Metalurji & Malzeme Bilimi https://www.metalurjimalzeme.net Mühendislik ve Kalite Yönetim Sistemleri Thu, 12 Sep 2019 13:31:56 +0000 tr hourly 1 https://wordpress.org/?v=5.2.3 https://www.metalurjimalzeme.net/wp-content/uploads/2019/06/cropped-favicon-1-32x32.png Metalurji & Malzeme Bilimi https://www.metalurjimalzeme.net 32 32 Çeliğe Su Vermek Nedir ? https://www.metalurjimalzeme.net/celige-su-vermek-nedir/ https://www.metalurjimalzeme.net/celige-su-vermek-nedir/#respond Thu, 12 Sep 2019 13:31:56 +0000 https://www.metalurjimalzeme.net/?p=2694 Çeliğe Su Vermek Nedir ? Mekanizması Nasıldır ? Çeliğe su vermek insanlığın demir ile uğraştığı ilk çağlardan beri çok iyi bildikleri bir işlemdi. Bilimin bu kadar gelişmediği dönemde çeliğe su vermek işlemini bilen insanoğlu, bilim ve teknoloji geliştikçe bu olgunun çalışma mekanizmalarını da öğrenmiş oldu. Çeliğe su vermek aslında östenit fazına çıkmış demir alaşımı ( çelik ) hızla soğutarak sertleştirme işlemidir. Soğuma işlemi ne kadar hızlı olur ise sertlik miktarı da o ölçüde yüksek olacaktır. Çeliğe Su Vermek Çalışma Mekanizması Martenzit yazımızdan da hatırlayacağınız üzere çelik östenit fazında iken YMK – Yüzey Merkezli Kübik kristal yapısına sahiptir. Bu yapı demir

The post Çeliğe Su Vermek Nedir ? appeared first on Metalurji & Malzeme Bilimi.

]]>
Çeliğe Su Vermek Nedir ? Mekanizması Nasıldır ?

Çeliğe su vermek insanlığın demir ile uğraştığı ilk çağlardan beri çok iyi bildikleri bir işlemdi. Bilimin bu kadar gelişmediği dönemde çeliğe su vermek işlemini bilen insanoğlu, bilim ve teknoloji geliştikçe bu olgunun çalışma mekanizmalarını da öğrenmiş oldu.

Çeliğe su vermek aslında östenit fazına çıkmış demir alaşımı ( çelik ) hızla soğutarak sertleştirme işlemidir. Soğuma işlemi ne kadar hızlı olur ise sertlik miktarı da o ölçüde yüksek olacaktır.

Çeliğe Su Vermek Çalışma Mekanizması

Martenzit yazımızdan da hatırlayacağınız üzere çelik östenit fazında iken YMK – Yüzey Merkezli Kübik kristal yapısına sahiptir. Bu yapı demir karbon diyagramındaki A3 hattının üzerindeki kısımdır. Yaklaşık 910-920 °C’de bulunan bu yapı yavaş bir şekilde oda sıcaklığına soğutulduğunda YMK – Yüzey Merkezli Kübik yapıda bulunan karbon atomları difüzyon yolu ile dışarıya çıkarlar. Oda sıcaklığına inildiğinde ise kristal yapı HMK – Hacim Merkezli Kübik halini alır.

Eğer bu işlem yavaş değil de hızlı bir şekilde gerçekleşir ise, YMK – Yüzey Merkezli Kübik yapıda bulunan karbon atomları HMK kristal yapısına dönerken, kristal yapıdan difüzyon yolu ile çıkamazlar ve yapıda sıkışır kalırlar. Östenit fazdan ferrit faza dönüşüm esnasında şayet bu sıkışıklık meydana gelir ise yapıda bir gerilim oluşur. Bu gerilim de sertlik olarak malzemeye kazandırılır.

Karbon miktarı ya da soğuma hızı ne kadar arttırılır ise meydana gelecek sertlik de o oranda fazla olacaktır.

Çeliğe su vermek deyimini özetlersek, normal soğuma hızlarında östenit fazdan ferrit fazına dönüşüm olacak iken ( YMK – HMK Dönüşümü ) karbon atomları difüzyona zaman bulamayacağı için HMK oluşumu sırasında arada kalırlar. Bu nedenle oluşan yapı martenzit adını alır. Bu yapının kristal yapısı da HMT yani “ Hacim Merkezli Tetragonal “ yapıdır.

Çeliğe Su Vermek

Su Verme Esnasındaki Kristal Yapı Değişimi

Yukarıdaki dönüşümde görebileceğiniz üzere, en sağdaki yapı martenzit olup, demir atomlarının arasında ” C ” atomları bulunmaktadır. Bu da yapıyı kübik sistemden dikdörtgen hale getirmektedir. Yani yapı ” C ” atomları yüzünden biraz uzar ve sıkışır. Sertliği de meydana getiren olgu tam olarak budur.

Demir-Karbon Denge Diyagramları ve Sertleşme Mekanizması


Demir karbon denge diyagramları, çelik ve alaşımları ile ilgili her ne yapılıyor ise bakılması gereken diyagramların başında gelmektedir. Diyagrama bakıldığında yaklaşık % 0.8 C içeren nokta ötektoit nokta olarak belirlenmiştir. Ötektoit altı çeliklerde A3 hattının üstü, ötektoit üstü çeliklerde ise A1 hattının üstüne sıcaklık çıkarılıp çeliğe su vermek işlemi gerçekleştirilebilir.

Çeliğe su verme işleminin problemsiz bir şekilde amacına ulaşabilmesi için % C içeriğinin minimum % 0.2 olması gerekmektedir. Bu orandan düşük karbon var ise sertleştirme işlemi ne yazık ki başarısızlık ile sonuçlanacaktır.

Çeliğe su verme işlemi basit bir işlem gibi gözükse de usulüne uygun yapılmaz ise, istenen yapı elde edilemez ve dolayısı ile istenen malzeme özelliklerine de ulaşılamaz. Özellikle ötektoid üstü çeliklerde Acm hattının üzerine çıkılıp o sıcaklık değerlerinde bir müddet beklenir ise tane irileşmesi meydana gelebilir. Bu nedenle sıcaklık çok yüksek seçilmemeli ve A1 – Acm arasında kalınmalıdır.

Ötektoid altı çeliklerde su verme işleminde ise önceki paragraflarda bahsettiğimiz gibi A3 hattının yaklaşık 10 santigrat derece üstüne çıkmak yeterli olacaktır. Ancak; burada dikkat edilmesi gereken önemli bir husus vardır. Bu sıcaklığa ( 910-950°C ) çıkarılıp bekletilmeden hemen çeliğe su vermek işlemini yapar isek karbon homojen dağılmadığından yapının bir kısmı martenzite dönüşür iken bir kısmı ise dönüşemeden kalacaktır. Dönüşemeden kalan kısımlar yumuşak bir yapıya neden olacaktır.

Buradaki püf nokta, istenen sıcaklık değerine ulaştıktan sonra bir süre beklenmesidir. 910 °C’nin üstüne çıkılıp beklenmesi, yapıdaki karbon atomlarının homojen olarak yapı içerisinde difüze olmasına olanak sağlayacaktır. Beklendikten sonra çeliğe su verme işlemi yapılır ise, yapıda eşit oranda ” C ” atomu bulunacağı için sertlik her yerde teorik olarak bir birine yakın olacaktır.

TTT Diyagramı

çeliğe su vermek

İzotermal Dönüşüm Diyagramları

Yukarıdaki izotermal dönüşüm diyagramı incelenir ise, A1 hattının üstüne çıkarılmış ve tamamen östenitleştirilmiş bir yapı, eğer 1 saniye gibi bir süre içerisinde oda sıcaklığına soğutulur ise, ( kırmızı çizgi ) yapı tamamen martenzite dönüşerek sertleştirme işlemi başarı ile tamamlanmış olur. Ancak; eğer bu süre 30 saniye olur ise, yapıda beynit de oluşacağı için istenen sertlik değerlerine ulaşılamayacaktır.

Neden Çeliğe Su Vermek Denilir ?

Çeliğe su vermek terimi aslında, östenit fazına çıkarılmış malzemenin soğutulmasını ifade etmektedir ve genel bir kavramdır. Aslında soğutma işlemini tanımlamaktadır. Çünkü su verme olayı, gerçek suda olabileceği gibi, tuzlu su, yağ ya da havada bile olabilmektedir.

Burada önemli olan konu, malzemenin soğutulmasıdır. Hangi soğutma hızında hangi yapının oluşacağının bilinmesi de kullanım koşullarını belirlemektedir.

Çeliğe su verme işleminden sonra elde edilen yapı gevrektir ve çok serttir. Eğer kullanım sırasında çatlamalara neden olacak kadar sert bir yapı elde edilmiş ise, su vermeden sonra bir temperleme işlemi yapılmalıdır. Bu işlem ile birlikte elde edilen yüksek sertlik düşürülür ve yapı yumuşar. Dolayısı ile de tok bir yapı elde edilir. Temperleme – Menevişleme işleminden sonra malzemenin çekme dayanımı da bir miktar düşer.

Temperleme işleminde istenilen tokluk ve sertlik değerini elde edebilmek için sıcaklık ve bekleme süreleri belirlenmektedir. Bu sıcaklık 150 °C olabileceği gibi, 700 °C’ lere kadar çıkılabilmektedir. Tabi ki buradaki en önemli husus bekleme süresi ve soğuma hızıdır. Soğuma yavaş olmalıdır ki temperleme işlemi başarı ile sonuçlanabilsin.

Farklı Ortamlarda Soğuma Nasıl Yapılır ?

” Su Vermek “ tabiri çeliğin soğutulması ile alakalıdır. Yani daha önce de bahsettiğimiz gibi yağda, havada tuzlu suda bu işlem yapılabilmektedir. En yavaş soğuma havada gerçekleşirken en hızlı soğuma da tuzlu suda gerçekleşmektedir. Özetlersek yavaştan hızlıya doğru soğuma hızlar aşağıdaki gibidir ;

Hava ( En Yavaş ) – Yağ – Su – Tuzlu Su ( En Hızlı )

Yani en hızlı soğuma hızı tuzlu suda elde edilmektedir. Ancak; burada da dikkat edilmesi gereken bir konu vardır. Bu da soğuma işlemi sırasında malzeme yüzeyinde oluşan buhar filmidir. Buhar filmi, soğuma hızını düşürebilir. Bu filmin oluşmaması için soğutma banyoları karıştırılır. Karıştırma işlemi buhar filmi oluşumunu engelleyerek soğuma hızının düşmesini de engeller.

Konu ile ilgili faydalı bir video için aşağıdaki bağlantıyı inceleyebilirsiniz.

Kaynakça

https://en.wikipedia.org/wiki/Quenching

https://www.thebalance.com/what-is-the-definition-of-quenching-in-metalworking-2340021

https://www.sciencedirect.com/topics/materials-science/quenching

 

The post Çeliğe Su Vermek Nedir ? appeared first on Metalurji & Malzeme Bilimi.

]]>
https://www.metalurjimalzeme.net/celige-su-vermek-nedir/feed/ 0
Sementasyon Nedir ? https://www.metalurjimalzeme.net/sementasyon-nedir/ https://www.metalurjimalzeme.net/sementasyon-nedir/#respond Thu, 12 Sep 2019 07:32:41 +0000 https://www.metalurjimalzeme.net/?p=2687 Sementasyon Nedir ? Nasıl Uygulanır ? Sementasyon işlemi en basit tabir ile düşük karbon içeriğine sahip çeliklerin yüzeylerine karbon verilmesi ile sertleştirilmesi anlamına gelmektedir. Burada düşük karbon içeriğinden kasıt % 0.2 ‘dir. Çünkü pratik olarak % 0.2’den düşük karbon bulunması durumunda çelik yüzeyi su verme işlemi ile sertleştirilemez. Sementasyon, bir yüzey işlemi olarak anılabilir. Yüzeye uygun gaz atmosferi ve sıcaklıkta karbon yayındırılarak yağda soğutulur. Böylece malzemenin dış yüzeyi sert ve aşınmaya dayanıklı, iç kısımları ise dış yüzeye göre daha yumuşak ve darbe dayanımı yüksektir. Komple sert ve aşınmaya dayanıklı bir malzeme tercihi maliyetli olacağından, sementasyon işlemi ile sertleştirme yapmak maliyetleri

The post Sementasyon Nedir ? appeared first on Metalurji & Malzeme Bilimi.

]]>
Sementasyon Nedir ? Nasıl Uygulanır ?

Sementasyon işlemi en basit tabir ile düşük karbon içeriğine sahip çeliklerin yüzeylerine karbon verilmesi ile sertleştirilmesi anlamına gelmektedir. Burada düşük karbon içeriğinden kasıt % 0.2 ‘dir. Çünkü pratik olarak % 0.2’den düşük karbon bulunması durumunda çelik yüzeyi su verme işlemi ile sertleştirilemez.

Sementasyon, bir yüzey işlemi olarak anılabilir. Yüzeye uygun gaz atmosferi ve sıcaklıkta karbon yayındırılarak yağda soğutulur. Böylece malzemenin dış yüzeyi sert ve aşınmaya dayanıklı, iç kısımları ise dış yüzeye göre daha yumuşak ve darbe dayanımı yüksektir. Komple sert ve aşınmaya dayanıklı bir malzeme tercihi maliyetli olacağından, sementasyon işlemi ile sertleştirme yapmak maliyetleri düşüren bir uygulama olarak tercih edilmektedir.

Genellikle şanzıman parçaları, dişliler – çarklar, aktarma organları, rulman yatakları, el aletleri ve zincir imalatında kullanılmaktadır.

Sementasyon Nasıl Uygulanır ?

Sementasyon işleminin nasıl yapıldığını anlayabilmek için öncelikle demir karbon denge diyagramına bakmak gerekmektedir.

Sementasyon

Demir Karbon Denge Diyagramı

Yukarıda görülen demir karbon denge diyagramında, A3 çizgisinin üstündeki bir sıcaklıkta sementasyon işlemi gerçekleştirilmektedir. Sementasyon işleminin neden östenit sıcaklıklarda yapıldığını anlamak için yine demir karbon diyagramında ferrit ve östenit fazlarının yüzde ne kadar karbon çözdüğüne bakılmalıdır.

Dikkatle incelediğinizde, ferrit fazı % 0.025 oranında, östenit fazı ise %2.0 oranında karbon çözebilmektedir. Bu nedenle sementasyon işlemi, çeliğin östenit fazına çıkarılarak yapılır. Bu sıcaklık yaklaşık olarak 910 santigrat derecenin üstündedir ve sementasyon işlemi karbürleyici bir atmosferde gerçekleştirilir.

Karbürleyici atmosferler, katı, sıvı ya da gaz olabilmektedir. Katı ortam kömür, sıvı ortam sodyum siyanür, gaz ortam ise karbonmonoksit, karbondioksit ve metan gibi gazlar olabilmektedir. Burada ortam tercihi imalatçıya aittir. Kullanılan sertleştirici bileşenler aşağıdaki gibidir ;


Gaz Atmosferinde Yapılan İşlem

Sementasyon işlemi eğer gaz atmosferinde yapılacak ise, kullanılacak gaz karbonmonoksit olabilir. Karbonmonoksit gazı hidrojen veya azot ile karışım halinde bulunabilmektedir. Yüksek sıcaklığın da etkisi ile karbonmonoksit gazı karbonmonoksit ve karbon atomuna ayrışır. Bu ayrışma ortaya çıkan karbon atomu, çelik östenit fazda iken yüzeyden içeriye doğru yayılmaya başlar. Belirli bir mesafe yüzeyden karbon yayıldıktan sonra su verme işlemi yapılarak sertleştirme tamamlanmış olur. Su verme işlemi sonucunda çelik malzeme yüzeyinde martenzit yapı oluşur.

Uygulanan işlem süresi uzadıkça, yüzey sertleştirilme derinliği de arttırılmış olur. Süre ve sıcaklık değiştirilerek istenilen derinliğe kadar inilebilir. 0.2 mm’den 3 mm’ye kadar değişen bir derinlik elde edilebilir. Burada derinlik belirlenirken parçanın boyutu, geometrisi ve kullanılacağı yere göre karar verilmelidir. Büyük parçalarda genellikle 3 mm’ye kadar derine işlem uygulanabilmektedir.

Katı işleme göre gaz fazında işlem yapmanın avantajı, parça geometrisidir. Karmaşık şekilli parçalarda, delik veya ulaşılması zor yerlerde gaz fazı ile istenilen yere homojen bir yayındırma gerçekleştirilir.

Sementasyon İşleminde Dikkat Edilmesi Gerekenler


Bu işlemde malzemenin östenit fazında tutulma süresi ve sıcaklık büyük önem taşımaktadır. Gereğinden uzun süre tavlama işleminde tutulan malzemede tane büyümesi meydana gelebilir. Bu da istenmeyen mekanik özelliklerin ortaya çıkmasına neden olmaktadır.

Çok önemli olmayan parçaların kullanımında bir dezavantaj yaratmasa da, önemli parçaların imalatında tane büyümesi istenmeyen bir durumdur. Bu nedenle bu işlem sonucunda normalizasyon tavı uygulanarak çelik malzeme homojen taneli yapıya çevrilebilir. Normalizasyon işleminden sonra da malzeme yağda soğutularak yüzey yeniden sertleştirilebilir. Çünkü yüzeyde artık karbon miktarı fazla olacaktır ve sertleşebilme kabiliyeti de yükselmiştir.

Bir diğer dikkat edilmesi gereken konu ise, karbon miktarının istenilen değerin üzerine çıkmasıdır. İstenenden yüksek miktarda yüzey sertleşmesi olur ise, çatlamalar meydana gelebilir. Ayrıca parça geometrisinin farklı kalınlıklara sahip olması da bir diğer dikkat edilmesi gereken husus olarak görülebilir. Çünkü farklı kalınlıklar farklı soğuma hızlarına neden olabilir. Aynı parça üzerinde farklı soğuma hızları oluşması sertlik değerlerinin değişkenlik göstermesine sebep olur. Bu da hızlı soğuyan yerlerde aşırı sertlik artışına bağlı olarak çatlama riskini de beraberinde getirir.

