Alaşım Nedir?
Metal ya da ametal bir elementin başka bir element ile birleşmesiyle oluşan ve metal karakterizasyonuna sahip homojen bileşiğe alaşım denir. Alaşımlar kendini oluşturan metalin özelliklerinden farklı özelliklere sahip olurlar.
Alaşım Elementlerinin Sfero Üzerindeki Etkileri:
KARBON:
Sfero üzerine alaşım elementlerinin etkileri içinde en önemli faktör Karbon alaşım elementidir.Karbon SFERO (Küresel Grafitli Dökme Demir)’de grafit-karbür oranı üzerinde en büyük etkiyi gösterir ve grafit oluşumunu hızlandırır. Yapının serbest karbür ihtiva etmesini de önler. Bu nedenle alaşım elemanlarının % 8yüzde) miktarları sınırsız olarak arttırılmaz. Karbonun Magnezyum la aşılanmış sıvı demir içerisindeki çözülmesi sınırlıdır.
SFERO demirde küresel olarak şekillenen karbon iyi çekme dayanımı ile yüksek SÜNEKLİK kazandırır. Küresel grafitli dökme demir hacminin yaklaşık olarak %10’u kadar grafite sahiptir. Çekme özellikleri ise aynı sertliğe sahip çeliğe %15 miktarı kadar yakındır.
SFERO ’nun meyli vardır. Karbon miktarının artması yapıdaki FERRİT miktarını arttırır. Sonuçta çillenme azdır. Aynı zamanda karbon miktarının artması çekme ve besleyici gerekliliğini azaltır. Bununla birlikte karbon miktarının artımı ile oluşan grafitler döküm üst yüzeyine doğru verilmiştir. Ancak bu istenmeyen grafik büyümesi dökme bileşimindeki toplam karbon ve silisyum % miktarının 0,31 sayısı ile çarpılmalarının toplanma ile elde edilen değerleri 4,3 ‘ten büyük olduğu zaman meydana gelir. Ancak bu uzun süre istediği için ince cidarlı (3 mm. ve daha aşağı) döküm parçalarında meydana gelmez.
SİLİSYUM:
Alaşım elementlerinin etkileri arasında en önemli etkilerden biri olarak da Silisyum etkisini sayabiliriz. Silisyum miktarının artması SFERO ’da çillenme meylini azaltır ve yapıdaki FERRİT miktarının artmasına sebep olur. Silisyum miktarının yükselmesi ile sertlik sorunu çözülmüş, FERRİTİN sertliği yükselmiş olur. Yüksek silisyum miktarı tamamen FERRİTİK yapının meydana gelmesiyle dökme demirlerdeki geçiş sıcaklığının yükselmesine sebep olur. Dökme demirlerin darbeye dayanıklı olması gereken yerlerde silisyum miktarı en yüksek olan tipleri kullanılır.
MANGANEZ:
Alaşım elementlerinin etkileri arasında Manganez’i sayabilriz. Manganez’in yüksek miktarı yapıdaki FERRİT miktarının azalmasına sebep olur. Dökümden çıktığı durumda yüksek küreleşmenin istendiği hallerde manganez miktarı alt sınırlarda bulundurulmalıdır. Fosfor küreleşmeye zarar veren bir elementtir. Birçok uygulamada fosfor miktarı maksimum %0,1 seviyesinde tutulmaya çalışılır. Ayrıca manganez perlit oluşumunu da hızlandırır.
MAGNEZYUM:
SFERO yani Küresel Grafitli Dökme Demir’de alaşım elementi olarak kalıcı Magnezyum miktarı kritik durum arz eder.
Üreticiler bu kalıcı miktarın %0,04 ile %0,07 arasında olmasını isterler. Düşük magnezyum miktarı küreleşmenin tam olarak meydana gelmesini önler. Ortaya iğne sel ve kurtçuk şeklinde grafit tanecikleri çıkar.
Önemli miktardaki magnezyum azlığı kuvvetli bir karbür dengeleyici gibi etki eder. Çillenme meyli artar ve katılaşma esnasında çekmeler meydana gelir. Yüksek miktardaki magnezyum, normal kükürt miktarında daha fala cüruf meydana gelmesine sebep olur.
