Demir Olmayan Metaller Nelerdir? – Hafif Metaller

Ağır metallerle ilgili yazımızdan hatırlayacağınız üzere, demir hariç bütün saf metallere ve demir miktarı muhteviyatında ki en büyük payı oluşturmayan bütün alaşımlara, “demir olmayan metaller” denir. Demir olmayan metaller de kendi yoğunluklarına göre, “ağır metaller” ve “hafif metaller” olarak iki gruba ayrılır.

Hafif Metaller

Özgül ağırlığı beşten aşağı olan metallere verilen genel isimdir. Alüminyum, magnezyum, titan, potasyum ve sodyum hafif metallere örnek olarak verilebilir.

Alüminyum (Al) ve alüminyum alaşımları: Çeliğin yoğunluğunun, yaklaşık olarak 1/3’ü değerinde bir yoğunluğu olan, gümüş beyazı renginde bir metaldir. Bir metal ne kadar saf olursa, onun mukavemeti o kadar az, fakat şekil değiştirilebilirliği o kadar kolay olur. Soğuk işlerken sertleşmesi (haddeden geçirme, çekme, basma, çekiçleme) suretiyle, yaklaşık 80N/mm²lik saf alüminyumun mukavemeti, 200N/mm²nin üzerine çıkarılabilir. Alüminyum, ısıyı ve elektrik akımını çok iyi iletir. Parlatma işlemine tabi tutulmuş olan alüminyum parlak, ışığı ve elektro-manyetik dalgaları yansıtır.

Alüminyumun kimyevi değerleri

Alüminyum, sıhhi bakımdan mutfak eşyası olarak kullanıldığında Alzheimer hastalığına yol açtığı bilinmektedir.

Saf Alüminyumun Özellikleri

Alüminyum alaşımları: Magnezyum, bakır, silisyum, çinko, mangan ve kurşunun az miktarda katkıları ile alaşım yapmak suretiyle, alüminyumun mukavemet, korozyona karşı dayanıklılık, dökülebilirlik ve işlenebilirlik özelliklerine geniş ölçüde tesir edilir.

Alüminyum için alaşım metalleri değerleri

Bakır-çinko ve manganez–silisyum-payları olan alüminyum alaşımları sertleştirilebilir. Sertleştirilebilen alüminyum, yoğurma alaşımları ısıl işlem sayesinde 600 N/mm²ye kadar bir mukavemete sahip olurlar. Sertleştirilemeyen alüminyum, yoğurma alaşımları bilhassa deniz suyuna karşı dayanıklıdır.

Sertleştirilebilen alüminyum döküm alaşımları, korozyona karşı dayanıklı olup, kaynak edilebilir ve aşınmaya karşı çok dayanıklıdır. Sertleştirilemeyen alüminyum döküm alaşımları, çok iyi dökülebilirler, korozyona dayanıklıdırlar ve iyi talaş kaldırarak işlenebilirler.

Alüminyum ve alaşımlarına bilhassa soğuk olarak iyi şekil verilir. Bükme esnasında geriye yaylanma, çeliğe göre, yaklaşık üç defa daha büyüktür.

Talaş kaldırma işlemi sırasında, kesici uçta yığılma olayının meydana gelmesinden kaçınmak için, yüksek kesme hızları ile çalışılır. Talaş kesitinin büyük olabilmesi için, takımların talaş açısı ve ilerleme hızı büyük seçilmelidir. Hemen hemen bütün birleştirme usulleri tatbik edilebilir. Koruyucu gaz altı kaynağı (MlG ve WlGusulleri) sayesinde, kusursuz kaynak dikişleri yapılır. Kullanılması, alüminyum, uygulamada metalik malzeme olarak, çelikten sonra, ikinci sırada yer almaktadır. Alüminyum ve alaşımları çok yönlü uygun özelliklere sahip olduğundan, uygulama alanları geniştir.

Ulaşım: Demiryolu vagonları, taşıtlar, uçaklar, gemiler, halatlı havai hatlar.

Yapılar: Çatılar, cepheler, ayırıcı cidarlar, kaplamalar, kapılar, pencereler.

Ambalaj: Folyolar, tüpler, kutular, güğümler, kovalar, fıçılar, sandıklar.

Elektroteknik: Serbest hatlar, kablolar, kondensatörler, pano elemanları, aydınlatma armatürleri.

 Ev eşyası: Mutfak takımı, cihazlar, el sanatları.

Hassas mekanik ve optik: Fotoğraf ve ölçme cihazları, büro makineleri.

Metal yapılar: Hol (hangar) konstrüksiyonları, direkler, köprüler, krenler (vinçler),silolar.