Sementasyon İşleminin Malzeme Üzerinde Meydana Getirdiği Değişiklikler

Bu işlemin uygulandığı malzemeler üzerinde 3 farklı başlık altında değişikliğe uğrattığı bilinmektedir. Bu başlıklar mekanik, fiziksel ve kimyasal özelliklerin değişimidir.

Mekanik özellikler olarak, yüzey sertliğinin arttırılması, aşınma dayanımı iyileştirilmesi ve çekme ve akma dayanımının yükseltilmesi olarak sıralanabilir.

Fiziksel değişiklikler ise, çelik yapının tane yapısının büyümesi ve malzeme hacminin belirli bir oranda artmasıdır.

Kimyasal değişiklikler ise yüzeydeki karbon miktarının artması örnek gösterilebilir.

 

Kaynakça

https://www.wikizeroo.org/index.php?q=aHR0cHM6Ly9lbi53aWtpcGVkaWEub3JnL3dpa2kvQ2FyYnVyaXppbmc

https://www.miheuprecision.com/blog/carburizing-101

 

The post Sementasyon Nedir ? appeared first on Metalurji & Malzeme Bilimi.

]]>
https://www.metalurjimalzeme.net/sementasyon-nedir/feed/ 0
Katodik Koruma Nedir ? https://www.metalurjimalzeme.net/katodik-koruma-nedir/ https://www.metalurjimalzeme.net/katodik-koruma-nedir/#respond Mon, 09 Sep 2019 17:49:10 +0000 https://www.metalurjimalzeme.net/?p=2677 Katodik Koruma Nedir ? Katodik koruma yeraltına gömülü metalik yapıları korozyondan koruma amacıyla geliştirilmiş bir korozyondan koruma yöntemidir. Katodik koruma sistemi, sistemde oluşturulan veya sisteme dışardan verilen elektrik akımı yardımı ile korunacak yapıyı katot haline getirme prensibine dayanır. Diğer bir deyişle katodik koruma, normalde anot gibi davranan ve korozyona uğrayan bir metali katot gibi davranan ve korozyona uğramayan bir metal yaparak korozyonun önlenmesidir. Temel olarak, katodik koruma korozyon hücresindeki anotu önceden belirler veya diğer küçük korozyon hücrelerinin üstesinden gelmek için büyük bir korozyon hücresi oluşturur. Katodik koruma işleminde bu, iki temel yoldan biriyle gerçekleştirilir. Kurban Anotlu Katodik Koruma Katodik koruma

The post Katodik Koruma Nedir ? appeared first on Metalurji & Malzeme Bilimi.

]]>
Katodik Koruma Nedir ?

Katodik koruma yeraltına gömülü metalik yapıları korozyondan koruma amacıyla geliştirilmiş bir korozyondan koruma yöntemidir. Katodik koruma sistemi, sistemde oluşturulan veya sisteme dışardan verilen elektrik akımı yardımı ile korunacak yapıyı katot haline getirme prensibine dayanır. Diğer bir deyişle katodik koruma, normalde anot gibi davranan ve korozyona uğrayan bir metali katot gibi davranan ve korozyona uğramayan bir metal yaparak korozyonun önlenmesidir.

Temel olarak, katodik koruma korozyon hücresindeki anotu önceden belirler veya diğer küçük korozyon hücrelerinin üstesinden gelmek için büyük bir korozyon hücresi oluşturur. Katodik koruma işleminde bu, iki temel yoldan biriyle gerçekleştirilir.

Kurban Anotlu Katodik Koruma

Katodik koruma yönteminde anodun önceden belirlenmesinde ilk yol galvanik olarak daha aktif bir metal seçmek, bu metali elektrolite monte etmek ve korunacak yapıyla metalik bir bağlantı sağlamaktır. Bu yönteme kurban anotlu katodik koruma veya galvanik katodik koruma denir. Galvanik olarak daha aktif metal (anot), yapının (katot) korunması için kendini feda eder. Gerilim (ve meydana gelen akım) sadece iki farklı metal türünün potansiyel farkıdır.

Katodik Koruma ve Anot Tipleri


Genellikle galvanik anotlar olarak kullanılan üç malzeme vardır: magnezyum, alüminyum alaşımı ve çinko.

Magnezyum Anot

Magnezyum, gömülü yapıların korunmasında en yaygın kullanılan anot materyalidir. Magnezyum anotlar ayrıca su depolarının ve ısıtıcıların iç kısımlarının, ısı eşanjörlerinin ve kondansatörlerin ve su kenarındaki yapıların korunmasında kullanılır. Magnezyum anotlar, çok çeşitli şekil ve ağırlıklarda, döküm ve ekstrüzyon halinde mevcuttur. Magnezyum anotlar ayrıca şerit anot olarak da mevcuttur. İki farklı anot bileşimi yaygın olarak kullanılır. Bunlar standart alaşım ve ticari olarak saf veya “yüksek potansiyelli” alaşımdır. Yüksek saflıktaki alaşım, herhangi bir kurban anot için mevcut en yüksek elektrik potansiyeline sahiptir. Standart alaşım bir sonraki en yüksek elektrik potansiyeline sahiptir. Alaşımların bileşimi aşağıdaki Tablo’da verilmiştir. Sistemin tasarımı, kullanılan anot malzemesine bağlı olduğundan, sistemin tamamı değiştirilmediği sürece, değiştirilen anotlarının orijinalleri ile aynı tipte olması önemlidir. Yanlış türde anotlar yetersiz korumaya yol açabilir.

Katodik Koruma

Tablo-1

Çinko Anotlar

Çinko anotlar genellikle levhalar ve çubuklar halinde değişik ağırlıkta bulunur. Çinko ayrıca galvanizli çelik tel çekirdekli şerit anotları olarak da mevcuttur. Çinko anotlar en yaygın olarak tatlı veya tuzlu su içine daldırılan uygulamalarda kullanılır. Bununla birlikte, zaman zaman özel koşullarla karşılaşıldığında gömülü yapıların korunmasında da kullanılırlar. İki çinko anot bileşimi yaygın olarak bulunur. Tatlı suda ve toprakta kullanım için formüle edilmiş standart bir alaşım ve deniz suyunda kullanım için özel olarak formüle edilmiş bir alaşımdır. Bu alaşımların bileşimi Tablo 6’da verilmiştir. Magnezyum alaşımlı anotlarda olduğu gibi, tükenen çinko anotların tümü, anot sisteminin tamamı değiştirilmediği sürece, orijinal olarak takılanlarla aynı tip ve boyutta çinko anotlarla değiştirilmelidir. Yanlış türde anotlar yetersiz korumaya yol açabilir.

Katodik Koruma

 

Alüminyum Anotlar

Alüminyum galvanik anotlar, çinko veya magnezyum alaşımlarına göre yeni geliştirilmiş anotlardır. Temel kullanım alanları deniz suyunda bulunan yapıların korunmasıdır. Ancak, zaman zaman tatlı suda veya toprakta da kullanılmıştır. Kurban anot olarak kullanılmak üzere erken dönem alüminyum alaşımları cıva içermekteydi. Alaşımın içerdiği cıva miktarı az olsa da, anot kütlesinin tüketilmesinden sonra cıva, kalan anot koçanları üzerinde yoğunlaşma eğilimindedir. Aluminyum anotların bileşimi Tablo 7’de verilmektedir. Sistemin tasarımı kullanılan anot malzemesine bağlı olduğundan, değiştirilen anotlarının orijinalleri ile aynı tipte olması önemlidir. Bununla birlikte, Tip III anotlar şimdi neredeyse yalnızca cıvanın zararlı etkilerinden kaçınmak için kullanılmaktadır.

Katodik Koruma

Katodik Koruma

Galvanik Elektrotların Yapıya Bağlanması

Gömülü yapıları korumak için kullanılan galvanik anotlar normalde yapıya yakın bir mesafede gömülür ve yalıtımlı bir bakır tel kullanılarak yapıyla teması sağlanır. Kimyasal dolgu malzemesi hemen hemen her zaman topraktaki kurban anotların çevresinde kullanılır. Özel dolgu maddesi, düzgün bir elektrolit sağlamak, nemi korumak ve anotun gerekli elektrik akımını verimli ve güvenilir bir şekilde üretmesini sağlamak için toprağa olan direnci düşürmek için kullanılır. Bu dolgu normalde yüzde 75 alçı, yüzde 20 bentonit ve yüzde 5 sodyum sülfattır. Şekil 20, dolgu maddesi olan kurban anotların yerleştirilmesinin istenen sonucunu göstermektedir. Tüketilen anotları çıkarmak normalde gerekli değildir.

Tablo 20

Katodik Koruma

Daldırma uygulamalarında kullanılan galvanik anotlar genellikle korunan yüzeye doğrudan bağlanır veya bitişik olarak askıya alınır. Bu tür anotların değiştirilmesi gerektiğinde, başlangıçta kullanılanlarla aynı anotlar kullanılarak değiştirilmeleri gerekir. Anotların yerinde sağlam olarak durduğundan ve elektrik temasının sağlandığından emin olmak için tüm montaj donanımı gerektiği gibi kontrol edilmeli ve onarılmalı veya değiştirilmelidir.

Galvanik anotlar ve korunmakta olan yapı arasındaki elektriksel temas yapının korunmasında hayati öneme sahiptir. Doğrudan takılan sistemlerde, bu temas montaj sistemi ile sağlanır. Anotlar yapıya doğrudan kaynaklanır veya cıvatalanır. Suya asılan anotlar için, yapı ile temas ya montaj sistemi aracılığıyla ya da hem anot çekirdeğine hem de korunan yapıya kaynaklanmış yalıtılmış bakır bağlantı telleri vasıtasıyla sağlanır. Anotların korunan yapıya doğrudan monte edilmediği sistemlerde, normal olarak yalıtılmış bir bakır tel kullanılarak bağlantı sağlanır. Tel imalat sırasında anot içine dökülür veya anot çekirdeğine kaynaklanır. Yapıya bağlantı genellikle telin yapıya kaynaklanmasıyla sağlanır. Bağlantı için ilave tel gerektiğinde, genellikle TW tipi yalıtımlı uygun boyutta tel kullanılır.

Avantajlar

  • Yapıya monte edildiğinde ekonomik olarak uygulanabilir.
  • Çok az işletme veya bakım gereksinimi (çok erken arıza olasılığı)
  • Son derece küçük bir aşırı koruma olasılığı (kaplama hasarına veya hidrojen gevrekleşmesine neden olabilir).

Dezavantajlar

  • Diğer metalik (yabancı) yapılarda hasara neden olan küçük kaçak akım olasılığı.
  • Küçük itici voltaj sağlaması (sınırlı potansiyel farkı).
  • Daha yüksek özdirençli elektrolitlerde son derece küçük akım sağlaması.
  • Var olan büyük yapılara anot yerleştirmenin veya değiştirmenin ekonomik olarak uygun olmaması.

Harici Akımlı Katodik Koruma

İkinci temel katodik koruma metodu, akımı sisteme monte edilen bir anottan yapıya akmaya zorlayan ve tüm yapının bir katot olmasına neden olan bir DC akım kaynağı uygulamaktır. Bu yönteme harici akım kaynaklı katodik koruma denir. Devreye bir redresör, güneş pili, akü, jeneratör veya başka bir DC güç kaynağı takılır. Anot malzemesinin galvanik olarak daha aktif olması gerekmez. Anot malzemesinin katodik koruma işlemi sırasında düşük ağırlık kaybı göstermesi yeterlidir. Katodik koruma için gereken akım, korunmakta olan metal ve ortama bağlıdır. Belirli bir yapıyı korumak için gereken akımın miktarı, elektrolite maruz kalan yapı alanıyla orantılıdır. Bu nedenle, mevcut gereksinimler genellikle maruz kalan yüzeyin metre karesinde amper veya miliamper cinsinden akım yoğunluğu olarak verilir.

Kullanılan Anot Malzemeleri

Harici akım kaynaklı sistemin anotları, koruyucu akımın elektrolite girdiği kısımlardır. Anotlar sistemin aşınan kısmını oluşturduğundan, en iyi malzeme amper yılda düşük bir ağırlık kaybı oranına sahip malzemedir (Tablo 11). Harici akım kaynaklı sistemlerin anotları için en yaygın kullanılan malzemeler grafit ve yüksek silikonlu dökme demirdir. Alüminyum bazen su depolama tanklarında kullanılır. Ağır buzlanmanın sorun olmadığı bölgelerde, düşük ve uzun vadeli maliyet için alüminyum yerine yüksek silikonlu dökme demir anotlar kullanılır. Platin kaplı titanyum veya niyobyum anotlar ve karışık metal oksit anotlar, harici akım kaynaklı sistemlerde anot materyali olarak daha yaygın hale gelmektedir.

Yüksek Si Alaşımlı Dökme Demir

Dökme demir anotları, klorürlü topraklarda ve sudaki ömrünü iyileştirmek için iki tip alaşım olarak üretilir. Tablo 12, iki alaşımın metalurjik bileşimini göstermektedir.

Tablo 12

Katodik Koruma

Üstün dökme demir performansının temel nedeni, anot yüzeyinde oksidasyon oranını düşüren ve tüketim oranını yavaşlatan bir silikon oksit (Si02) filminin oluşumudur. Anotlar iyi elektriksel özelliklere sahiptir. Topraklarda başarılı olabilmek için anotların çevresine, anot direncini azaltmak ve etkili anot yüzey alanını artırmak için metalurjik veya petrol kok külü doldurulur. Anotlar kok külü dolu kaplarda önceden paketlenmiş olsalar bile, kutu ve toprak arasındaki boşluğu ilave kok külü ile doldurmak önerilen bir uygulamadır. Deniz suyunda dolgu malzemesi gerekli değildir. Dökme demir anot üreticilerinin geliştirdiği kablo-anot bağlantı yöntemleri nedeniyle bağlantı hatası görülme sıklığı grafit anotlara göre düşüş göstermiştir. Anotlar üstün iletkenlik gösterir ve anot zarar görmediği sürece zamanla dirençte çok az değişiklik yaşar. Dökme demir anotlar çok çeşitli ebat, şekil ve ağırlıklarda üretilmektedir.

Grafit

Grafit çubuklar, yıllardır harici akım kaynaklı katodik koruma sistemlerinde kullanılmış bir malzemedir. Temel yapı olarak, toz halinde petrol koku ve kömür katranı reçinesi karışımından üretilen yuvarlak veya kare çubuklardan oluşur. Grafit parçacıklarını bir arada tutmak için bir bağlayıcı madde olarak kömür katranı kullanılır ve daha sonra karışımı kaynaştırmak için yüksek sıcaklıklarda bir ay boyunca pişirilir. Bu işlem oksidasyona ve daha sonra bozulmaya karşı direnci arttırır. Birçok türde grafit bileşimi vardır ve katodik koruma amaçlı yer altı yatakları için kullanılan tip en gözenekli olanlardan biridir.

Porozite, nemin nüfuz etmesinin nihayetinde bağlantıya geçmesine izin vererek kablo bağlantısında bozulmaya neden olur. Daha yoğun bir anot pahalıdır; bu nedenle, porozite, çubukların pahalı olmayan bir keten tohumu yağı dolgusu, mikro kristalli balmumu veya fenolik bazlı bir reçine ile emprenye edilmesiyle azaltılır.

Herhangi bir anot malzemesi için uygun bir anot – kablo bağlantısının olması çok önemlidir. Yıllarca, grafit anot üreticileri, uygun bir anot-kablo bağlantısı için bir spesifikasyona sahip değildi. Bu durum, çeşitli nedenlerden dolayı sayısız hataya yol açmıştır. Birçok kullanıcı, grafit anotlarını özelleştiren ve sonuçta, olduğundan daha pahalı bir ürün yapan kendi montaj standartlarını geliştirmiştir.

Grafit, toprakta metre kare başına 10.76 amper veya suda metre kare başına 2.70 amperden fazla akım yoğunluklarda kullanılmamalıdır. Grafit yapısal olarak kırılgan olup, çıplak veya paketlenmiş olarak taşıma sırasında kolayca zarar görebilir. Çatlama ve kırılmayı önlemek için özel teknikler gereklidir.

Alüminyum

Aluminyum bazen, su tanklarının içini korumak için harici akımlı katodik koruma sistemlerinde anot olarak kullanılır. Harici akım kaynaklı katodik koruma sistemlerinde kullanılan anot malzemeleri ile karşılaştırıldığında nispeten ucuz olduğundan alüminyum anotlar,Ø12,7 mm çapında ve 305 mm uzunluğunda vidalı çubuk olarak temin edilebilir. Bunlar, mevsimsel buzlanmanın genellikle anot-kablo bağlantısını tahrip ettiği ve yıllık değişim gerektiren tanklarda kullanım içindir. Bu tip anot sistemi içme suyunu kirletmez, ancak amper-yılda 4.1 kilogram tüketim oranı, diğer anot sistemlerine kıyasla hizmet yılı başına oluşan maliyet açısından maliyet etkinliğini sınırlar.

Kurşun – Gümüş

Kurşun alaşımlı anotlar yalnızca serbest akan deniz suyu uygulamalarında kullanılır ve antimon kurşun, kalay ve % 1 veya % 2 gümüş gibi çeşitli metaller içerebilir. Yaygın olarak 10 inç uzunluğunda 1,5 inç çapa sahip çubuk veya şerit formunda tedarik edilirler, kullanım ömrünü ikiye katlayan yüzde 2 gümüş alaşımlı anot Avrupa’da yaygın olarak kullanılmaktadırlar. İlk çalıştırmada, tüketim hızı amper yılda yaklaşık 1300 gram ve sonunda, anot yüzeyinin ömrünü uzatan, sonuçta amper yıl başına 90 gram tüketim ile sonuçlanan siyah, pasif bir kurşun peroksit filmi oluşuyor. Normal akım yoğunluğu metre kare başına 30 ila 267 amper arasındadır. Alüvyon içinde veya düşük klorür koşullarında, bu oksit filmi oluşmaz ve anot hızlı bir şekilde tükenir.

