Transcript for:
Demir ve Alaşımlar Üzerine Bilgi

bugün itibariyle metaller ve alaşımlara gireceğiz birazcık dökme demirleri ve çelikleri tanıyacağız öncelikli olarak metalleri ve alaşımları demir esaslı ve demir dışı olmak üzere iki sınıfta inceliyoruz Demir esaslı dediğimiz zaman daha çok çelikleri ve Pardon daha çok çelikleri ve dökme demirleri anlayacağız bunları birazdan konuşacağız ne olduklarını Demir dışı dediğimiz zaman da diğerlerini alüminyum bakır çinko titanyum Kurşun Kalay gibi Daha çok bunlar B grubu Olur tabii alüminyum hariç B grubu metaller biliyorsunuz tam arada yer alıyordu Bu yüzden ne çok elektron vermeyi ne de çok elektron almayı seviyorlardı Bu yüzden de biz bunları tercih ediyorduk zaten Çelik ve dökme Demirler de temelde Demir esaslıdır e Demir elementi de B grubunda bu çok önemli Çünkü diğer gruptaki elementleri çok rahat değerlendiremiyoruz kullanamıyoruz arkadaşlar hemen ya elektron alıyorlar ve kendi özelliklerini kaybediyorlar ya oksitleniyor vesaire vesaire Tarihte birçok örneği olmuş görüyorsunuz işte Samsun'da Atatürk heykelinden geçmişte yapılan Bakır işçiliği örneklerine kadar ve hatta tarihi savaş aletleri ve tarihi paralara kadar metal hep kullanılmış metallerin yapısına baktığımızda çok basit bir tanımla genelde elektron veren veren parlak renkli elementler olduğunu söyleyebiliriz Demin de konuştuğumuz gibi B grubu elementler en fazla kullanılan elementlerdir diyoruz yani 1A grubu 2A grubu veya işte sonraki gruplar çok fazla tercih edilmiyor çok nadiren tercih edilebiliyor Yani bir yanlış hatırlamıyorsam 4A'da Kurşun ve Kalay var onlar kull onlar kullanılabiliyor onun har çok fazla kullandığımız metal yok alışım dediğimiz zamansa genellikle iki veya daha çok metalin karışımını anlıyoruz ama bunların fiziksel karışım olması önemli baktığımızda Bunlar ara yer ya da yer alan konumlarına yerleşiyorlar ve bir çeşit katı çözelti oluşturuyorlar diyoruz en güzel örneği aslında burada Eee lehim kurşunla kalayın Aslında karışımından oluşan bir alaşım elektronik işlerinde çok fazla kullanılır Her ikisi de yer alan bölgesine yerleşir yani ana bölgelere yerleşir lati bunun haric bir de paslanmaz Çelikler var Bu da çok kullanılıyor paslanmaz çeliklere baktığımız zaman her şeyin olduğunu görüyoruz mesela Karbonun ara yer yani küçük konumlara yerleştiğini krom ve nikelin ise yer alan yani büyük atom konumlarına yerleştiğini görüyoruz kristal yapıda Demir ise zaten ana element oluyor bu sayede o alaşımın ya da malzeme diyelim niteliklerini özelliklerini geliştirmiş oluyoruz burada Bununla ilgili alaşımlama örnekleri var Eee mesela Birincisinde yer alan alaşım örneği vermişiz demin dediğim gibi lehim değil mi Kurşun ve Kalay veya pirinç yine Mimar restorasyondan tutun günümüzdeki Mühendislik uygulamalarına kadar çok fazla kullanılır yine bronz ilk bulunan alaşımdır Aslında bakırla kalayın karışımı Bunların hepsi yer alan alaşım örneği yani kristal yapıda atom çapları Bunların birbirine yakın olduğu için gördüğünüz gibi aynı konumlara yerleşiyorlar ama karışıklar tesadüfi yani Net bir yerleri yok zaten net bir yerleri olursa bu tarz alaşımlara düzenli alaşım diyoruz ya da intermetalik diyoruz bunların incelemesi çok farklı Onlar daha çok bileşik gibi davranıyorlar yani çok