Kimya sanayi ve aparat yapımı: Kaplar, eşanjörler, kurutucular, boru tesisat hatları, boya maddeleri.

Magnezyum (Mg) ve magnezyum alaşımları

Tabiatta sadece kimyevi bileşik halinde mevcut bulunan, gümüş grisi renginde bir metaldir. Magnezyum talaş ve toz halinde iken beyazdır. Açık renkte parlak bir alevle yanar. Sanayide kullanılan en hafif metaldir. Saf magnezyum (en az % 99,8), az olan mukavemetinden ve kendisine has yanabilirlik özelliğinden dolayı konstrüksiyon malzemesi olarak kullanılmaz. Ham demirin kükürdünün alınmasında, organik bileşiklerin elde edilmesi için kimyevi reaksiyon maddesi ve alaşım katkı metali olarak kullanılır (örneğin alüminyum alaşımlarında olduğu gibi).

Mukavemetin, sertliğin ve korozyona karşı dayanıklılığın artırılması için, magnezyum ile alüminyum, çinko ve silisyum alaşım yapılır.

Magnezyum-yoğurma alaşımları, ortalama mertebedeki bir mukavemete ve genleşme değerine ve iyi bir sürekliliğe sahiptir. Makine yapımında, profilli saclar, kaplamalar ve hafif yapı parçaları olarak kullanılır.

Bükülen veya dövülen parçalar, 180 º C 300 º C’nin üstünde ısıtılırlar. Talaş kaldırmak suretiyle yapılan işlemler, yüksek kesme hızı (500…..3000 m/dakika) ile sağlanır. Kesici takımların soğutulması için, içerisinde su bulunmayan soğutucu maddelerin kullanılması gerekir.

Yanan magnezyum talaşlarının sadece kuru gri döküm talaşları ve kuru kum ile veya D-yangın sınıfına ait yangın söndürme cihazları ile söndürülmesine izin verilir, fakat su ile söndürülmesine izin verilmez.

Titan (Ti) ve titan alaşımları

Yüksek mukavemeti büyük sertlik değeri ve sıkılığı olan gümüş beyazı renginde, hafif bir metaldir. Korozyona yüksek sürekli esnemeye ve 500 º C’ye kadar ısıya karşı iyi derecede mukavemete sahiptir. Titan, yukarıda işaret edilen kendine has iyi özelliklerinden dolayı, tıp teknolojisinde implant (vücuda yerleştirilen doku parçası, ilaç veya radyoaktif madde) malzemesi olarak kullanılır.

Titan alaşımları: Tamamı % 20’yi geçmeyecek şekilde, alüminyum, vanadyum, molibden, kalay, zirkonyum, bakır ve demirin alaşım malzemesi olarak katılmasıyla saf titanın mekanik özellikleri önemli ölçüde iyi yerleştirilebilir. Bu alaşım yapıldığı takdirde, çekme mukavemeti 540 N/mm² – 1320 N/mm² arasında oluşur. Örnekler: TiAl6 Sn 2, Ti Al 7 Zr 12, Ti V13 Cr 12 Al 3, TiV 8 Fe 5 Al 1, TiAl 6 V4,TiAl 6

Titan ve titan alaşımları, büyük talaş derinliklerinde, orta ilerleme hızları ve düşük kesme hızları ile talaş kaldırılarak işlenirler. Titan tozu ve titan talaşları kolaylıkla yanabilir; magnezyumda olduğu gibi aynı emniyet tedbirlerinin alınması gerekir. Soğuk olarak şekil verme, sadece ergitme tavı durumunda mümkündür. Sıcak olarak şekil verme işlemi, 250″C ila 350″C ‘de iyi bir şekilde tatbik edilebilir.

İş parçalarının yüzeyi kurşun kalemle çizilmemelidir, çünkü titanın karbonla (kömür ile) reaksiyona girmeye karşı eğilimli oluşu, malzemenin gevrek olmasına yol açar. Titan sertleştirilebilir ve özel yöntemle kaynak edilebilir.

Titanın kimyevi değerleri

Titan ve titan alaşımları, düşük ağırlıklı, büyük mukavemet, sıkılık ve ayrıca yüksek, termik ve kimyevi dayanıklılık gerektiren yapı elemanları için kullanılır.

Esas uygulama alanı, rotorlar, ışınlayıcı ünite parçaları, iç yapı parçaları, korozyona ve ısıya dayanıklı kaplamalar, taşıt şaseleri ve antenler ile titan malzemelerinin kullanıldığı hava ve uzay teknolojisidir.

Kimyasal tesis yapımı olarak titan malzemeler, basınç ve reaksiyon tanklarında, soğutucu boru demetlerinde ve pompalarda kullanılırlar.