Kablo bağlantıları, bir delik delinerek ve kurşun telin delik dibinde lehimlenmesiyle yapılır. Bağlantı boşluğu daha sonra nemin girmesini önlemek için epoksi ile doldurulur. Montaj, anotları bir yapıdan, rıhtım veya iskeleden, delikli bir FRP boru içine asarak veya konumunu korumak için bir destek cihazı ile gerçekleştirilir. Bu destek buz hasarını ve anotların çamur veya alüvyon ile temas etmesini önlemek için önemlidir.

Platin

Platin, neredeyse her tür katodik koruma tesisatı için anot kaplama olarak kullanılabilir. Yeraltı, açık deniz, beton, enerji santralleri ve boruların, tankların ve makinelerin iç kısımları gibi çok çeşitli ortamlardaki yapılar katodik koruma sistemleri için platin kullanmıştır. Saf platin, kendi başına çok pahalı olurdu. Platin normal olarak titanyum ve niyobyum gibi asil metaller üzerine kaplanır. Anotlar tel ve çubuk şeklinde olduğunda, titanyum ve niyobyum, bakır ile karşılaştırıldığında nispeten zayıf elektrik iletkenleri olduğundan, 7.5 metreyi aşan uzunluklarda iletkenliği artırmak için bakır bir çekirdek olabilir.

Platin birçok teknik kullanılarak baz metaller üzerine kaplanmaktadır. Baz metal ile platin kaplamanın oksijensiz bir ortamda vakum altında sıkıştırılarak metalürjik olarak bağlanmış olan anotlarda daha az hatayla karşılaştığını görülmüştür. Bu uygulama, metaller arasında oksitsiz, düşük dirençli ve tam bir bağlanma sağlayarak tasarım ömrünü uzatmaktadır.

Anot-kablo bağlantısı kritiktir ve uygun olmayan bağlantılar erken hasara neden olabilir. Kullanıcılar, anotların şartnamelerine uygun olarak, kalifiye personel tarafından üretildiğinden emin olmalıdır. Platinin en büyük dezavantajı statik elektrolitler, dalgalı doğru akım ve yarım dalgalı redresörlerde anot asidi oluşumuna karşı zayıf direncidir. Deniz suyu sistemlerinde trifaze bir transformatör redresörünün kullanımı, DC çıkışındaki dalgalanmayı azaltarak platin anotların ömrünü iki katına çıkardığı bilinmektedir.

Seramik

Avrupa’da, 1960’lı yılların başında endüstriyel klor ve kostik soda üretiminde kullanılmak üzere karışık metal oksit anotları geliştirilmiştir. Bu anotlar, çok yüksek yoğunlukta akım sağlarken uygun tasarım ömrü özellikleri sergiler. Oksit film, diğer değerli metal anotlarda olduğu gibi anot asidi oluşumu, dalgalı doğru akım veya yarım dalgalı redresörlerden dolayı hızlı bozulmaya duyarlı değildir.

Topraktaki veya çamurdaki anotların çevresi, azami ömür ve performans için ince, düşük dirençli, kalsine edilmiş petrol kok külü ile doldurulmalıdır. Anot petrol kokuyla önceden paketlenmiş olsa bile, anot paketinin doğal toprağı doldurmadan önce metalurjik kok ile çevrelenmesi tavsiye edilir. Bu yoğunluklardaki tüketim oranları, deniz suyunda amp yılda yıllık 0,5 miligram ile, kok külünde, tatlı suda ve deniz çamurunda amp yılda yılda 5 miligram arasında değişmektedir. Herhangi bir anotta olduğu gibi, bağlantı nem geçirmez, su geçirmez ve 0,001 ohm’dan daha fazla direnç göstermeyecek şekilde yapılmalıdır. Karışık metal oksit anotlarının avantajları:

  • Hafif ve kırılmaz
  • İhmal edilebilir tüketim oranı
  • Asit oluşumuna etkisiz
  • Boyutsal olarak kararlı
  • Yüksek akım yoğunluğu çıkışı
  • Uygun maliyetli

Polimer

1982 yılında, yeni bir anot malzemesi geliştirildi. Materyal, boru iç yüzeyleri, ısı eşanjörleri, kullanım kanalları ve geleneksel topraklama akımından korunan alanlar gibi sınırlı alanlarda küçük miktarda akım sağlar. Materyal elektrik kablosunu andırsa da, gerçekte ekstrüzyon ile kaplanmış, iletken bir polietilen ceketi olan çok telli bir bakır iletkenden oluşmaktadır. Bu kavram, yeraltı konsantrik güç kablolarında, topraklama kablolarının etrafında iletken bir kalkan olarak kullanılır. Anot çevresi, maksimum anot ömrü için karbonlu kok külü ile doldurulmalıdır. Hali hazırda, dört farklı çap ve doğrusal metre başına 9.8 ila 29.5 miliamper arasında akım çıkışına sahip malzeme mevcuttur.

Avantajlar
  • Mevcut yapılara monte edildiğinde ekonomik olarak uygulanabilir.
  • Mevcut büyük voltaj (yalnızca güç kaynağının boyutuyla sınırlı potansiyel fark).
  • Çok yüksek dirençli elektrolitlerde bile mevcut yüksek akım.
  • Çok büyük, kaplansı zayıf veya kaplanmamış yapıları korumak için yeterli akım sağlayabilir.
  • Gerektiğinde anot sistemini değiştirmek ekonomik olarak mümkündür.
Dezavantajlar
  • Önemli işletme ve bakım gereksinimleri.
  • Nispeten büyük erken bozulma veya bozulma olasılığı.
  • Diğer metalik (yabancı) yapılarla etkileşimden dolayı diğer yapılarda hasar oluşturan kaçak akım olasılığı.

Kaynaklar

https://en.wikipedia.org/wiki/Cathodic_protection

https://eoncoat.com/what-is-cathodic-protection-and-how-does-it-work/

https://inspectioneering.com/tag/cathodic+protection

https://www.sciencedirect.com/topics/chemistry/cathodic-protection

https://www.corrosionsource.com/FreeContent/1/Cathodic+Protection

Paslanmaz Çelikler ile ilgili yazımız için bu bağlantıyı inceleyebilirsiniz.

The post Katodik Koruma Nedir ? appeared first on Metalurji & Malzeme Bilimi.

]]>
https://www.metalurjimalzeme.net/katodik-koruma-nedir/feed/ 0
Temperleme – Menevişleme Nedir ? https://www.metalurjimalzeme.net/temperleme-menevisleme-nedir/ https://www.metalurjimalzeme.net/temperleme-menevisleme-nedir/#respond Sun, 08 Sep 2019 15:56:28 +0000 https://www.metalurjimalzeme.net/?p=2669 Temperleme – Menevişleme Nedir ? Temperleme kavramını iyi algılayabilmek için özellikle çelik ve çelik alaşımlarının fiziksel ve kimyasal özelliklerinin, mikro yapılarının iyi kavranması gerekmektedir. Özellikle temperleme ya da menevişleme işleminin neden mühendislik uygulamalarında bu kadar önemli olduğunun kök nedeni iyi irdelenmelidir. Çelik malzeme grubunda su verme olarak tanımlanan işlem sonucunda uygun karbon miktarı var ise martenzit yapısı elde edilir. Oluşan bu yapı gevrek ve kırılgandır. Bu tip sert ve dolayı ile gevrek malzemeler mühendislik uygulamalarında kullanılamaz. Martenzit yapısının mühendislik uygulamalarında kullanılamamasının bir diğer nedeni de yapı oluşumu sırasında meydana gelen artık gerilmelerdir. Artık gerilmeler de, malzemenin ilerleyen dönemlerde gerilim altında

The post Temperleme – Menevişleme Nedir ? appeared first on Metalurji & Malzeme Bilimi.

]]>
Temperleme – Menevişleme Nedir ?

Temperleme kavramını iyi algılayabilmek için özellikle çelik ve çelik alaşımlarının fiziksel ve kimyasal özelliklerinin, mikro yapılarının iyi kavranması gerekmektedir. Özellikle temperleme ya da menevişleme işleminin neden mühendislik uygulamalarında bu kadar önemli olduğunun kök nedeni iyi irdelenmelidir.

Çelik malzeme grubunda su verme olarak tanımlanan işlem sonucunda uygun karbon miktarı var ise martenzit yapısı elde edilir. Oluşan bu yapı gevrek ve kırılgandır. Bu tip sert ve dolayı ile gevrek malzemeler mühendislik uygulamalarında kullanılamaz. Martenzit yapısının mühendislik uygulamalarında kullanılamamasının bir diğer nedeni de yapı oluşumu sırasında meydana gelen artık gerilmelerdir. Artık gerilmeler de, malzemenin ilerleyen dönemlerde gerilim altında hasar görmesine neden olmaktadır.

Wikipedia’nın konu ile ilgili makalesi için bu bağlantıyı inceleyebilirsiniz.

Temperleme İşlemi Nasıl Yapılır ?

Temperleme ya da menevişleme işlemi düşük karbonlu çelik alaşımlarında A1 hattının altında yapılmaktadır. Bu hattı demir karbon denge diyagramı yazımızda inceleyebilirsiniz. Temperleme işlemi bu hattın biraz altında uygulanır. Bu işlem çeliğin sertliğini ve kırılganlığını azaltırken malzemenin tokluğunu da arttırır.

Temperleme işlemi için çelik parça, A1 hattının biraz altına kadar ısıtılır. Belirlenen sıcaklıkta bir süre beklendikten sonra havada yavaş soğumaya bırakılmalıdır. Aşağıdaki grafikte görüldüğü üzere, temperleme sıcaklığı arttığı miktarda sertlik azalmakta, tokluk ve darbe dayancı da artmaktadır.

Temperleme İşleminin Şematik Gösterimi

Temperleme İşleminin Şematik Gösterimi

Temperleme sıcaklığı kadar süresi de önemlidir. Aşağıdaki grafik zamanın çeliğin mekanik özelliklerine nasıl etki ettiğini göstermektedir.

Temperleme Süresinin Etkisi

Temperleme Süresinin Etkisi

Yukarıdaki grafikte görüldüğü gibi, herhangi bir temperleme sıcaklığında, bekleme süresi arttırıldığında sertlikte meydana gelen düşme de o oranda fazla olacaktır. Malzemedeki tokluk yani darbe dayancı charpy darbe testi ile belirlenmektedir. Eğer bu işlemden önce ve sonra darbe testi uygulanır ise, tokluğun bir miktar arttığı gözlemlenebilir.

İşleminin nasıl yapıldığı ile ilgili faydalı bir site için bu bağlantıyı inceleyebilirsiniz.


İç Gerilmeler Neden Oluşur ?

Temperleme işleminin çıkış noktası malzemedeki gerilimlerin giderilmedir. Özellikle içerisinde gizli çekme gerilmeleri barındıran malzemeler pratik uygulamalarda tercih edilemezler. Çünkü kullanım esnasında çatlamalara neden olurlar. Martenzit yazımızda da bahsettiğimiz gibi, östenitten martenzitik dönüşüm sırasında karbon atomları kafes içerisinde sıkışarak sıkı bir yapı meydana getirmektedirler.

Oluşan bu sıkı yapı, çeliğin soğuma esnasında büzülmesine ekstra olarak karşı koyarlar. Yani çelik, bir yandan büzülmek isterken bir yandan da karbon atomlarının sıkıştırması nedeniyle aynı boyutlarda kalmak istemektedir. Ayrıca büzülme esnasında farklı kalınlıklara sahip yüzeylerde bu etki soğuma hızına bağlı olarak artacaktır. Çünkü kalın kısımlar daha hızlı soğuyacaktır. Soğuma hızının farklı olduğu kısımlar da malzemede ekstra bir iç gerilim meydana getirecektir.

Oluşan bu iç gerilim belirli bir sınır değerin üzerine çıktığında, parça daha kullanıma alınmadan bile hasara neden olabilir.

Menevişleme Sıcaklığının Önemi

Menevişleme temper ile aynı anlamı ifade etmektedir. Ancak bu işlem yapılırken uygulanan süre kadar sıcaklık da büyük önem ifade eder. Alaşımda meydana gelen herhangi bir değişiklik, sıcaklıkta da değişkenlik yapılması anlamına gelmektedir. Çünkü doğru sıcaklıkta doğru süre uygulanmayan bir ısıl işlem – tavlama, istenen özelliklerin tam zıttı özellikler ortaya çıkmasına da neden olmaktadır.

Örnek olarak aşınma dayanımının yüksek olması istenen bazı durumlar vardır. Üretilen malzemenin yüksek aşınma kuvvetlerine uzun süre dayanması istenir. Dişli vb. gibi. Bu gibi parçaların ısıl işlemi yaklaşık 200 Santigrat derecenin biraz altında uygulanmalıdır. Ancak bu gibi durumlarda toklukta artma meydana gelmemektedir.

Sertliğin düşmesi istenen durumlarda sıcaklık 450 – 480 Santigrat derece aralığının üzerine çıkmalıdır. Bu sıcaklık değerlerinde toklukta artış ve sertlikte düşüş meydana gelir. Ayrıca artık gerilmeler de giderilmiş olur.

Martenzit ve Temperleme İşlemi


Martenzit yapı bilindiği gibi kararsız bir yapıdır ve bu nedenle de demir karbon denge diyagramlarında gösterilmemektedir. Kristal yapısına bakıldığında HMT yapısı görülmektedir. Bu yapı tetragonal ve hacim merkezli bir yapı olarak karşımıza çıkar. Isıl işlem uygulandığında, çelik içerisinde bulunan martenzit yapıdaki karbonlar kristal yapıdan ayrışarak karbür oluşturur ve kristal yapı hacim merkezli kübik olarak değişir.

Yani kararsız bir yapıdan kararlı bir yapıya dönüşen çelikte sertlik azalır. Çünkü martenzitik yapı yerini KHM kararlı bir yapıya dönüştürür. Yani kristal yapı içerisinde sıkışan karbon, karbüre dönüşerek yapıdaki sıkılığı azaltır. Uygulanan ısıl işlemdeki sıcaklık arttırıldığında bu karbür dönüşümü de hızlanır.

Yaklaşık 200 – 400 Santigrat derece arasında yapılan menevişleme işlemi sonrasında karbür sementite, martenzit ise ferrit yapısına dönüşmektedir. Bu dönüşümler sırasında oluşan kalıntı östenit de beynite dönüşebilir. Oluşan bu genel tabloya günümüzde temperlenmiş martenzit yapısı denilmektedir. Yapı mikroskopta incelendiğinde oluşan ve yapıya dağılan karbürlerin çok ufak tanecikler olduğu gözlemlenebilir.

Uygulanan menevişleme sıcaklığını yaklaşık 200 Santigrat derece daha arttırır isek, bu sefer sorbit adı verilen bir yapı elde edilir. Bu yapıda ferrit miktarı daha fazladır. Daha yüksek sıcaklıkta meydana gelen bir temperleme işlemi olduğu için çekme dayanımı azalarak süneklik artmaktadır. Ayrıca malzemenin yüzde uzama değerlerinde de gözle görünür bir artış meydana gelir.

En son olarak uygulanan sıcaklığı yaklaşık olarak 700-750 Santigrat derece bandına çeker isek, elde edilecek en yüksek tokluk ve minimum sertlik değerlerini gözlemleriz. Bu işlem sonucunda sementit yapısı mikro yapıda iri ve küresel olarak gözlemlenir. Küreselleştirme tavındaki yapıya benzer olan bu yapı yüksek tokluk istenen durumlarda uygulanır.

Fiziksel Özelliklerin Değişimi

Önceki paragraflarımızda defalarca bahsettiğimiz sertliğin düşmesi ve sünekliğin artması durumlarının bir sonucu olarak aşağıdaki grafiği inceleyebilirsiniz.

Temperleme İşleminin Etkileri

Temperleme İşleminin Etkileri

Çekme testi yazımızda anlattığımız gibi, genellikle demir esaslı malzemelerin belirli bir yük altında uzadığı ve sonunda uygulanan yüke dayanamayıp büzülerek koptuğu anlatılmaktadır. Özellikle yumuşak malzemelerde kopma işlemi sırasında kopan kesit büzülür. Sert malzemelerde ise bu büzülme miktarı düşüktür. Yukarıdaki grafikte meydana gelen bu kesit büzülmesi hadisesinin meneviş sıcaklığı ile olan ilişkisi gözükmektedir.

Menevişleme ya da temperleme sıcaklığı arttırıldığında sertlik daha fazla düşeceği için, kesit büzülmesi de aynı oranda artacaktır. Ancak bu durum, malzemede çekme ve akma dayanımlarında bir miktar düşmeye neden olur. Buradan çıkarılacak bir diğer sonuç ise, çeliklerde yüzde uzama, kesit daralması doğru orantılı, çekme – akma dayanımı ve tokluk ters orantılıdır.

Yararlanılan Kaynak : 

https://www.britannica.com/technology/tempering-metallurgy

 

The post Temperleme – Menevişleme Nedir ? appeared first on Metalurji & Malzeme Bilimi.