Fazla magnezyum aşağıdaki dezavantajlara ve güçlüklere sebep olur.
1)Serbest karbür oluşturur.
2)Dökümlerde keskin köşelerin kırılgan olmasını sağlar.
3)Dökümlerde büzülmeyi arttırır.
4)Döküm malzemesinin kopma uzamasını düşürür.
5)Döküm bünyesinde fazla magnezyum cüruf hatalarının artmasına sebep olur.
6)Karınca tipi döküm hatalarına yol açar.
KÜKÜRT:
Alaşım elementlerinden olan Kükürt; sıvı metal içerisinde Magnezyum Sülfürü oluşturur. MgS ise grafit teşekkülüne engel olur. Böyle hallerde malzeme bünyesinde kükürt miktarı %0,2 ‘nin üzerindedir. Böyle durumda magnezyum miktarı arttırılmalı ya da daha iyisi ana malzeme bünyesindeki Kükürt ’ün düşürülmesi gerekir. Bu daha çok istenen bir durumdur. Fosfor miktarı %0,03’ün üzerinde çıktığı zaman mekanik özelliklerde bir hayli düşme görülür. Bilhassa kopma uzaması azalır ve sonuçta malzeme kırılganlığı artar. Çoğu normlarda azami fosfor %0,08 olarak tespit edilmişse de tercihen %0,03 civarında olmalıdır.
ALÜMİNYUM:
Alaşım elementlerinden biri olan Alüminyum aşılama mekanizmasında önemli rol oynar. Bu nedenle bütün SFERO yani küresel dökme demirlerin bir miktar Alüminyum içermesi arzu edilir. Magnezyum’ da olduğu gibi Alüminyumun da fazlası çok zararlıdır. Dökme demirin hava rutubetini ve kalıp yüzeyinden hidrojen gazının emilmesini kolaylaştırır. Ayrıca katılaşma tamamlandıktan sonra karınca oluşumuna sebep olur.
SERYUM:
Grafit oluşumunu zorlaştıran zararlı elementlerin etkileri Seryum ilavesi ile giderilir. Bu amaçla malzeme içerisine %0,003 Seryum ilave edilir. Küresel grafit teşekkül ettirme özelliğine sahiptir. Bununla beraber kimyasal kompozisyon veya eser elementler Seryum ilavesi için uygun değilse, bu element küresel grafit yapısının bozar. Bu durum ÖZTENİT küresel dökmelerde ve yüksek Karbon içeren veya Silisyumlu alaşım sız küresel grafitli demirlerden meydana gelir.
NİKEL:
Nikel, SFERO küresel grafitli dökme demirin bir alaşım elemanıdır. PERLİTİK yapıyı sağlar, çekme dayanımını arttırır. Isıl işlem yapılabilme kabiliyetini kazandırır. Nikel küreleştirme alaşımlarının ana elemanıdır.
Bir alaşım elemanının Nikel miktarı yetersiz olduğu zaman, TRETMAN fiyatını düşürmek için ana elemanı Silisyum olan alaşımlar kullanılır.
BAKIR:
Bakır alaşımlar küreleştirmeyi meydana getiren eleman gibi kullanılır ve Bakır’ın bulunması çekme dayanımı özelliklerini de iyileştirir. Bakır, küresel grafitli dökme demiri sertleştirme için yapılan ısıl işlem e karşı hassaslaştırılır.
Diğer Alaşım Elementlerinin Etkileri
Genellikle hurdadan gelen Titan, Kurşun, Kalay ve Arsenik gibi elementler küreleşme üzerinde olumsuz etki yaparlar ve bu yüzden en az seviyede bulunmaları sağlanmalıdır. Seryum ilavesi bu hurdadan gelen elementlerin zararlı etkilerini ortadan kaldırır. Krom miktarı genellikle en alt seviyede tutulur. Böylelikle çillenmeyi meydana getirmesi önlenmiş olur.