alışım gibi davranmıyorlar bir de arayer alışım örneği var Bunlar da genellikle bakın Şuradaki küçük boşluklar yerleşiyor en güzel örneği çeliktir burada Şunların Demir olduğunu şu Aşağıdakilerin de karbon olduğu söyleyebiliriz yine Bununla ilgili Home Rotary kurallarından bahsetmek mümkün ama onu bu dste işlemeyeceği zaten hatalar bölümünde incelemiştik yine yer alan arayer alaşım örneği var karışım Burada da gördüğünüz gibi demir krom nikel demin konuştuğumuz gibi böyle yerleşiyor yani ana yer ya da yer alan konumlarına birbirine yakın atom çapına sahip elementler yerleşiyor küçük olana da karbon yerleşiyor şuralara da karbon yerleşmiş şimdi ilk bölümde birazcık Demir esaslı metallere bakacağız Hani çeliklere ve dökme demirlere bakacağız sonraki bölümde Demir dışı metallere bakacağız Tabii demiri anlamak için öncelikli olarak üretimine bakmamız gerekiyor incelediğimizde Cevher kireç taşı ve kokla üretildiğini görüyoruz yani ne yapılıyor Demir ceyfer alınıyor Ondan sonra bunu kokla ve kireç taşıyla karıştırıyoruz ve üretiyoruz cerin temel amacı buradan demiri bize vermesi değil mi bu işte Demir oksit Demir ya da sülfatlı e bileşikler olabiliyor buradan demiri çekmeye kurtarmaya çalışıyoruz kireç taşı cevherde bulunan metal olmayan kısımları alan taraf yani temizleyici gibi davranıyor ve sıvı metali sıvı metali curuftan yani işe yaramayan kısımdan ayırıyor bakın burada not almışız zaten curuf dediğimiz şey eee metal ergy harc istenmeyen kısımdır demişiz kok kok dediğimiz şeyse ısıtma aslında yani bize ısıyı reaksiyon için gerekli ısıyı sağlıyor Siz birazcık ısı veriyorsunuz bu çok daha fazlasını veriyor size kok dediğimiz şey kömür Aslında değil mi yani koklaştırma kömür yüksek kalite kömür anlamına geliyor buradaki bütün espri redükleme aslında yani ne oluyor buradaki karbon buradaki karbon demirin içindeki oksijeni arkadaşlar çalıyor ve ortaya Demir çıkıyor tabii burada önemli bir durum var Biz her ne kadar böyle pratik olarak kağıt üzerinde anlatsak da ortaya çıkan ürün hiçbir zaman saf Demir olmuyor saf Demir içerisinde hala çözülmüş bir sürü element oluyor yani Reaksiyon sonunda saf Demir elde edilmez oluşan ürüne Biz pik Demir diyoruz pik Demir ve bu % 095 saflığında Demir içerir bizim sonrasında bunu birazcık daha saflaştırmada da e azaltmamız gerekiyor içinden çalmam gerekiyor genellikle çok daha fazla ortaya çıkan ürüne Çelik diyoruz ama bu kadar saflaştırma işlemine girmez de daha pratik uygulamalar için kullanırsak oluşan ürüne sıklıkla dökme demir deniliyor Bu tipik bir yüksek fırın Yani bu reaksiyonları oluşturduğumuz fırının şematik gösterimi diyebiliriz işte üstten yüklemeleri yapıyorsunuz buradan yüklemeleri yapıyorsunuz oldukça da büyük bir fırınd Türkiye'de de var Karabük'te burada her şeyi koyuyoruz kireç taşını vesaire orta yani şuralarda arkadaşlar reaksiyonlar gerçekleşiyor Ondan sonra da en aşağıdan ürünleri alıyoruz bakın şurada iki tane bölge var Şurayı çiziyorum şurada iki tane bölge var üst üste birinci bölge Üst taraf curuf bölgesidir buradan curuf alınır bakın Şuradan şuradan curufu alıyorsunuz şöyle curuf daha hafiftir işte silisyum vesaire ağırlıklıdır artık vardır yani o yüzden hafif olduğu için yukarı çıkar aşağı kısımdan yani şu kısımdan karaladığım kısımdan