]]>
https://www.metalurjimalzeme.net/temperleme-menevisleme-nedir/feed/ 0
Soy Gazlar Nedir ? Özellikleri Nelerdir ? https://www.metalurjimalzeme.net/soy-gazlar-nedir-ozellikleri-nelerdir/ https://www.metalurjimalzeme.net/soy-gazlar-nedir-ozellikleri-nelerdir/#respond Sat, 07 Sep 2019 08:48:45 +0000 https://www.metalurjimalzeme.net/?p=2656 Soy Gazlar Nedir ? Soy gaz nedir sorusunun cevabı aslında çok basittir. Bu elementler kimyasal olarak çok düşük tepkimeye girme eğilimlerine sahiptir. Soy gazlar periyodik tabloda VIIIA ( 18 ) grubundadırlar. Bu da periyodik tablodaki en sağ sütuna tekabül eder. Soy gazlar genel olarak renksiz, kokusuz, tatsız, alev almayan ve kimyasal reaksiyona girme eğilimleri çok düşük elementler olarak karşımıza çıkarlar. Literatürde asal gaz olarak da geçerler. Tarihte ilk olarak Hugo Erdmann tarafından keşfedilmiştir. Bu gazlar genel olarak çok ekstrem koşullar olmadıkça reaksiyona girme eğiliminde olmazlar. Bu inert olma özellikleri, reaksiyon istenmeyen durumlarda işimize yaramaktadır. Bir çok yazımızda bahsettiğimiz gibi özellikle

The post Soy Gazlar Nedir ? Özellikleri Nelerdir ? appeared first on Metalurji & Malzeme Bilimi.

]]>
Soy Gazlar Nedir ?

Soy gaz nedir sorusunun cevabı aslında çok basittir. Bu elementler kimyasal olarak çok düşük tepkimeye girme eğilimlerine sahiptir. Soy gazlar periyodik tabloda VIIIA ( 18 ) grubundadırlar. Bu da periyodik tablodaki en sağ sütuna tekabül eder. Soy gazlar genel olarak renksiz, kokusuz, tatsız, alev almayan ve kimyasal reaksiyona girme eğilimleri çok düşük elementler olarak karşımıza çıkarlar. Literatürde asal gaz olarak da geçerler. Tarihte ilk olarak Hugo Erdmann tarafından keşfedilmiştir.

Bu gazlar genel olarak çok ekstrem koşullar olmadıkça reaksiyona girme eğiliminde olmazlar. Bu inert olma özellikleri, reaksiyon istenmeyen durumlarda işimize yaramaktadır. Bir çok yazımızda bahsettiğimiz gibi özellikle kaynak uygulamalarında oksijenin istenmeyen korozyon meydana getirme özelliklerinin önüne geçmek için Argon kaynağında kullanılmaktadır.

Günümüzde soy gazların özellikleri modern teoriler ile rahatlıkla açıklanabilmektedir. Soy gazların gerçekten “inert” yani reaksiyona girmeme sebepleri atomik boyutlarda açıklanabilmektedir. Soy gazlar, atomlarının valans ya da değerlik elektronlarında bağ yapacak elektronlara sahip değildir yani doymuş bir yapıda bulunurlar. Bu özellik farklı soygazların benzer özelliklerde olmalarına olanak sağlamaktadır. Örnek olarak erime ve kaynama sıcaklıkları birbirlerine çok yakındır.

Soy Gazlar Nelerdir ve Nasıl Elde Edilirler ?

Neon, argon, kripton ve xenon gazları havanın sıvılaştırılması tekniği kullanılarak direkt olarak havadan elde edilmektedirler. Helyum ise, direkt olarak doğal gaz kaynaklarından kriyojenik gaz ayırma yöntemi kullanılarak elde edilmektedir. Radon ise radyoaktif  bozunma yolu ile elde edilir. Bu bozunma genellikle toryum ya da uranyum bileşiklerinden elde edilmektedir.

Bilinen asal gazlar aşağıda sıralandığı gibidir;

Soy Gazlar


Helyum

Helyum gazı en çok bilinen soy gazlar arasındadır. Hidrojenden sonra en çok bulunan ve en hafif elementtir. Kimyasal gösterimi ” He “ olup atom numarası 2’dir ve elektron dizilimi 1s2 olarak bitmektedir. Dolayısı ile kararlı bir elementtir. Reaksiyona giremez. Havadan hafif olduğu için yükselme eğilimindedir. Özellikle kaynak uygulamalarında TIG Kaynağında kullanılır. Havadan hafif olduğu için genellikle tavan kaynağı uygulamalarında kullanılmaktadır. Argon gazı ile karışım olarak da kullanıldığı durumlar mevcuttur. Kaynak dikişini argona göre biraz daha genişleten bir kimyasal yapısı bulunmaktadır.

Helyum gazının erime sıcaklığı -272 °C olduğu için doğal koşullar altında katı halde görünmesi imkansızdır. Çünkü mutlak sıfıra yakın bir sıcaklık değerinde ancak katı fazı bulunabilir. Yoğunluğu 0.17 g/cm3 olduğu için havadan hafiftir ve sıcak balonlarda balonun yükselmesini sağlamak için de kullanılmaktadır.

Diğer gazlardan farkı, yüksek basınç altında sıvı hale gelememesidir. Bunun sağladığı bir avantaj ilerleyen başlıklarda anlatılacaktır.

Argon Gazı

Kimyasal gösterimi ” Ar “ olan Argon gazı da helyum kadar popüler bir gaz olarak karşımıza çıkar. Argon gazı yoğunluğu 1.78 gr/cm3 olup helyumun yoğunlunun yaklaşık olarak 10 katıdır ve dolayısı ile havadan ağırdır. Bu nedenle helyum gibi yükselmez, serbest halde dibe çöker. Koku ve renk ile ayırt edilemez. Atom numarası da 18’dir. Valans elektronları dolu olduğu için reaksiyona girmez. Bu da aynı helyum da olduğu gibi kaynak işleminde, kaynak dikişini oksijenden korumak için kullanılmasına sebeptir.

Neon Gazı

Soy Gaz Neon Elektron Dizilimi

Neon Elektron Dizilimi

Yukarıda soy gazlar statüsünde bulunan neon gazının ( Ne ) elektron dizilimi temsili olarak gösterilmiştir. Elektron dizilimi 1s2 2s2 2p6  olan neon gazının 2. katmanında toplam 8 elektron bulunmaktadır. Bu da kimyasal olarak doygun anlamına gelir. Dolayısı ile asal gaz olan neon, kimyasal reaksiyona girme eğiliminde bulunmaz.

Atom numarası 10, Atom ağırlığı ise 20 olarak kabul edilir. Diğer inert gazlarda olduğu gibi renksiz ve kokusuzdur. Bileşik halinde değil tek atomlu bir şekilde bulunmaktadır. Genellikle aydınlatma sektöründe tercih edilmektedir.

Kripton

Kimyasal simgesi ” Kr “, atom numarası ise 36 olan bir kimyasal elementtir. Aynı argon ve helyumda olduğu gibi renksiz ve kokusuz bir gaz olan kripton inert bir gazdır yani kimyasal reaksiyona girme eğilimi yok denecek kadar azdır. Havada çok az miktarda bulunur ve bazı floresan lambalarda kullanılır.

Xenon Gazı

Xenon gazı bir çoğumuzun aşina olduğu bir soy gazdır. Günlük hayatta en çok karşımıza çıkan kullanım özelliği, araçlardaki xenon ampullerdir. Atmosferde kriptondan 10 kat daha nadir bulunan xenon gazının kimyasal gösterimi “Xe” olup, atom numarası ise 54 ‘tür.

Radon

Soy gazlar içerisinde en az bilinen Radon’un kimyasal simgesi ” Rn ” olup atom numarası 86’dır. Atom ağırlığı 222 olarak belirlenen radon gazı bilinen en yoğun elementlerden birisidir. Bu gaz, radyumun radyoaktif olarak bozunumu sayesinde elde edilmektedir. Bu nedenle de sağlık açısından bir risk olarak değerlendirilir. Diğer soy gazlar statüsündeki elementler gibi renksiz, tatsız ve kokusuz olma özellikleri ile ön plana çıkar. Ancak; sıcaklık düşürüldüğünde beyaz renkten git gide sarıya, daha sonra da koyulaşarak turuncu ve kırmızı renge doğru döner. Soy gaz olduğu için kimyasal olarak reaksiyona girme eğilimi de yoktur.

Soy Gazlar ve Kullanım Alanları

Soy gazlar, genelinde çok düşük erime ve kaynama sıcaklıkları bulunduğu için genellikle kriyojenik yani düşük sıcaklık uygulamalarında bol miktarda kullanılmaktadır.

Helyum, özellikle gaz altı kaynak uygulamalarında koruyucu gaz olarak kullanılmaktadır. Havadan hafif olduğu için yükselme eğiliminde olan helyum gazı, uçan balonlarda da kullanılmaktadır.

Diğer bir kullanım alanı ise, dalgıçların kullandığı hava tüpleridir. Oksijen ile birlikte karışım halde bulunmaktadır. Oksijen ile birlikte helyum gazının kullanılmasının temel nedeni, vurgun olayının önüne geçmektedir. Çünkü önceki başlıklarda da anlattığımız gibi helyum sıkıştırılarak sıvılaştırılamaz. Böylece kanda basınç azaldığında gaz haline geçmez ve hava kabarcığı oluşturmaz.

Diğer kullanım alanları ise, kaçak testleri ve reaktörlerin soğutulmasıdır. Özellikle MR Cihazlarındaki süper iletken magnetler yine helyum gazı kullanılarak soğutulmaktadır.

Neon soy gazlar arasında en güçlü ışığı veren gazdır. Genellikle aydınlatma sektöründe kullanılmaktadır. Neon aydınlatma örneği aşağıda görüldüğü gibidir.

neon aydınlatma

Neon Aydınlatma

Soy gazlar kategorisinde bulunan neon gazının lamba olarak kullanılmasında düşük basınçlı neon gazı kullanılmaktadır. Bir tüp içerisinde düşük basınçlı neon gazı doldurulur. Sonra her iki taraftan yüksek gerilim uygulanır. Yüksek gerilim sonucunda gaz ışıma yapar. Bu ışıma, gaz atomlarının uyarılması ile meydana gelmektedir. Genellikle hafif ışık veren aydınlatma lambaları ya da reklam panolarında kullanılır.

Argon Gazı ve Kullanımı

Soy gazlar kategorisinde bulunan argonun kaynak işlemlerinde kullanıldığından bahsetmiştik. Reaksiyona girmemesinden dolayı, kaynak dikişini oksijenin zararlı etkilerinden korumaktadır. Bir diğer kullanım alanı ise döküm sektöründe, döküm metalinin zararlı gazlardan arındırılmasıdır. Ayrıca, yine metal sektöründe kimyasal analiz yapan cihazların içerisinde argon gazı bulunmaktadır.

Soy Gazlar ve Xenon Kullanımı

Normalde renksiz bir gaz olan xenon gazı soy gazlar arasında nadir bulunan bir türdür. Çok bilinmesinin nedeni otomobillerdeki farlarda kullanılmasıdır. Temel çalışma prensibi, kapalı bir tüpte bulunan gaza gerilim verilerek ışıma yapmasını sağlamaktadır. Verilen gerilime göre bu gazın ışık rengi de değişecektir. Aşağıdaki resimde verilen gerilim miktarının artmasına bağlı olarak ışığın renk değişimi gösterilmiştir. Gerilim arttıkça, renk sarıdan beyaza dönmektedir. Eğer gerilim daha da arttırılır ise renk pembeye doğru kayacaktır.

Xenon Gazı Renkleri

Xenon Gazı Renkleri

 

Soy gazlar arasında tehlikeli olarak nitelendirilen bir diğer gaz ise ” Radon “ gazıdır. Bu gaz genellikle bir tüp içerisine konarak, kanserli hücrelerin bulunduğu yere yerleştirilir. Yaydığı alfa ışınları ile kanserli hücrelerin tedavisinde kullanılmaktadır. Kesinlikle solunmamalıdır.

 

The post Soy Gazlar Nedir ? Özellikleri Nelerdir ? appeared first on Metalurji & Malzeme Bilimi.

]]>
https://www.metalurjimalzeme.net/soy-gazlar-nedir-ozellikleri-nelerdir/feed/ 0
ABS Plastik Nedir ? Akrilonitril Bütadien Stiren https://www.metalurjimalzeme.net/abs-plastik-nedir-akrilonitril-butadien-stiren/ https://www.metalurjimalzeme.net/abs-plastik-nedir-akrilonitril-butadien-stiren/#respond Sun, 01 Sep 2019 11:15:44 +0000 https://www.metalurjimalzeme.net/?p=2647 ABS Plastik Nedir ? Bu yazımızda ABS Plastik, yani akrilonitril bütadien stiren polimerinin ne işe yaradığını, nerelerde kullanıldığını ve nasıl üretildiğinden bahsedeceğiz. ABS plastik malzeme grubu içerisinde yer almaktadır. Kullanım alanları çok geniş olan ABS plastik malzemesi, koruyucu kasklardan, bilgisayar parçalarına ya da otomobil parçalarına kadar bir uygulama alanı kendine bulmaktadır. Aşağıda moleküler yapısını görebilirsiniz. Kimyasal formulü : – C8H8·C4H6·C3H3N – n  ABS Plastik Özellikleri Nelerdir ? Akrilonitril Bütadien Stiren anlamına gelen ABS Plastik bir termoplastik malzemedir. Yani tekrar tekrar eritilerek kullanılabilme kabiliyetine sahiptir. Ayrıca opak, yani ışığı geçirmeyen özelliktedir. Kristal yapısı incelendiğinde amorf bir yapıya sahip olduğu görülmektedir. Bu

The post ABS Plastik Nedir ? Akrilonitril Bütadien Stiren appeared first on Metalurji & Malzeme Bilimi.

]]>
ABS Plastik Nedir ?

Bu yazımızda ABS Plastik, yani akrilonitril bütadien stiren polimerinin ne işe yaradığını, nerelerde kullanıldığını ve nasıl üretildiğinden bahsedeceğiz. ABS plastik malzeme grubu içerisinde yer almaktadır. Kullanım alanları çok geniş olan ABS plastik malzemesi, koruyucu kasklardan, bilgisayar parçalarına ya da otomobil parçalarına kadar bir uygulama alanı kendine bulmaktadır. Aşağıda moleküler yapısını görebilirsiniz. Kimyasal formulü : – C8H8·C4H6·C3H3N –

abs plastik

Moleküler Yapısı

ABS Plastik Özellikleri Nelerdir ?

Akrilonitril Bütadien Stiren anlamına gelen ABS Plastik bir termoplastik malzemedir. Yani tekrar tekrar eritilerek kullanılabilme kabiliyetine sahiptir. Ayrıca opak, yani ışığı geçirmeyen özelliktedir. Kristal yapısı incelendiğinde amorf bir yapıya sahip olduğu görülmektedir. Bu nedenle ergime sıcaklığı tam olarak tespit edilememektedir. Ancak; camsı geçiş sıcaklığı yaklaşık olarak 105 °C   olarak belirlenmiştir. Camsı geçiş sıcaklığı bir malzemenin katı kristal halden, yumuşak viskoz hale geçme sıcaklığı olarak tanımlanmaktadır.

Bu da ABS Plastik yani akrilonitril bütadien stiren malzemesinin bu sıcaklıktan sonra kullanıma uygun olmadığını göstermektedir. Çünkü bu sıcaklıktan sonra artık katı halde olmayacaktır. Ancak; tam olarak ergiyik halde de olmayacaktır. Sadece yumuşayacaktır. Bu da kullanımını yüksek sıcaklıklarda sınırlayan bir dezavantaj olarak karşımıza çıkar. Ancak; 80 santigrat dereceye kadar kullanımı uygundur.

Bu malzeme grubunun en göze çarpan özelliği darbe dayanımının çok iyi olmasıdır. Polibütadien oranlarının değiştirilmesi ile darbe dayanımı da arttırılabilmektedir. Bu malzemenin bir diğer ilginç özelliği de düşük sıcaklıklarda gevrekleşmemesidir. Yani darbe dayanımı düşük sıcaklıklarda bile yüksektir. Genellikle -20 Santigrat derecelere kadar kullanım alanı olduğu kabul edilmektedir.

Bu malzemeler, bir çok asit, baz, hayvansal ve bitkisel yağlara karşı dayanıklıdır. Ancak; ester içerisinde çözülebilmektedir. Bir diğer özelliği ise, yüksek sıcaklıklara çıkıldığında alev alabilmesidir. Özellikle alev ile temas ettiklerinde kendileri de alev alarak erir ve kaynarlar.

Plastik Malzemenin ABS Plastik Olup Olmadığı Nasıl Anlaşılır ?


Bunu tespit etmenin temelde 3 yöntemi vardır. Bunlardan ilki yoğunluk tayinidir. ABS plastik ( akrilonitril bütadien stiren ) sudan daha yoğun bir malzeme olduğu için bir miktar su içerisine konulduğunda dibe batar. Eğer su üstünde yüzüyor ise muhtemelen başka bir plastik malzeme grubudur.

Bir diğer anlama yolu ise malzemeyi yakmaktır. Malzeme yakıldığında ve alev aldığında rengi sarı ise bu da muhtemelen ABS’dir. Çünkü diğer polimer grupları genellikle yeşil ya da mavi renkte alev ile yanmaktadır. Ayrıca yandıklarında verdiği koku burnu tahriş eden çok keskin bir kokudur. Bu da diğer polimer gruplarından farklı bir özellik olarak karşımıza çıkar.

Tahribatsız bir test ile belirlemek isterseniz de, kullandığınız ürünün soğuk damgasına bakabilirsiniz. Genellikle damgada aşağıdaki simge ile karşılaşırsınız.

abs plastik

Son bir yöntem de çizik yöntemidir. Diğer plastikler tırnakla üzerlerinde rahatlıkla iz bırakılabilirken, bu ABS plastiklerinde kolay kolay yüzeyde çizik izi yapamazsınız. Çünkü daha serttir.


Üretimi Nasıl Yapılır ?

Polimerizasyon işlemi Dünya’da en yaygın olarak emülsiyon prosesi ile yapılmaktadır. Polimerizasyon işlemi akrilonitril ve stirenin polibütadien bulunan ortamda polimerleştirilmesi ile yapılmaktadır.

