenebilme ve kullanılma durumları alaşımda mevcut bulunan miktarlarına bağlıdır. İyi polisaj yapılabilir (parlatılabilir) olması ve korozyona karşı dayanıklılık sağlayan sarı metal renk, bakır çinko alaşımlarının dekoratif maksatlar içinde kullanılabilmesini mümkün kılar.
• Bakır-çinko döküm alaşımları bütün döküm metotları ile elde edilirler. Çekme mukavemeti; her terkibe göre, 200 N/mm² ile 800 N/mm² arasında, kopma uzaması % 4- % 35 arasında bulunur. Döküm parçalar çok iyi talaş kaldırılarak işlenir.

Alüminyum, demir, nikel, mangan, kalay ve silisyum katkılı bakır-çinko alaşımları, her terkibe göre çekme ve aşınma bakımından mukavim, fakat korozyona karşı dayanıklıdır. Bakır çinko alaşımları mikro teknikte, saat ve elektrik sanayisinde kullanılır.

• Bakır-kalay alaşımları (kalay bronzları): %83 ila %98 bakır, %2 ila %15 kalay ve bazen çinko, kurşun ve nikel de ihtiva ederler. Bunlar, çekmeye ve aşınmaya karşı mukavim olmaktan başka, korozyona karşı, bakır-çinko alaşımlarından daha fazla dayanıklıdırlar. Bakır-kalay döküm alaşımları ve bakır-kalay-çinko döküm alaşımları kendine has iyi kayma özelliğinden dolayı, yatak zarfları, milsomunları, sonsuz vida ve helisel dişli çarklar için elverişlidir.
• Bakır-kurşun ve bakır-kurşun kalay alaşımları: Çok iyi kaydırma özelliklerine sahiptir. Bu yüzden tercih edilen yatak malzemeleridir. Kurşun, yatak malzemelerine iyi bir özellik sağlar. Bunlar, makine ve taşıt yapımında kaymalı yatakların imalatı için kullanılırlar.
• Bakır-alüminyum alaşımları: iyi bir çekme mukavemetine, büyük sıkılığa (özlülüğe) ve iyi korozyon mukavemetine sahiptir. Az miktarda Fe, Ni ve Mn katılması, çekme mukavemetini, 850 N/mm²‘nin üzerine çıkarır. Bundan dolayı en yüksek taleplerin karşılanması için Cu Al 11 Ni’ den imal edilmiş olan helisel dişliler ve sonsuz vida dişlileri, ayrıca kaymalı yataklar yapılır.
• Bakır-nikel alaşımları: % 40 ila % 45 nikel ihtiva eder. Bunlar korozyon bakımından en dayanıklı olan bakır malzemelerden sayılır ve gümüş ihtiva eden kendi yüzeylerinden dolayı, metal vazo ve sofra takımı gibi dekoratif eşyalar için işlenirler.

Cu Ni 25, uzun süre kullanıldıktan sonra bile kendine has açık gümüş rengini koruyan, madeni para malzemesidir. Alaşım, en ince kabartmaların keskin şekilde teşkil edildiği sertlik, biçim ve ölçü tamlığı bakımından uygun olan madeni paraların imal edilmesini mümkün kılar. Bina ve gemi yapımında bakır-nikel alaşımları, kaplama ve giydirme elemanları olarak kullanılır. Elektro-teknikteki kullanımı direnç telleri, kimya tesisleri yapımında ise, ince Cu-Ni-altlıklı çelikten yapılmış kaplama saclarıdır.

• Nikel (N) ve nikel alaşımları: İyi parlatılan gümüş beyazı renginde bir metaldir. Yüksek mukavemet ve genleşme kabiliyetine sahip olup, yaklaşık olarak 365º C’ye kadar ferromagnetik özelliğindedir. Ayrıca birçok etkili kimyevi maddelere karşı korozyon bakımından mukavemete sahiptir.