metal alırız sıvı metali alırız Buna da mat ismini veriyoruz Tamam mat yani alttan mat üstten curuf alıyorsunuz özet Böylece ayrıştırması Durmaz devamlı çalışır Çünkü durduğu anda bu genleşmeli le çeliğin dış kısmı ve refrakteri koruyucu kısmı parçalanacaktır bu istediğimiz bir şey değil arkadaşlar Tamam Burada tabii biton gaz da çıkıyor o gazlar da tehlikeli bu gazların da mutlaka toplanması gerekiyor baktığımızda şematik olarak yani görüntü buna benziyor fırın bakın insanın boyutu şu kadar değil mi Şöyle bir boyuta sahip Ama fırın çok çok büyük alttan da şuradan da mat çıkmış arkadaşlar şuradan da gördüğünüz gibi mat çıkmış çelikleri ve dökme demirleri sınıflandırdı mız zaman genellikle karbonla ilişkili bir durum olduğunu görüyoruz Yani eğer % 2'ye kadar ağırlıkça karbon varsa ortaya Çelik çıkıyor ki % 2 bile çok yüksek bir oran yani çok düşük tutmaya çalışıyoruz biz bunu % N1 0.2 civarı Bazen % 0.4 en fazla tutmaya çalışıyoruz dökme Demirler ise % 2'den daha fazla karbon içerir genel bakın oranlar çok düşük farkındaysanız yani % 198 demir var aslında ama % 2 % 4 bizim bütün özelliklerimizi değiştiriyor bu önemli karbon kendiliğinden çok sert bir element olduğu için ve kristal yapıya girdiğinde Demir atomların hareketini engellediği için yapıyı gevrekleşme mekanik deformasyon esnasındaki hareketini zorlaştırır yani dislokasyon hareketini engellersiniz Biz genellikle dökme demirleri Taşıyıcı ürünlerde mimari yapılarda çok fazla tercih etmiyoruz daha çok çeliği tercih ediyoruz Aynı şekilde makine mühendisli uygulamalarında da benzer durum geçerli burada çok kısa çeliklerin avantaj ve dezavantajlarından da bahsedebiliriz en önemli avantajları yoğunlukları diğer malzemelere göre nispeten yüksek olsa da mukavemet daha yüksek olmasıdır Yani bunu kolaylıkla kompanse eder ki buna zaten spesifik mukavemet de diyoruz Yani normal mukavemetini malzemenin yoğunluğuna bölersek burada spesifik mukavemetini buluruz Hatta şurada spesifik yapalım şöyle s koyalım yani bu değeri oldukça yüksektir çeliklerin Bunun harici mekanik özellikler açısından gayet yüksek rijitliği sahip derken aynı zamanda dayanım ve tokluk da sağlarlar biliyorsunuz rijitlik de tokluğu aynı anda bulmak genellikle zordur ama Çelikler Özellikle bazı sınıfları bunu çok iyi sağlar süneklik deri yüksektir kırılmadan önce kendilerini kolaylıkla belli ederler ki Örneğin yumuşak E çeliklerde yani düşük karbonlu i çeliklerde % 25'e kadar süneklik değeri elde edebiliyoruz yani şekil değiştirme kabiliyetleri var Bu da kırılmaya karşı Önceden bize uyarı verir yani herhangi bir Çelik malzeme akma bölgesini geçtiği zaman yavaş yavaş size uyarı verir Siz do oradan derseniz ki Tamam bu malzeme kırılıyor Ben bunu değiştireyim dersiniz yine çeliklerin en büyük avantajı neredeyse birçok şekilde şekillendirilebilir türlerine göre Örneğin çok düşük karbon Çelikler rahat kaynaklanır yüksek karbonlu Çelikler veya dökme Demirler diyebiliriz belki kolaylıkla dökümle şekil alabilir Hatta döküme uygun çik çeşitleri de vardır onlar da aynı şekilde kolay dökülür mekanik şekil verme açısından müthiştir l e dövme haddeleme her türlü ürünü neredeyse üretebilirsiniz Sadece dikkat etmemiz gereken burada malzemenin içeriğidir karbon oranı ve diğer alaşım elementlerdir