Ancak bu malzemelerin üretimi daha çok geri dönüşüm yolu ile sürdürülmektedir. İlk paragrafta da bahsettiğimiz gibi, bu malzeme grubu bir termoplastik olduğu için ürünler tekrar tekrar eritilip enjeksiyon yöntemi ile kalıplanırlar. Böylelikle kullanım ömrünü tamamlamış bir plastik, tekrar eritilip başka bir ürün olarak yeniden imal edilebilmektedir. Polietilen ve Polipropilen yazılarımızdan da plastikler ve tekrar ergitilip kullanılması ile ilgili bilgiler alabilirsiniz.

Kullanım Alanları Nelerdir ?

ABS Plastik ( Akrilonitril Bütadien Stiren ), yapısal olarak çok sağlam bir mühendislik malzemesi olarak karşımıza çıkmaktadır. Ambalajlama alanında ya da elektronik cihazların dış gövdelerinin imalatında çok yoğun miktarda kullanılmaktadır. Bilgisayarlardaki klavyeler bu malzemeden imal edilmektedir. Hem kimyasal dayanımının iyi olması hem dayanıklı olması hem de üretim maliyetlerinin çok düşük olması sebebiyle Dünya’da kullanımı çok yaygındır.

Özellikle otomotiv endüstrisinde vazgeçilmez bir malzeme olarak karşımıza çıkmaktadır. Darbe absorblama özelliği sayesinde tamponların belirli yerlerinde kullanılmaktadır. Herhangi bir çarpma anında oluşan büyük enerjiyi emerek, kırılmadan tekrar eski haline getirilebilir.

ABS Baret

Baret

Bir diğer kullanım alanı ise, koruyucu başlıklardır. İş sağlığı ve güvenliği alanında kullanılan bazı başlıklarda ABS plastik malzemesi kullanılabilmektedir.

Lego Parçaları

Lego Parçaları

Dünya’da belki de en çok bilinen uygulaması LEGO ‘lardır. Bu oyuncaklar üretim esnasında çeşitli renk pigmentleri ile zenginleştirilerek üretilirler. Böylelikle çocukların kullanımına uygun olarak bütün Dünya’da milyonlarca satmıştır.

Son bir örnek olarak ise, darbe dayanıklı sağlam bavulların imalatlarında da bu malzeme grubu kullanılmaktadır. Özellikle havaalanlarında gördüğümüz plastik bavullar ABS plastik malzemesinden üretilmektedir. Bunun temel nedeni darbelere karşı dayanıklı olması ve üretiminin ucuz maliyetli olmasıdır.

 

Konu ile ilgili değişik makaleler için aşağıdaki bağlantıları inceleyebilirsiniz.

https://www.wikihow.com/Identify-Abs-Plastic

https://www.creativemechanisms.com/blog/everything-you-need-to-know-about-abs-plastic

 

 

 

 

 

 

The post ABS Plastik Nedir ? Akrilonitril Bütadien Stiren appeared first on Metalurji & Malzeme Bilimi.

]]>
https://www.metalurjimalzeme.net/abs-plastik-nedir-akrilonitril-butadien-stiren/feed/ 0
Malzeme Nedir ? https://www.metalurjimalzeme.net/malzeme-nedir/ https://www.metalurjimalzeme.net/malzeme-nedir/#respond Sun, 01 Sep 2019 06:48:04 +0000 https://www.metalurjimalzeme.net/?p=2635 Malzeme Nedir ? Mühendislikte Malzemenin Önemi Nedir ? Malzeme, bir ürünün tasarımında olmazsa olmaz tercih kriterlerinden biridir. Malzeme özellikleri, tasarlanan ürünün kullanım yerini, özelliklerini ve ömrünü belirlemektedir. Başarılı ve faydalı bir ürün elde edebilmek için malzeme grubu kullanım şartlarına uygun seçilmelidir. Tasarlanırken düşünülen özelliklerin hepsini bünyesinde barındırması beklenir. Mühendislikte, tasarlanan ürüne uygun malzeme seçilmesi en önemli kriterler arasında sayılmaktadır. Bu nedenle insanoğlu varolduğu ilk zamanlardan itibaren, ihtiyaçlarına uygun malzeme bulma konusunda hep bir çaba içerisinde olmuştur. Her bir malzeme grubu kendine has özelliklere sahiptir ve her geçen gün geliştirilmektedir. Mevcut özellikler iyileştirilmekte ve yeni tipte malzemeler ortaya çıkmaktadır. Kompozit malzemelerin

The post Malzeme Nedir ? appeared first on Metalurji & Malzeme Bilimi.

]]>
Malzeme Nedir ? Mühendislikte Malzemenin Önemi Nedir ?

Malzeme, bir ürünün tasarımında olmazsa olmaz tercih kriterlerinden biridir. Malzeme özellikleri, tasarlanan ürünün kullanım yerini, özelliklerini ve ömrünü belirlemektedir. Başarılı ve faydalı bir ürün elde edebilmek için malzeme grubu kullanım şartlarına uygun seçilmelidir. Tasarlanırken düşünülen özelliklerin hepsini bünyesinde barındırması beklenir.

Mühendislikte, tasarlanan ürüne uygun malzeme seçilmesi en önemli kriterler arasında sayılmaktadır. Bu nedenle insanoğlu varolduğu ilk zamanlardan itibaren, ihtiyaçlarına uygun malzeme bulma konusunda hep bir çaba içerisinde olmuştur. Her bir malzeme grubu kendine has özelliklere sahiptir ve her geçen gün geliştirilmektedir. Mevcut özellikler iyileştirilmekte ve yeni tipte malzemeler ortaya çıkmaktadır. Kompozit malzemelerin çıkış noktası da tam olarak budur.

Mühendislikte Malzeme Seçiminin Önemi Nedir ?

Bu konu ile ilgili yazılacak çok şey olmasına rağmen, kısa kısa örnek vermek gerekir ise aşağıdaki gibi bir tablo ile karşılaşırız.

Konu ile ilgili bu yazıyı inceleyebilirsiniz.

Örneğin uçak ve uzay araştırmaları için geliştirilecek ürünlerde aranan ilk özellik yüksek sıcaklıklarda optimum çalışma kapasitesidir. Bu nedenle, mühendisler yüksek sıcaklıklarda yapılarının bozulmayacağı tipte ürün grupları kullanmak zorundadır. Bunun için kompozit, refrakter malzemeler geliştirilmiştir. Bu tip ürünler, yüksek sıcaklıklarda şekil bozukluğuna uğramaz ve uzun süre dayanırlar.

Ayrıca havacılık sektöründeki en önemli isteklerden biri ürünlerin hafif olmasıdır. Bunun için, seçilecek malzemelerin hem dayanıklı hem de hafif olması istenmektedir. Çünkü üretilen ürünün hafif olması, yakıt tasarrufu sağlamaktadır. Yakıt tasarrufunun yanında, ürünlerin sürünme dayanımı ve yorulma dayanımının da üst seviyelerde olması beklenmektedir.

Metaller ile uğraşan her hangi bir mühendis, tasarım aşamasına iken, metallerin doğal bir özelliğinden dolayı zorlanmaktadır. Bu özellik bilinen bir çok metal grubunun korozyona uğraması hususudur. Bir ürünün tasarımı yapılırken ona bir ömür biçilir. Her bir ürünün belirli bir ekonomik ömrü vardır ve bu ömrü tamamladığında kullanımdan ayrılmaktadır. Korozyon da bu konuda malzemelerin ömürlerini belirleyen önemli bir olgudur. Tasarım sırasında, korozyon ile metalden yılda ne kadar kayıp verileceği hesaplanır ve buna uygun bir şekilde et kalınlığı belirlenir. Ya da, o metalin korozyona uğramaması için çeşitli önlemler alınır. ( Boyama vb. gibi )

Korozyondan korunmak için yapılacak en önemli ve kalıcı uygulama, uygun malzemeyi seçmek olacaktır. Bunun için ürünün kullanılacağı yere uygun kimyasal alaşımda bir ürün seçilmelidir. Genel olarak, paslanmaz çelik seçimi bu konuda uygun olacaktır. Paslanmaz çelik, içerisinde bulundurduğu yüksek miktarda krom ve nikel elementleri sayesinde, oksidasyona daha dayanıklı bir malzeme grubu olarak karşımıza çıkar.


Malzeme Sınıflandırması

İnsanoğlu malzeme gruplarını temel olarak 2 ayrı gruba ayırmaktadır. Bunlardan ilki doğal malzemeler, diğeri ise mühendislik malzemeleridir. Doğal olan grup, genellikle işlem görmemişler olarak sınıflandırılır iken, mühendislik malzemeleri ise, doğal yolla elde edilemeyen bir takım işlemlerden geçen malzeme gruplarıdır.

Doğal malzemelere, mineral, taş, kum, yün vb. gibi doğada karşılaşabileceğimiz grupları sıralayabiliriz. Mühendislik malzemelerini sayarsak 4 ana başlığa ayırmamız gerekmektedir. Bunlar sırasıyla;

  • Metaller
  • Seramikler
  • Polimerler ( Plastik )
  • Kompozitler

olarak sıralanabilmektedir. Malzeme bilimi ve mühendisliği ile ilgili hazırladığımız makalemizde bunlarla ilgili genel bir bilgiye yer vermiştik.

Metal Malzeme


Günümüzde halen en çok kullanılan malzeme grubu metallerdir. İnsanlık tarihinde ilk olarak metaller kullanılmaya başlanmıştır. Bunun temel nedeni, metallerin yüksek sıcaklıklara olan dayanımı, elastiklik modüllerinin yüksek olması, darbelere karşı dayanıklı olması, elektriği ve ısıyı iyi iletmeleri olarak sıralanabilir.

Metal Nedir

Metaller

Metaller bir çok yöntem ile şekillendirilebilirler. Bu da mühendislikteki en önemli problemlerden birini ortadan kaldırır. Bu problem uygun şekillendirmedir. Yani, bir tasarımcı istediği ürüne nihai şeklini verirken problem yaşamak istemez. Az zamanda, düşük bütçeler ile şekillendirme işlemi yapılması istenir. Metaller genel olarak döküm, dövme, talaş kaldırma vb. işlemler ile nihai şekline ulaşabilirler.

Seramikler

Seramik malzemeler, yine kullanım süresi insanlık tarihi ile eşdeğer olan bir diğer malzeme grubudur. Şekillendirilme kabiliyetleri çok düşüktür. Ancak; çamur halde iken döküm yolu ile şekillendirilebilirler. Bir kere nihai ürün haline getirildikten sonra, esnetilip başka şekle bürünemez.

Seramik malzemelerin tercih edilmelerindeki temel nedenler aşağıdaki gibidir ;

  • Korozyona karşı yüksek dayanım,
  • Yüksek sıcaklıklarda kullanılabilirlik,
  • Yüksek sertlik ve aşınma dayanımı
  • Yalıtkanlık

Polimer Malzeme

Polimer malzemeler, genel olarak plastik grubunu kapsamaktadır ve organik yapıdadırlar. Karbon ve Hidrojen atomlarına bağlanan diğer elementlerden oluşan molekül gruplarına verilen genel isimdir. Mühendislikte kullanım alanları çoktur. 2 ana gruba ayrılmaktadırlar.

  • Termoplastikler
  • Termosetler

Önceki yazılarımızdan da hatırlayacağınız gibi, termoplastik malzemeler tekrar tekrar eritilip şekillendirilebilmektedir. Ancak; termoset malzemeler ısıtıldığında kömür haline gelerek bir daha kullanılamazlar.

Polimer malzeme grubu, otomotiv sektöründe, elektrik – elektronik sanayinde, gıda kaplarında bol miktarda kullanılmaktadır. Elektriği ve ısıyı iletmez ya da çok az iletirler. Korozyona dayanım istenen yerlerde kullanılabilirler. Çünkü metallerdeki gibi paslanma durumu söz konusu değildir. Dezavantajlarından en önemlisi, yüksek sıcaklıklarda tercih edilmemeleridir. Çünkü genellikle 120 Santigrat derecenin üstünde yapıları bozulmaya başlar.

Kompozit Malzemeler

İnsanoğlunun yeni olarak tanıdığı bir malzeme grubudur. En temel ve basit anlatım ile iki ya da daha fazla malzemenin uygun koşullar altında birleştirilip kullanılmasıdır. Birleştirilen malzemelerin istenen iyi özelliklerinin alınması ile meydana gelir. Karbon fiberler bu gruba en iyi örnekler arasındadır. Çeliğe göre çok daha hafif olmalarına rağmen, alaşımlı bir çelik kadar çekme ve akma dayanımlarına sahiptirler.

Karbon Fiber

Korozyon dayanımı çok iyi olan kompozitler, yüksek sıcaklıklarda da kullanılabilmektedir. Yüksek teknoloji içeren uygulamalarda, metal ve seramiklerin yerini büyük bir hızla almaktadır. Düşük ağırlık ve yüksek dayanıma sahip olmaları, önümüzdeki yıllarda kompozit malzemelerin kullanımını daha da arttıracaktır.

Kompozit malzemelerin dezavantajları arasında, geri dönüşümünün mümkün olmaması ve ilk yatırım maliyetlerinin genellikle yüksek olması gelmektedir.

Kompozit malzemelere örnek vermek gerekirse;

  • Karbon Fiber
  • Fiber Glass
  • Betonarme
  • Otomobil Lastikleri
  • Rüzgar Türbin Kanatları
  • Plywood ( Kontrplak )
  • Sandviç Paneller

Malzemelerin Genel Özellikleri

Bir tasarımcı ya da mühendis ürün tasarlar iken, tasarlayacağı ürününün nerede ve ne için kullanılacağını irdeler ve tercihini bu yönde yapar. İrdelemeyi yaparken de aşağıdaki kriterleri göz önünde bulundurmak zorundadır.

Wikipedia makalesi için bu bağlantıyı inceleyebilirsiniz.

Malzemelerin Mekanik Özellikleri

Herhangi bir malzemenin mekanik özelliği dendiği zaman ilk olarak akla çekme testi sonuçları gelmektedir. Çekme testi yapıldığında bir malzeme hakkında detaylı bir fikir elde edilmiş olur. Örnek olarak S235 kalitede bir çelik malzemenin akma dayanımı 235 olarak düşünülebilir ve hesaplamalar buna göre yapılır. Akma dayanımı, o çeliğin belirtilen değere kadar elastik olarak şekil değiştireceği anlamına gelmektedir. Ancak; o değer aşıldığında malzeme plastik şekil değiştirmeye başlayacaktır. Yani kalıcı şekil değiştirme meydana gelecektir. Bir tasarımcı, tasarladığı bir makine ya da konstruksiyonda bu bilgileri kullanacaktır.

Herhangi bir makine parçasının maruz kalacağı yükün, o malzemenin dayanımına uygun olup olmadığını belirlemek tasarım mühendisinin işidir. Uygun olmayan bir seçimde, bir çelik yapı ya da makine rahatlıkla kırılıp kullanılamaz hale gelebilmektedir.

Önceki paragraflarda bahsettiğimiz gibi, esneme özelliği istenen bir yapıda çelik kullanılması yerine seramik malzeme kullanılır ise, seramiklerin doğal özelliklerinden dolayı kırılma meydana gelecektir. Çünkü seramik malzemelerde, metallerdeki gibi bir gerilme-gerilim eğrisi yoktur. Seramiklerde tokluk aranmaz. Ancak; bazı metallerde tokluk değeri çok yüksektir.

Tokluk, bir malzemenin rijitlik kavramını göstermektedir. Yani, ürünün darbelere olan dayancını belirlemek için kullanılan bir terimdir. Genellikle çentik darbe testi ile belirlenir.

Yorulma Dayanımı Belirlenmesi

Bir makine ya da yapı tasarlanırken tekrarlı yüklere maruz kalıp kalmayacağı da önemli bir kriterdir. Malzeme seçimi yapılacağı zaman bu bilginin ışığında seçim yapılmalıdır.

Yorulma Eğrisi

Yorulma Eğrisi

Yukarıdaki eğri, mühendislikte S-N eğrisi olarak bilinmektedir. X- ekseni gerilim, Y- ekseni ise, çevrim sayısı olarak belirlenmiştir. Çelik ve alüminyum karşılaştırmasına bakacak olursanız, çeliğin daha yüksek gerilim altında çalışabileceğini görebilirsiniz. Örnek olarak çeliğin 25 Ksi gerilimde teorik olarak sonsuza kadar çalışabileceği ortamda, alüminyum yaklaşık olarak 1.000.000 çevrimden sonra kırılacaktır. İşte iyi bir tasarım mühendisi bu grafikleri iyi irdelemeli ve tasarımlarında kullanacağı malzeme gruplarını bunlara göre belirlemelidir.

Termal Özellikler

Tasarımda dikkat edilecek bir diğer hayati konu ise, malzemenin ısıl dayanımıdır. Bir malzemenin ergime sıcaklığı bilinmeli ve kullanılacağı ortam da buna göre seçilmelidir. Isıl özelliklerin belirlenmesinde tek kriter ergime sıcaklığı değildir. Diğer bir kriter ise, özellikle metaller için yumuşama sıcaklığıdır. Çünkü, metaller sıcaklık yükseldikçe dayanımlarını kaybederler. Örnek olarak oda sıcaklığında 650 MPa çekme dayanımına sahip bir çelik, 100 Santigrat derecede çok daha düşük bir çekme dayanımına sahip olacaktır.

Sıcaklığın bir diğer etki ettiği husus, oksitlenme olgusudur. Yüksek sıcaklıklarda çalışan metaller oksijene karşı daha duyarlı hale gelir. Bunun neticesinde ise, oda sıcaklığındaki haline göre çok daha kısa sürede paslanarak ekonomik ömrünü erkenden tamamlar. Bu da istenmeyen bir durumdur.

Termal özelliklerden bir diğeri ise, malzemenin genleşme katsayısıdır. Bir malzemenin genleşme katsayısı ne kadar büyük ise, sıcaklık arttığında o oranda genleşecektir. Tasarım yapılan yapı, bu genleşme düzeyine göre dizayn edilmediyse sonuç yine beklenen gibi olmayacaktır. Bu nedenle, tasarım aşamasında malzemelerin sıcaklık değişimine ne gibi tepki verdiği iyi irdelenmelidir.