Nikel soğuk olarak iyi şekillendirilir, kaynak edilebilir, yumuşak ve sert lehim yapılabilir. Talaş kaldırılarak işlenmesi mümkün değildir. Galvanik kaplamalar için ve ayrıca kimya endüstrisinde saf ve alaşım katkı metali olarak kullanılır. Yüksek mukavemetten ve elastikiyetten dolayı, Ni Be 2 yayların ve diyaframların (membranların) yapımında kullanılır.Ni Cu 30 Fe (Monel metal), kimya sanayindeki aparatlar için, özellikle korozyon tehlikesine maruz kalan iş parçaları için ve uçak yapımında perçin malzemesi olarak kullanılır. Krom-nikeI-molibdenli-çelikler yüksek ısıya ve korozyona karşı dayanıklıdır.

• Çinko (Zn) ve çinko alaşımları, saf çinko, mavi-gümüş renginde parıldayan bir metaldir. Bütün dayanıklı metaller arasında en fazla ısıl genleşme katsayısına sahip olanıdır. Saf çinko açık hava etkilerinden korunmak amacıyla korozyona karşı koruyucu çinko karbonattan meydana gelen dayanıklı bir tabaka ile kaplanır. Kuvvetli asitlere ve tuz eriyiklerine karşı korozyon mukavemeti azdır. Çözülmüş çinko bileşikleri zehirlidir.

Çinko alaşımlama metali olarak kullanılmaktan başka, çeliklerin çinko ile kaplanmasında olduğu gibi, demir malzemelerin korozyona karşı korunması için de kullanılır. Çinko alaşımları tercihen Al ve Cu katkı maddelerini ihtiva eder ve bilhassa basınçlı döküm için elverişlidir.

• Kurşun (Pb) ve kurşun alaşımları: Büyük bir yoğunluğu olan, mat grisi renkte bir metaldir. Birçok kimyevi maddelere karşı, bilhassa sülfürik aside karşı, korozyon bakımından dayanıklıdır. Röntgen ışınlarını ve radyoaktif ışınlamayı emer ve iyi bir ısı-elektrik akımı ileticisidir. Birçok kurşun bileşikleri çok zehirlidir (koruyucu talimatlara mutlaka uyulmalıdır). Kurşun bileşikleri, korozyondan koruyucu madde (kurşun sülyeni) olarak ve cam eşyaların (kurşun kristali) imalatında kullanılır.

Kalay (Sn) ve kalay alaşımları: Çevresel etkilere karşı korozyon bakımından dayanıklı olan gri, gümüş beyazı bir metaldir. Düşük sıcaklıklarda kalay, gri toz halinde parçalanabilir (kalayın 13 º C’nin altındaki sıcaklıklarda uzun süre saklanması esnasında toz haline gelerek parçalanması). Kalay, düşük bir ergime noktasına sahiptir (232 º C). Endüstride konserve kutuları için, ince çelik sacların yüzey kaplama metali (beyaz sac) olarak ve alaşım katkı metali olarak kullanılır.

• Alaşım metalleri: Ağır Alaşım metalleri çok yüksek sıcaklıklarda ergiyen ve düşük sıcaklıklarda ergiyen metaller olarak, gruplara ayrılır.
• Asal (soy) metaller: En önemli asal metaller, gümüş, altın ve platin’dir. Diğer asal metaller, havadan ve birçok kimyasal maddelerden, özellikle birçok asitlerden dahi etkilenmezler. Bundan dolayı onlar, süs eşyası ve madeni para yapımında kullanılırlar. Teknolojide gümüş ve altın, elektrik temas malzemesi olarak; platin ise, termo elemanları koruyan boruların ve en fazla paslanma ve çürümeye maruz kalan kimyasal kapların üretilmesinde kullanılır.

Çelik çeşitleri nelerdir? başlıklı blog yazımıza gidebilir ya da Kesici Takımlar Blogumuza dönebilirsiniz.