Elektrik Özellikleri

Mühendislik tasarımı sırasında, üretilecek ürünün elektrik akımı ya da manyetik alan karşısında ne gibi tepkiler vereceği iyi hesaplanmalıdır. Örnek olarak yalıtımın önemli olduğu bir elektrik devresinde, iletkenliği istenen düzeyde olmayan bir metal kullanılması tehlikeli sonuçlar doğurabilmektedir. Direnci yüksek bir malzemenin tesisatta kullanılması aşırı ısınmalara neden olacaktır.

Benzer mantıkla yalıtkan olması istenen bir parçanın belirli bir sıcaklıktan sonra iletken duruma geçmesi, kullanım aşamasında ölümcül sonuçlara neden olabilecektir. Bu nedenle, bir malzemenin bütün özellikleri iyi incelenip ona göre kullanımına onay verilmesi uygun olacaktır.


Malzeme ve Tasarım

Yukarıda anlatılan olguları özetlemek gerekirse, tasarım esnasında bir makine ya da herhangi bir konstrüktif yapıyı tasarlarken, teknik özelliklerine uygun bir malzemenin seçimi, o ürünün efektif olması açısından çok önemlidir.

Bir ürün tasarlığında, o ürünün çalışacağı ortam, korozif etkileri, yük durumu, çalışacağı sıcaklık ve aşınma gibi etkiler göz önünde bulundurulmalıdır. Tarihin ilk zamanlarından bu yana üretilen ürünlerin sınırlarını kullanılan malzemelerin teknik özellikleri belirlemektedir.

Bir mühendisten talep edilen şey, yeni bir ürün ya da mevcut ürünün geliştirilmesi olabilir. Günümüzde 100.000 adet mühendislik malzemesi olduğu tahmin edilmekle beraber, teknolojik gelişmelerin ışığında bu olgu gün geçtikçe gelişmektedir. Malzeme seçimi sırasında dikkat edilmesi gereken hususlar aşağıdaki gibi olmalıdır ;

  • Malzemenin imalat yöntemi ( Döküm, Talaşlı imalat vb. )
  • Maliyet
  • Kullanılacağı ortamdaki sıcaklık, basınç, aşınma vb. gibi durumlara dayanıklılık
  • Kolay elde edilebilirlik
  • Görünüş
  • Malzemenin dayanımı, tokluğu ve sertliği.

Bir tasarımcı bir ürünü tasarlarken yukarıdaki hususları iyi irdelemeli ve bu konu ile ilgili mühendis ile koordineli bir şekilde çalışmalıdır. Çünkü doğru işe doğru malzeme seçimi, ürünün uzun ömürlü ve istenen özelliklere cevap verebilmesi açısından çok önemlidir.

 

 

 

 

The post Malzeme Nedir ? appeared first on Metalurji & Malzeme Bilimi.

]]>
https://www.metalurjimalzeme.net/malzeme-nedir/feed/ 0
Perçin Nedir ? https://www.metalurjimalzeme.net/percin-nedir/ https://www.metalurjimalzeme.net/percin-nedir/#respond Tue, 20 Aug 2019 17:12:18 +0000 https://www.metalurjimalzeme.net/?p=2613 Perçin Nedir ? Kullanım Alanları Nerelerdir ? Perçin en temel anlatım ile 2 ya da daha fazla parçayı birbirine bağlamak için kullanılan bir bağlantı elemanı olarak tanımlayabiliriz. Perçin, sökülemez bağlantılar yapar. Yani perçin kullanılan bağlantıların cıvata, saplama ve somun ile yapılan bağlantılardan farkı budur. Cıvata ve somun ile yapılan bağlantılar sonradan sökülebilirler. Özellikle çekme ve kesme gerilmelerine karşı dayanıklıdırlar. Aşağıdaki videoda perçin bağlantısının genel olarak nasıl yapıldığı ile ilgili bir video bulabilirsiniz. Bu videoda kullanılan perçin tipi POP-Kör tiptir. Patentli bir üründür. Bağlantı yapılmadan önce, bağlantı yapılacak yere bir delik delinir. Bu delik içerisine perçin konur. Perçin, perçinleme tabancasına da

The post Perçin Nedir ? appeared first on Metalurji & Malzeme Bilimi.

]]>
Perçin Nedir ? Kullanım Alanları Nerelerdir ?

Perçin en temel anlatım ile 2 ya da daha fazla parçayı birbirine bağlamak için kullanılan bir bağlantı elemanı olarak tanımlayabiliriz. Perçin, sökülemez bağlantılar yapar. Yani perçin kullanılan bağlantıların cıvata, saplama ve somun ile yapılan bağlantılardan farkı budur. Cıvata ve somun ile yapılan bağlantılar sonradan sökülebilirler. Özellikle çekme ve kesme gerilmelerine karşı dayanıklıdırlar.

Aşağıdaki videoda perçin bağlantısının genel olarak nasıl yapıldığı ile ilgili bir video bulabilirsiniz. Bu videoda kullanılan perçin tipi POP-Kör tiptir. Patentli bir üründür.

Bağlantı yapılmadan önce, bağlantı yapılacak yere bir delik delinir. Bu delik içerisine perçin konur. Perçin, perçinleme tabancasına da konarak delik içerisine yerleştirilir. Daha sonra bir kaç sıkma hareketi ile yerine oturtulmuş kalıcı bir bağlantı elde edilir.

Wikipedia’nın ilgili makalesi için bu bağlantıyı inceleyebilirsiniz.

Kullanım Alanları Nerelerdir ?

Kaynak, civata, saplama ve somun bağlantıları günümüzdeki kadar gelişmediği dönemde bir çok metal yapıda birleştirme amaçlı olarak kullanılmıştır. Bu metal yapılar, heykeller, çelik konstrüksiyonlar ve köprülerdi.

Örnek olarak Fransa’nın Paris kentinde bulunan Eyfel Kulesinde parçaların birleştirilmesi için kaynak yerine perçinler kullanılmıştır. Toplam adet 2,500.000 parçanın üzerindeydi.

Günümüzde hala ayakta duran metal köprülerde kullanılmaktadır. Örnek olarak Golden Gate Köprüsünde kullanılmıştır. Ayrıca, hafifliğin çok önemli olduğu havacılık sektöründe bol miktarda kullanılmaktadır. Günümüz uçaklarında bile perçinleme işlemi ile montaj yapılmaktadır.

II.Dünya Savaşındaki bazı tanklarda ( M3-LEE ) perçinleme işlemi kullanılmıştır. Her ne kadar bu işlemin yanlış olduğu sonradan anlaşıldıysa da, bazı ülkeler bu yönteme devam etmişlerdir. Bunun temel nedeni, kaynak işleminin zor olması ve o dönemde yeni yeni kendine sanayide yer bulmasıdır.

Son olarak, çok yaygın kullanılan ama bir çok kişinin farkına bile varmadığı ” Jean ” lerde yani kotlarda kullanılmaktadır. Kotların düğmeleri yine çoğunlukla perçinleme işlemi ile kumaşa sabitlenmektedir.


Perçin ve Birleştirme Tarzı İncelemesi

Perçin çakma makinesi ya da tabancası ile deliğe yerleştirilen parçanın kuyruk kısmı kendi çapının yaklaşık 1.5 katı kadar genişler ve deliğe oturur. Makine geriye çekilirken, parçanın uç kısmı da genişleyerek düzleşir. Diğer bir deyişle, parçanın kuyruk – uç kısmı da baş kısmı gibi davranır. Böylece her iki taraftan da sıkıştırılmış bir bağlantı oluşturulmuş olur.

Kör-Pop Perçin

Kör-Pop Perçin

Yukarıdaki şekilde görebileceğiniz üzere, piyasada pop ya da kör olarak adlandırılan percin türlerinde, içerisindeki mandrel çıkar ya da kırılarak bağlantı içerisinde kalır. Böylece son şekilde görebileceğiniz gibi, üst üste konan saclar hem üst hem de alt kısımdan birbirlerine sıkı sıkıya sabitlenmiş olmaktadır.

Perçinleme işlemi sıcak veya soğuk işlemle yapılabilmektedir. Yumuşak malzemeden yapılmış veya çapı 10 mm’den küçük olan perçinlerde soğuk işlem, 10 mm’den yüksek çapa sahip olanlarda ise sıcak işlem yapılmalıdır. Perçinlerin montajında, girecekleri delik perçin çapından yaklaşık 1 mm büyük seçilir. Bunun nedeni, deliğe rahatlıkla girebilmesi içindir. Soğuk işlem sonucunda çekiçle dövüleceği için perçinin çapı kalınlaşarak o deliği tamamen dolduracaktır.

Perçin Çeşitleri Nelerdir ?

Bombe Başlı Perçinli Bağlantılar


Bombe Başlı Perçin

Bombe Başlı Perçin

Yukarıdaki teknik çizimde görüldüğü gibi, klasik ve en eski tip perçin budur. Tarih öncesi dönemlerden kalma kalıntılarının bulunması, bu tip bağlantıların o dönemde bile kullanıldığına işaret etmektedir. Basit bir çekiç ya da perçinleme tabancası ile birleştirme işlemi gerçekleştirilir. Bu tip bağlantı elemanları günümüzdeki bazı uçaklarda bile kullanılabilmektedir. Uçaklarda, on binlerce perçinli bağlantı bulunmaktadır.

Uçaklarda perçinli bağlantıların kullanılmasının temel nedeni, kaynaklı birleştirmelerde dinamik zorlanmalara karşı kaynağın mukavemetinin düşük kalmasıdır. Çünkü, kaynak her ne kadar günümüzde en geçerli birleştirme yöntemlerinden biri olsa da, malzeme yorulmasına karşı dayanımı düşüktür.

Bombe Başlı Perçin ve Uçak Montajı

Bombe Başlı Perçin ve Uçak Montajı

Uçaklarda bulunan parçalar genellikle 2XXX, 5XXX ve 7XXX Alaşımlarından meydana gelmektedir. Perçinli bağlantılarda uyulması gereken önemli bir husus olarak, birleştirilecek malzeme çeşidi ile perçin malzemesinin benzer özellikte olmasına özen gösterilmelidir. Özellikle birleşme sonrasında galvanik korozyon oluşmaması için bu tip konulara azami önem gösterilmelidir.

Ayrıca mecbur kalınan durumlarda, birleştirilecek 2 malzemenin çeşidi birbirinden farklı ise, araya izolasyon konulmalıdır. Eğer bu işlem yapılmaz ise, yine galvanik korozyon meydana gelebilir.

Bu tip bağlantı elemanlarında, birleştirilecek parçaların her iki tarafına da erişim sağlanmalıdır. ( Uçak Montajı Fotoğrafı ). Birleştirme sağlanır iken, 1 adet çekiç, 1 adet de hidrolik ya da pnömatik çalışan tabancaya ihtiyaç duyulmaktadır.

Bağlantı sağlanabilmesi için tek taraflı erişimin yeterli olduğu perçinli bağlantı türlerine ise, Kör-Pop perçin denilmektedir.

Kör – Pop Perçin Bağlantıları

Kör Perçinli Bağlantılar

Kör Perçinli Bağlantılar

Bu tip bağlantılarda sadece tek bir taraftan erişim perçin işleminin yapılması için yeterlidir. Çekice gerek yoktur. Sadece perçinleme tabancası ile işlem tamamlanmaktadır. İşlem sonucunda silindirik kısım ( mandrel ) tabancanın içerisinde kalır. Alt kısım da plastik deformasyona uğrayarak sabitlenme her iki taraftan da sağlanmış olur.

Bu bağlantıdaki ” POP “ ismi Stanley Markasının özel ismidir.

Silindir Başlı Bağlantılar

Silindir Başlı Bağlantılar

Yukarıdaki teknik resimden de göreceğiniz üzere, yapısı bombe tipli olanlara benzemektedir. Ancak; bu tiplerdeki fark baş kısmının zıt tarafında ( silindirik kısım ), dairesel bir boşluk bulunmasıdır. Bu boşluğun bulunmasındaki temel amaç; uygulanan kuvveti düşürmek ve hareketli parçalardaki perçinli bağlantıları yapabilmek içindir. Genellikle fren, balata gibi uygulamalarda kullanılmaktadır. İmalat malzemeleri genellikle, çelik, paslanmaz çelik, bakır, pirinç, alüminyum vb. olarak çeşitlilik göstermektedir.

Diğer Çeşitler

Aşağıdaki tabloda, şekil itibari ile farklı perçinli bağlantı tiplerini görebilirsiniz. Bu bağlantı tiplerinin her birinin farklı ölçüleri bulunmaktadır. Bu ölçüler ilgili standartlarda detaylı bir şekilde belirtilmektedir. Tasarım yapılırken bu ölçülere dikkat edilerek yapılır.

Çeşitler

Perçin Çeşitleri

Belli başlı standartlar aşağıda listelendiği gibidir ;


Perçinli Bağlantıların Avantaj ve Dezavantajları Nelerdir ?

Bu başlığımızda perçinli bağlantıların avantaj ve dezavantajlarını inceleyeceğiz.

Avantajlar

Bu tip bağlantılarda farklı malzemelerin birleştirilme işlemleri kaynak işlemindeki gibi problemli değildir. Çünkü kaynak yazımızdan hatırlayacağınız üzere, kaynak işleminde farklı tip malzemeler işin içine girdiğinde, yöntemler ve teknikler daha komplike bir hal almaktaydı.

Bir diğer avantajı ise, iyi bir bağlantı yapıldığında sızdırmazlık tam olarak sağlanabilmektedir. Bu da tank ya da depolarda kullanılmasına olanak sağlamaktadır.

Özellikle çekme ve kesme ( makaslama ) gerilmelerine karşı yapıyı korurlar.

Dezavantajlar

Ağırlığın önemli olduğu yapılarda, tasarıma ilave ağırlığa neden olmaktadır. Bu da istenmeyen bir durum olarak karşımıza çıkar.

Bağlantılar yapılırken, deliğin açıldığı yerde mikro çatlaklar oluşabilir. Bu da titreşim ya da basınç altında çalışan yapılarda, ilerleyen zamanlarda çatlağın ilerleyip kırılmalara ve hasara neden olabilir.

Parçaların üst üste bindirilmesi ve o şekilde birleştirilmesi de tasarım ve mukavemet açısından istenilen bir durum değildir.

Britannica makalesi için bu bağlantıyı inceleyebilirsiniz.

The post Perçin Nedir ? appeared first on Metalurji & Malzeme Bilimi.

]]>
https://www.metalurjimalzeme.net/percin-nedir/feed/ 0
Kübik Bor Nitrür Nedir ? En Sağlam Madde ! https://www.metalurjimalzeme.net/kubik-bor-nitrur-nedir-en-saglam-madde/ https://www.metalurjimalzeme.net/kubik-bor-nitrur-nedir-en-saglam-madde/#respond Sat, 17 Aug 2019 08:19:54 +0000 https://www.metalurjimalzeme.net/?p=2599 Kübik Bor Nitrür Nedir ? Kübik bor nitrür doğada bulunmayan, insanoğlunun yapay yollar ile laboratuvarda sentezlemiş olduğu bir malzeme çeşididir. Kübik bor nitrür, bu zamana kadar bulunan en sert ve sağlam malzemedir. Bu nedenle de kendine bir sürü uygulama alanı bulmuştur. Gerek sanayide gerekse savunma sektöründe vazgeçilmez bir malzeme çeşidi olmaktadır. Her geçen gün üzerinde yapılan çalışmalar neticesinde kullanım alanı da artmaktadır. Malzeme Bilimi ve Mühendisliği alanında bu elementin her geçen gün yeni bir uygulama alanı bulunmaktadır. Ülkemizin sahip olduğu Dünya’nın en geniş bor rezervleri de düşünüldüğünde, borun ülkemiz için ne kadar önemli olduğu daha da iyi anlaşılmaktadır. Neden Kübik

The post Kübik Bor Nitrür Nedir ? En Sağlam Madde ! appeared first on Metalurji & Malzeme Bilimi.

]]>
Kübik Bor Nitrür Nedir ?

Kübik bor nitrür doğada bulunmayan, insanoğlunun yapay yollar ile laboratuvarda sentezlemiş olduğu bir malzeme çeşididir. Kübik bor nitrür, bu zamana kadar bulunan en sert ve sağlam malzemedir. Bu nedenle de kendine bir sürü uygulama alanı bulmuştur. Gerek sanayide gerekse savunma sektöründe vazgeçilmez bir malzeme çeşidi olmaktadır. Her geçen gün üzerinde yapılan çalışmalar neticesinde kullanım alanı da artmaktadır. Malzeme Bilimi ve Mühendisliği alanında bu elementin her geçen gün yeni bir uygulama alanı bulunmaktadır. Ülkemizin sahip olduğu Dünya’nın en geniş bor rezervleri de düşünüldüğünde, borun ülkemiz için ne kadar önemli olduğu daha da iyi anlaşılmaktadır.

Neden Kübik Bor Nitrür ?

Kübik bor nitrür, elmastan bile serttir. Sırf bu özelliği bile, insanoğlu için onu vazgeçilmez kılmaktadır. Sektörde çalışan bir çok kişinin bildiği üzere elmas kesici takımların vazgeçilmezi konumundadır. Ancak; elmasların da kesici takımlarda kullanılmasında bazı problemler olabilmektedir. Örneğin yüksek hızlarda çalışılamaması ya da çabuk aşınması gibi.

Elmas ile işleme yapılır iken, çok yüksek hızlara çıkılamaz. Ancak; kübik bor nitrür çok yüksek sıcaklıklarda problem olmaksızın çalışabilmektedir. Bu da hem kesici takım ömrünü arttırır hem de imalat yapılan fabrikalarda uzun vadede karlılık sağlar.

Üretim yapılan fabrikalarda sadece çelik üretilmemektedir. Malzeme bilimi alanında teknoloji her geçen gün artmakta ve yeni tipte malzemeler piyasaya yavaş yavaş sürülmektedir. Bu tip malzemeler de beraberinde yeni problemleri getirmektedir. Çelikten çok daha sert ürünlerin işlenmesi için elmas bazı durumlarda yeterli olamamaktadır. Yüksek alaşımlı çelikler, dökme demir, dövme çelik malzeme grupları, yüzeyi sertleştirilmiş çelik vb. malzeme gruplarının işlenmesi bu malzeme ile kolaylıkla yapılabilmektedir.

Yüksek Hız ile İşleme


Bu malzemenin en büyük artılarından biri de işleme hızıdır. Elmas çok yüksek hızlara çıkamaz. Çünkü yüksek sıcaklıklarda işlevini yitirir. Ancak; CBN – Cubic Boron Nitride ile yüksek hızlarda işleme yapılabilir. Yüksek hızla işleme sayesinde de üretimde verim, hız ve işlenebilen malzeme grubunun çeşidi de artacaktır.

Kesici takımlar üretilirken yüksek sıcaklık ve basınç ortamlarında, seramik bağlayıcılar ile birlikte sinterleme işlemi ile üretilmektedirler. Elmasın üretim aşamasında şekillendirilebilmesi daha zordur. Bu nedenle CBN, bu özelliği ile de elmastan öne çıkmaktadır.

Kesici takımlar ile ilgili faydalı bir makale için bu bağlantıyı inceleyebilirsiniz.


Savunma Sanayinde Kullanımı

CBN ‘nin sahip olduğu olağanüstü sertlik değerleri nedeniyle savunma sanayinde zırh olarak kullanılmaktadır. Bor karbür‘de olduğu gibi CBN de özel üretilen zırh delici mermilere karşı dayanıklıdır. Aşağıda izleyeceğiniz video da buna kanıt olarak çekilmiştir.

Videoda gördüğünüz gibi, CBN zırh olarak kullanıldığında en kuvvetli mermileri bile durdurabilme potansiyeline sahiptir. Bu özelliğinin kullanılabilmesi için, vakum ortamında çelikler bu malzeme grubu ile kaplanmaktadır.

Kübik Bor Nitrür Kristal Yapısı ve Özellikleri

Normal şartlarda bor nitrür kristal yapısı hexagonaldir. Hexagonal yapıya sahip olduğunda beyaz renkli olur ve yapısı grafite benzer. Dolayısı ile aynı grafitte olduğu gibi refrakter ve yağlayıcı olarak kullanılabilmektedir. Yapı kübik forma döndüğünde işler biraz değişmektedir… Kübik forma dönen bor nitrür özelliklerini değiştirir.

kübik bor nitrür kristal yapısı

Kristal Kafes Yapısı

Ancak; belirli şartlar altında bu yapı ” Kübik ” yapıya çevrilebilmektedir. Yapı kübik olduktan sonra istenilen sertlik ve dayanıklılık değerlerine erişilebilmektedir. Bu ” Belirli Şartlar ” yaklaşık 1800 Santigrat derecede 85.000 ATM Basınç altında sağlanmaktadır. Bu aşamada, atmosferden korunaklı bir ortam gereklidir. Bu nedenle vakumlu bir ortamda bu işlemler gerçekleştirilir.

Kristal yapı incelendiğinde, kübik forma sahip malzemenin yaklaşık ağırlıkça % 43.6’sı Bor iken, geriye kalan % 56.4 ‘lük kısmı ise Nitrür’den oluşmaktadır. Çok iyi bir elektrik yalıtım özelliğine sahiptir ve korozyon – oksitlenme dayanımı yüksektir. Ancak ; 2000 santigrat derecenin üzerine çıkıldığında oksidasyon başlar. Bu dayanım elmastan çok daha iyidir. Isıl iletkenliği çok iyidir ve yağlayıcı özelliği bulunmaktadır. Ayrıca kimyasal kararlılığı da çok iyidir.

Elmasın yüzeyini çizer ve elmas tarafından da çizilir. Ancak; sıcaklık yükseldikçe elmas yerine tercih edilmektedir. Çünkü stabilitesini 1400 santigrat dereceye kadar korumaktadır.

Konu ile ilgili bilimsel makaleler için aşağıdaki bağlantıları inceleyebilirsiniz.

https://www.sciencedirect.com/topics/materials-science/cubic-boron-nitride

Elmas Hangi Özellikleri ile CBN’den Geridedir ?

  • Elmas 600 Santigrat derecenin üstünde oksitlenmeye başlamaktadır.
  • Elmas demir alaşımları ile reaksiyona girme eğilimindedir. Özellikle de yüksek sıcaklıklarda. Bu nedenle kübik bor nitrür yüksek sıcaklıklarda daha iyi bir seçim olmaktadır.
  • İçerisinde bulunan karbon atomu yüzünden, yüksek sıcaklıklarda vanadyum ve titanyum ile karbür oluşturma eğilimine girer. Bu da sert fazlar oluşturduğu için malzemede çatlaklara neden olmaktadır.
  • Geçiş metalleri içerisinde çözünme eğilimindedir. ( 900 Santigrat derece üzerinde )

Saydığımız bu gibi olumsuz özellikleri nedeniyle, özellike 700 santigrat derecenin üzerindeki işleme işlemleri için elmas, kübik bor nitrüre göre daha az tercih edilmektedir.

 

 

 

The post Kübik Bor Nitrür Nedir ? En Sağlam Madde ! appeared first on Metalurji & Malzeme Bilimi.

]]>
https://www.metalurjimalzeme.net/kubik-bor-nitrur-nedir-en-saglam-madde/feed/ 0
Mekanik Enerji Nedir ? https://www.metalurjimalzeme.net/mekanik-enerji-nedir/ https://www.metalurjimalzeme.net/mekanik-enerji-nedir/#respond Tue, 13 Aug 2019 21:08:06 +0000 https://www.metalurjimalzeme.net/?p=2563 Mekanik Enerji Nedir ? Mekanik Enerji Çeşitleri Nelerdir ? Mekanik enerji sorusunu cevaplamak için aslında ilk olarak enerji kavramının ne olduğunu ve insanlık için neden bu kadar önemli olduğu kavramak gerekmektedir. Enerji, günümüzde mevcut kaynaklar ile tüketilmekte ve insanoğlu yeni enerji kaynaklarına yönelmektedir. Mekanik enerji, günlük hayatımızın neredeyse her alanında karşımıza çıkmaktadır. Bizim konumuz olan sanayi ve endüstride mekanik enerji, fabrikalarda iş yürütülebilmesi için gerekli temel enerji kaynağıdır. Bu enerjileri elde edebilmek için doğadaki enerji kaynaklarından yararlanılmaktadır. Ancak; genellikle doğadaki bulunduğu hal ile enerjiler kullanılamaz. Bunları işe yarar enerjilere dönüştürebilmek için bir takım işlemlere gerek duyulmaktadır. Yani bu enerjileri bir

The post Mekanik Enerji Nedir ? appeared first on Metalurji & Malzeme Bilimi.

]]>
Mekanik Enerji Nedir ? Mekanik Enerji Çeşitleri Nelerdir ?

Mekanik enerji sorusunu cevaplamak için aslında ilk olarak enerji kavramının ne olduğunu ve insanlık için neden bu kadar önemli olduğu kavramak gerekmektedir. Enerji, günümüzde mevcut kaynaklar ile tüketilmekte ve insanoğlu yeni enerji kaynaklarına yönelmektedir. Mekanik enerji, günlük hayatımızın neredeyse her alanında karşımıza çıkmaktadır. Bizim konumuz olan sanayi ve endüstride mekanik enerji, fabrikalarda iş yürütülebilmesi için gerekli temel enerji kaynağıdır.

Bu enerjileri elde edebilmek için doğadaki enerji kaynaklarından yararlanılmaktadır. Ancak; genellikle doğadaki bulunduğu hal ile enerjiler kullanılamaz. Bunları işe yarar enerjilere dönüştürebilmek için bir takım işlemlere gerek duyulmaktadır. Yani bu enerjileri bir taşıyıcı konuma getirmek gerekmektedir. Bu da, örnek olarak fosil yakıtlar, elektrik, buhar vb. şeklinde olmaktadır. Bu ara forma geldikten sonra, istenilen mekanik enerji için kullanılabilmektedir. Mekanik enerji vasıtası ile yapılan işe mekanik iş denilmektedir.

Konu ile ilgili faydalı bir makale için bu bağlantıyı inceleyebilirsiniz.

Mekanik Enerji ve Mekanik İş

Mekanik iş yapılabilmesi için ortamda bir hareket olması gerekmektedir. Bir nesnenin bir yerden başka bir yere götürülmesi bir iştir ve bu iş ancak enerji ile yapılabilir. Herhangi bir eşyanın bir yere çıkarılması, otomobil, uçak ya da benzeri bir taşıtın bir yerden başka bir yere götürülmesi yine fizik ve mühendislikte ” İş ” olarak isimlendirilir. Mühendislikte de, herhangi bir parçanın dövme ile şekillendirilmesi, ya da tornalama ile şekillendirilmesi de iş olarak kabul edilmektedir. Mekanik iş denildiğinde, bu kavram gözle görülebilmektedir ve ancak hareket ile olur. Hareket doğrusal olduğu gibi, dairesel biçimde de karşımıza çıkmaktadır. Örnek olarak matkap ile dairesel hareket verilen uç, iş parçası üzerinde bir delik açmaktadır. Bu da ” Mekanik İş ” olarak kabul edilmektedir.


Kuvvet ve Hareket

Bir nesnenin bir yerden başka bir yere götürülmesi fizikte ” Hareket ” olarak adlandırılır. Hareket olayının olabilmesi için de bir ” Kuvvet “ gerekmektedir. Burada Newton’un ilk yasası akıllara gelmelidir. Bir cisim herhangi bir başka kuvvet tarafından etki edilmedikçe mevcut halini korumak istemektedir. Örnek verecek olursak, eğer bir cisim duruyor ise ve dışarıdan herhangi bir kuvvet etki etmedikçe durmaya devam eder. Ya da eğer bir cisim hareket halinde ise, dış bir kuvvet tarafından etki edilmedikçe hareket etmeye devam etmelidir. Ancak burada unutulmaması gereken olay, sürtünme kuvvetinin ihmal edilmesidir. Sürtünme kuvveti bir dış kuvvet olarak düşünülür ise, hareket eden bir cisim sürtünmeli bir ortamda durmaya zorlanacaktır. Ancak; teorik olarak sürtünmesiz bir ortamda bir cisim hareket ediyor ise hareketine devam edecektir. Bu kanuna ” Eylemsizlik Yasası ” denmektedir.

Önceki paragrafta bahsettiğimiz sürtünme mukavemeti gerçek hayatta karşımıza hava direnci olarak da çıkmaktadır. Bir cisim hareket edebilmesi için önce statik sürtünmeyi daha sonra da dinamik sürtünmeyi aşması gerekmektedir. Sürtünme kuvveti aşılmaz ise hareket de söz konusu olamayacaktır.

İçten yanmalı motorlar ile ilgili makalemiz için bu bağlantıyı inceleyebilirsiniz.

Newton ve Hareket Kanunları


Önceki başlığımızda Newton‘un 1. Yasasından bahsetmiştik. Bu başlığımızda ise 2. yasadan devam edeceğiz. Enerji olgusunu ve bu olgunun cisimlere ne gibi etkileri olduğunu kavrayabilmek için bu kanunları bilmekte fayda vardır.

Sadece mühendislikte değil, bir çoğumuzun lisede gördüğü fizik dersinden hatırlayacağı bir formül vardır. Bu formül şu şekildedir ;

F = M x a

Bu formülde F: Kuvvet,  M : Kütle, a : İvme olarak adlandırılmaktadır.

Bu formüle göre kuvvet, durağan bir cisimi harekete geçirebildiği gibi, hareket halinde olan bir cisimi de durdurabilir ya da hızını değiştirebilir. ( Arttırabilir ya da azaltabilir. ) Yani; bir cisim, kuvvet etkisi altındayken ivmesini değiştirebilir. Bu da etki eden kuvvetle doğru orantılı ancak; kütlesi ile ters orantılıdır.

Bu formülü biraz açarsak;

  • Bir cisime yeterli miktarda kuvvet uygulandığında ona ivme kazandırılmış olur. Kazandırılan bu ivme, uygulanan kuvvet ile doğru orantılıdır. Yani, kuvvet ne kadar büyük olur ise, cisime kazandırılan ivme de o oranda büyük olur. Ancak; formüle dikkat edilir ise, ivme, kütle ile ters orantılıdır. Yani, kuvvet uygulanan cisimin kütlesi ne kadar büyük olur ise, kazanacağı ivme de o oranda düşük olacaktır.

Son olarak Newton’un 3. Yasası olan ” Etki – Tepki ” ye bakacak olur isek, bir cisim başka bir cisime temas edip kuvvet uyguladığında, temas edilen cisim de aynı oranda ters bir tepki uygulayacaktır. Yani iki cisim arasında tek bir kuvvet yoktur. Her zaman çift kuvvet olacaktır. Buna da etki – tepki yasası denmektedir. Günümüzde kullanılan bir çok makina bu 3 kanuna göre çalışmaktadır. Bu temel kavramları bilmeden, mekanik enerji kavramı da açıklanamaz.

Mekanik Enerji Çeşitleri

Mekanik enerji, kinetik ve potansiyel enerji olarak 2 ayrı başlıkta incelenmektedir. Kinetik enerji, bir cisimin hareket halindeki enerjisi anlamına gelmektedir.

Kinetik Enerji

Kinetik Enerji

şeklinde formülize edilir. Burada M : Kütle, V : Hız‘dır.

Bu formüle göre, bir cisimin hızı ve kütlesi ne kadar büyük ise, kinetik enerjisi de o derecede büyük olacaktır. Ancak kinetik enerji hızın karesi ile doğru orantılıdır. Yani bir cisimin hızı 1 br. , kütlesi de 1 br. ise kinetik enerjisi 0.5 br olarak çıkmaktadır. Ancak; cisimin kütlesi sabit tutularak hızı 2 katına çıkartılır ise, kinetik enerji 2 br. olur. Yani toplamda 4 katına çıkartılmış olur.

Potansiyel Enerji Ne Anlama Gelir ?

Potansiyel enerji, kinetik enerjiden farklı olarak yorumlanmaktadır. Bir cisim kinetik enerji uygulanarak belirli bir yüksekliğe çıkarılır ise, o cismin sahip olduğu kütle ve yükseklikten dolayı bir potansiyel enerjisi bulunmaktadır. Yani, cisim yeryüzünden belirli bir yükseklikte ise, mevcut olduğu ” Potansiyel Enerji” yi, tekrar yere düşerek kinetik enerjiye çevirebilmektedir.

Potansiyel Enerji : m x g x h .   olarak ifade edilmektedir.

Burada m : Kütle, g : Yerçekimi ivmesi, h : Cisimin sahip olduğu yükseklik.

Formülde, g sabit olarak kabul edilir. ( 9.8 ). Kütle ve Yükseklik arttıkça, potansiyel enerji de aynı oranda artmaktadır. Mühendislikte potansiyel enerjiyi yaylar yardımı ile açıklayabiliriz. Örneğin bir yay ” F ” kuvveti ile sıkıştırıldığında yine bünyesinde bir potansiyel enerji barındırmaktadır. Yay sabit kaldığında ve önündeki cisimi ittirdiğinde de sahip olduğu ” Potansiyeli ” kinetik enerjiye dönüştürmüş olur.

Potansiyel Enerji

Potansiyel Enerji

Yukarıdaki şekilde görüleceği gibi, sıkıştırılmış yaylardaki potansiyel enerji sıkıştırma miktarının karesi ile doğru orantılıdır. Yani bir yay ne kadar sıkıştırılır ise, sahip olduğu potansiyel enerji de o oranda yüksek olacaktır. Formülde görülen ” K “ ise, yay sabitidir. Yayın yapıldığı malzeme ile alakalıdır. Yay sabiti ne kadar büyük olur ise, sıkıştırıldığında sahip olacağı potansiyel enerji de oranda büyük olacaktır.

Malzemelerin elastiklik modülü ile ilgili yazımız için bu bağlantıda faydalı bilgiler bulabilirsiniz.

Potansiyel ve kinetik enerjilerin birbirlerine dönüşebilmektedir. Sürtünme kaybının olmadığı düşünülür ise aşağıdaki çizim konu ile ilgili açıklayıcıdır.

Potansiyel - Kinetik Enerji Dönüşümleri

Mekanik Enerji Dönüşümleri

Yukarıdaki çizim incelenir ise, kayak yapan kişi 100 mt. yüksekte bulunduğunda 50.000 Joule potansiyel enerjiye sahiptir.60 mt. aşağıya indiğinde toplam 50.000 Joule olan potansiyel enerjisinin bir kısmı ( 20.000 Joule ) kinetik enerjiye dönüşür. 30 mt.’ye inildiğinde ise 5.000 Joule daha kayıp verilerek potansiyel enerji 15.000 Joule, Kinetik Enerji ise 35.000 Joule ‘e çıkar. En son aşağıya inildiğinde ise, 50.000 Joule’lük toplam potansiyel enerjinin tamamı kinetik enerjiye dönüşmüş olur.


Mekanik İş

İş

İş

” M “ kütleli bir cisme belirli bir açı ile ” F “  kuvvet uygulandığında ve F kuvveti etkisi ile cisim ” X ” kadar mesafe kat ettiğinde fizik ve mühendisliğe göre bir ” İŞ “ yapılmış olur. Bu iş için kuvvet belirlenirken, açılı kuvvetlerde iş yapılan eksendeki kuvvet dikkate alınır. Yani, F kuvvetini bileşenlerine ayırdığınızda, işe yarayan kuvvet F kuvvetinin yüzeye ( X ‘e ) paralel olan bileşeni önemlidir. Bu nedenle F.cos ile X ( katedilen yol ) çarpılarak yapılan iş bulunmuş olur. Kısaca iş, belirli bir kuvvet etkisi ile, o kuvvetin doğrultusunda hareket eden cisimin katettiği yolun çarpımına eşittir.

Mekanik İş = F.cos x ( X )  olarak belirlenmektedir.

Bu konuda dikkat edilmesi gereken konu, mekanik işin kinetik enerjiye birebir eşit olmasıdır. Yani

” Mekanik iş = Kinetik Enerji Değişimi “ olarak değerlendirilmelidir.

Mekanik Enerji ve Güç Olgusu

Mekanik enerji, potansiyel ve kinetik enerji olarak 2 ye ayrıldığından bahsetmiştik. Bu enerjiler birbirlerine dönüşebilmektedir. Yani potansiyel enerji bir miktarını kullanarak kinetik enerji açığa çıkarabilmektedir. Yani enerji birbirine dönüşebilir asla yok olmaz. Kinetik enerji kullanılarak bir mekanik iş meydana getirilebilir. İş de belirli bir zaman dilimi içinde yapılmalıdır. İşte bu zaman dilimi ” Güç ” olgusunu ortaya çıkarmaktadır. Şöyle ki;

Bir cismi bir yerden başka bir yere götürmeye fizikte ve mühendislikte ” İş ” denmektedir. Bu işi de belirli bir sürede yapılması olgusuna güç denilir. Yani kısaca güç formulü, P = Güç = İş / Zaman olarak değerlendirilmelidir. Yani güç, birim zamanda yapılan iştir. Birimi de Watt olarak bilinmektedir. Bir makinanın gücü de, birim zamanda yapabildiği iş kadardır. Yani aynı işi, iki makina farklı sürelerde yapıyor ise güçleri farklıdır. Kısa sürede işi bitiren makina diğerine göre fiziksel olarak daha güçlüdür.

Makinanın temel olgusu da burada ortaya çıkar. Makinalar, enerjiyi işe çeviren cihazlardır. İnsanlık tarihi boyunca mekanik enerji olgusunu kullanarak gelişmişler verimlerini arttırmışlar ve günümüz modern cihazlarına evrilmişlerdir.

Mekanik Enerji ile ilgili Britannica makalesi için bu bağlantıyı inceleyebilirsiniz.

 

 

The post Mekanik Enerji Nedir ? appeared first on Metalurji & Malzeme Bilimi.

]]>
https://www.metalurjimalzeme.net/mekanik-enerji-nedir/feed/ 0
Bor Karbür Nedir ? Nerelerde Kullanılır ? https://www.metalurjimalzeme.net/bor-karbur-nedir-nerelerde-kullanilir/ https://www.metalurjimalzeme.net/bor-karbur-nedir-nerelerde-kullanilir/#respond Mon, 12 Aug 2019 18:38:52 +0000 https://www.metalurjimalzeme.net/?p=2555 Bor Karbür Nedir ? Bor karbür, kimyasal simgesi B4C olan, çok yüksek sertlik değerine sahip olan seramik esaslı ve kovalent bağlı bir malzeme çeşididir. Manyetik değildir. Mıknatıs tutmaz. Bor karbür, sahip olduğu yüksek sertlik nedeniyle sayısız uygulamada kullanılmaktadır. Ancak; bu uygulamaların en başında savunma ve nükleer sanayi gelmektedir. Aşağıdaki şekilde görüldüğü gibi, temelde 4 adet Bor atomuna, 1 adet Karbon atomu bağlanması ile elde edilmektedir. Konu ile ilgili Britannica makalesi için bu bağlantıyı inceleyebilirsiniz. Bor karbür, kübik bor nitrür ve elmas ile birlikte, bilinen en sert malzemeler arasındadır. Sertlik değeri Kübik Bor Nitrür ve Elmastan sonra gelmektedir. Sertlik değeri Mohs

The post Bor Karbür Nedir ? Nerelerde Kullanılır ? appeared first on Metalurji & Malzeme Bilimi.

]]>
Bor Karbür Nedir ?

Bor karbür, kimyasal simgesi B4C olan, çok yüksek sertlik değerine sahip olan seramik esaslı ve kovalent bağlı bir malzeme çeşididir. Manyetik değildir. Mıknatıs tutmaz. Bor karbür, sahip olduğu yüksek sertlik nedeniyle sayısız uygulamada kullanılmaktadır. Ancak; bu uygulamaların en başında savunma ve nükleer sanayi gelmektedir. Aşağıdaki şekilde görüldüğü gibi, temelde 4 adet Bor atomuna, 1 adet Karbon atomu bağlanması ile elde edilmektedir.

Konu ile ilgili Britannica makalesi için bu bağlantıyı inceleyebilirsiniz.

bor karbür kristal yapısı

Bor Karbür Kristal Yapısı

Bor karbür, kübik bor nitrür ve elmas ile birlikte, bilinen en sert malzemeler arasındadır. Sertlik değeri Kübik Bor Nitrür ve Elmastan sonra gelmektedir. Sertlik değeri Mohs Sertlik Skalasına göre 9-10 arasındadır. Bu özelliğinden dolayı da takma ismi ” Kara Elmas ” tır. Sertlik değerinin çok yüksek olmasının yanında yoğunluğunun 2.52 g/cm3 olması da, hafiflik anlamında büyük avantaj sağlamaktadır. Bildiğiniz üzere, malzemelerdeki hafiflik özelliği günümüzde çok önemlidir. Özellikle giyilebilen zırh tasarımlarında, zırfların bor karbür malzemelerden yapılması, zırhı giyen kişi açısından çok önemlidir. Ya da, zırh uygulamasının yapılacağı ürün eğer bir uçak ya da helikopter ise, hafiflik yakıt tasarrufu açısından hayati önem taşımaktadır.

Bor Karbür Nerelerde Kullanılır ?

Yazımızın başında da bahsettiğimiz üzere, sahip olduğu çok iyi sertlik değeri ( Bilinen en sert 3. malzeme ), nedeniyle hem ticari hem de bilimsel olarak çok önemli bir yere sahiptir. Zırh ve balistik uygulamaları haricinde, radyasyondan korunmak amacı ile de kullanılmaktadır. Çünkü, nötron geçişini engelleyici özelliği bulunmaktadır. Bu özelliği sayesinde, iyi bir radyasyon bloklayıcı olarak kullanılmaktadır.

Diğer bir özelliği ise, çeliklere alaşım elementi olarak eklenmesidir. Çeliklere belli bir miktar eklendiğinde, çelik sertlikleri dolayısı ile de aşınma dayanımları inanılmaz bir artış göstermektedir. Bu da, özellikle zorlayıcı yerlerde çalışan çelik alaşımları için ömür uzatıcı bir özellik olur. Kullanım özelliklerini kısa olarak sıralayacak olursak, aşağıdaki gibi bir listeye ulaşmaktayız.

  • En önemli kullan alanı kişisel ya da araçlarda kullanılan zırhlardır. Bu zırhlar kurşun geçirmez özelliğe sahiptir. Ülkemizde de Altay Tanklarında anti balistik olarak bu zırh uygulaması kullanılmıştır.
  • Su jetlerindeki nozul kısımlarında kullanılmaktadır.

Ek bilgi olarak su jetleri yaklaşık 30,000–90,000 psi ile çalışmaktadır. Bu muazzam basınçlarda, aşındırıcı temasına dayanabilen nadir malzeme gruplarından biridir.

  • Nükleer Reaktörlerdeki, füzyon miktarını ayarlayan kontrol çubuklarındaki alaşım malzemelerinden biridir. Bu kontrol çubuklarının önemi bu sitede anlatılmaktadır.
  • Çizilmeye dayanıklı kaplamaların yapılmasında,
  • Kesme, delme aletlerinin dış kısım kaplamalarında bol miktarda kullanılır. Bu sayede kullanım ömürleri ve kesme aralıkları ( malzeme çeşidi ) genişletilmektedir.
  • Aşındırıcı imalatlarında kullanılmaktadır. ( Zımpara vb. )

Üretim Yöntemi


Bor karbür, 1899 yılında ilk olarak Henri Moissan tarafından sentezlenmiştir. Elektrik ark ocaklarında bulunan karbon, bor trioksit ile reaksiyon işlemine tabi tutulmaktadır. Bu işlem sonucunda bor-karbür ve bol miktarda karbonmonoksit gazı ortaya çıkmaktadır. Bu reaksiyon aşağıda görüldüğü üzere bir redüksiyon, yani indirgeyici bir reaksiyondur. Reaksiyonun gerçekleştiği sıcaklık 2000 Santigrat dereceyi aşmaktadır. Gerçekleştirildiği ortam vakumlu ya da argon gazı olan bir ortam olmalıdır. Ortamda oksijen istenmez.

bor karbür formül

Üretim Reaksiyonu

Yüksek sıcaklıklarda herhangi bir bağlayıcıya ihtiyaç olmadan toz hali ile yüksek basınç ile birlikte kalıplanarak istenilen şekle getirilebilmektedir. Bu sayede kalıplama ile toz halden nihai hale getirilir.

Zırh uygulamaları ile ilgili video için bu bağlantıyı inceleyebilirsiniz. Ayrıca Wikipedia için bu bağlantıyı inceleyebilirsiniz.

 

The post Bor Karbür Nedir ? Nerelerde Kullanılır ? appeared first on Metalurji & Malzeme Bilimi.

]]>
https://www.metalurjimalzeme.net/bor-karbur-nedir-nerelerde-kullanilir/feed/ 0
Metalik Bağ Nedir ? Metalik Bağ Kuvveti Nedir ? https://www.metalurjimalzeme.net/metalik-bag-nedir-metalik-bag-kuvveti-nedir/ https://www.metalurjimalzeme.net/metalik-bag-nedir-metalik-bag-kuvveti-nedir/#respond Fri, 09 Aug 2019 10:29:53 +0000 https://www.metalurjimalzeme.net/?p=2544 Metalik Bağ Nedir ? Metalik bağ, iyonik ve kovalent bağlar ile kıyaslandığında mekanizmasının biraz daha farklı çalıştığını söyleyebiliriz. Metalik bağ, metallerin birbirleri arasında yaptığı bir kimyasal bağ çeşididir. Bu bağlanmada, aşağıdaki çizimde de görebileceğiniz gibi Artı ( + ) yüklü metal atom çekirdekleri etrafında yer alan elektronlar bulunmaktadır. Bu elektronlara ” Elektron Denizi “ denmektedir. Elektron denizi denilen yapıda bulunan elektronlar, metallerin son katmanlarından ayrılan elektronlar tarafından meydana getirilir. Bu elektronlar Eksi ( – ) yüklü olup, Artı ( + ) yüklü metal iyonlarını bir arada tutmaktadırlar. Bir arada tutma olayını da elektrostatik çekme kuvveti denilen kuvvet yapmaktadır. İşte tam

The post Metalik Bağ Nedir ? Metalik Bağ Kuvveti Nedir ? appeared first on Metalurji & Malzeme Bilimi.

]]>
Metalik Bağ Nedir ?

Metalik bağ, iyonik ve kovalent bağlar ile kıyaslandığında mekanizmasının biraz daha farklı çalıştığını söyleyebiliriz. Metalik bağ, metallerin birbirleri arasında yaptığı bir kimyasal bağ çeşididir. Bu bağlanmada, aşağıdaki çizimde de görebileceğiniz gibi Artı ( + ) yüklü metal atom çekirdekleri etrafında yer alan elektronlar bulunmaktadır. Bu elektronlara ” Elektron Denizi “ denmektedir.

Metalik Bağ Nedir

Elektron Denizi

Elektron denizi denilen yapıda bulunan elektronlar, metallerin son katmanlarından ayrılan elektronlar tarafından meydana getirilir. Bu elektronlar Eksi ( – ) yüklü olup, Artı ( + ) yüklü metal iyonlarını bir arada tutmaktadırlar. Bir arada tutma olayını da elektrostatik çekme kuvveti denilen kuvvet yapmaktadır. İşte tam da burada metalik bağ, kovalent ve iyonik bağdan ayrılmaktadır. Kovalent bağ yazımızdan da hatırlayacağınız üzere, metalik bağda iyonik ve kovalent bağlarda olduğu gibi bir elektron alışverişi bulunmamaktadır. Burada, elektron denizindeki elektronlar, pozitif metal atomlarını bir arada tutarlar. Buna da ” Metalik Bağ “ denmektedir.

Bu bağ çeşidinde, bağ yapıları apolar karakterlidir. Yani; her hangi bir kutup yoktur. Bu nedenle de elektronlar ve metal iyonları bir yöne doğru çekilmezler. Yazımızın ilerleyen paragraflarında metalik bağın bu özelliğinin hangi faydaları sağladığına değinilecektir.

Konu ile ilgili Britannica Makalesi için bu bağlantıyı inceleyebilirsiniz.

Metalik Bağ ve Metallerin Özellikleri Arasındaki İlişki

Metallerin elektronegatiflikleri ve iyonlaşma enerjileri oldukça düşüktür. Bu da, metallerden elektron koparma enerjisinin düşük olduğu anlamına gelmektedir. İyonlaşma enerjisi düşük olan malzemede, yapılan bağ da düşük enerjili yani kuvvetsizdir. Ancak; bir metalde ne kadar fazla değerlik elektronu var ise, o metal grubu o kadar sağlam metalik bağ yapmaktadır.

Artı ( + ) yüklü metal iyonları, elektron denizi içerisinde yüzmektedir ve Artı ve Eksi kutupların birbirlerini çekmesi ile dengede durmaktadır. Serbest elektronların bulunması metallerin elektrik ve ısıyı diğer malzemelere göre çok daha iyi iletmesini sağlamaktadır.

Metallerin elektron dizilimlerindeki değerlik elektronları ( boşta olan elektronlar ), bir atomdan diğerine geçiş yapmaktadır. Yani; kovalent bağlardaki örneklere bu bakımdan hiç benzememektedir. Çünkü, kovalent bağ yapılarında elektronlar sabittir ve bağ yapmak için kullanılmaktadır. Metallerde, elektron denizinde bulunan elektronlar lokal olarak bulunmazlar ve sürekli hareket halindedir. İşte tam da bu nedenden dolayı, metallerin elektrik iletimi, şekillendirilme kabiliyetleri, ısı iletimi çok iyidir. 

Yani metaller, karakteristik, kendilerine has özelliklerine sahip oldukları bağ yapısı nedeniyle almaktadır. Bir başka örnek olarak metallerin yüzeylerinin parlak olması da bağ yapısı ile alakalıdır. Yüzeye gelen ışık, soğurulmaktadır ve elektronları bir üst enerji düzeyine çıkarmaktadır. Elektronlar da bir alt basamağa inerken bünyesinde barındırdıkları enerjiyi dışarı verirler. Bu nedenle ışık altında parlak gözükmektedirler.


Metallerin Şekillendirilmesinde Metalik Bağ Etkisi

Bilindiği üzere, özellikle YMK – Yüzey Merkezli Kübik metaller şekillendirilme açısından çok yüksek kabiliyetlere sahiptirler. Bu başlıkta anlatılmak istenen de, bir metal ister YMK olsun, isterse de HMK – Hacim Merkezli Kübik kristal yapılara sahip olsun, şekillendirme kabiliyetlerinin neden iyi olduğudur.

Wikipedia’nın makalesi için bu bağlantıyı inceleyebilirsiniz.

Metaller, seramiklere göre çok daha iyi şekillendirilirler. Bunun da temel nedeni sahip olduğu metalik bağlanmalardır. Artı ( + ) iyonlar, elektron denizinde herhangi bir yöne doğru sabit bir bağ ile bağlanmamışlardır. Bu iyonlar aynı bir denizde yüzen cisim gibi aslında serbest haldedir. Burada serbest halde denmesindeki amaç, bağ kuvvetlerinin, metal iyonlarını herhangi bir yere çekmeye zorlamamasıdır. İşte tam da bu nedenle, metal iyonlarının serbest olması, onların şekillendirilme kabiliyetlerini arttırmıştır. Eğer kovalent bağlarda olduğu gibi, sabit bir bağ olmuş olsaydı, metaller günümüzdeki gibi geniş kullanım alanlarına sahip olmayacaklardı. Kısaca, metallerin tel, levha, şerit hale getirilebilmeleri sahip oldukları bağ türünden dolayıdır.

Metaller Neden Daha Kolay Şekillendirilir ?


Bu soruya aslında bir önceki başlığımızda cevap verdik. Ancak; metalik bağların bir önemli etkisi daha bulunmaktadır. Bu da, bu tip bağlarda elektron denizinin, artı iyonlu metal atomları arasında bir tampon görevi görmesi nedeni iledir. Yani şekillendirme sırasında bir atom diğerine hızla çarpmaz. Arada elektron denizi bulunduğu için bir ” Yağlama ” görevi görülmüş olur. Bu da çatlama, kırılma gibi olumsuz durumların metallerde diğer malzeme gruplarına göre daha zor oluştuğunu bize göstermektedir.

Son bir ekstra bilgi olarak; saf metaller iyi şekillendirilme özelliklerine sahiptir. Eğer metal herhangi bir başka metal ile alaşım haline getirilirse şekillendirilme kabiliyeti de azalacaktır. Çünkü bir metal, diğerini kendi bünyesinde kalıntı – empürüte olarak algılayacaktır. Bu nedenle elektron ve atomların hareket alanı kısıtlanacaktır. Genellikle kuyumculuk sektöründe 24 ayar saf altın yerine, 18 ayar altın kullanılması bu nedenledir. 18 Ayar altının şekillendirilmesi daha zordur. Eğilme ve bükülmeye karşı daha dayanıklıdır.

 

 

 

The post Metalik Bağ Nedir ? Metalik Bağ Kuvveti Nedir ? appeared first on Metalurji & Malzeme Bilimi.

]]>
https://www.metalurjimalzeme.net/metalik-bag-nedir-metalik-bag-kuvveti-nedir/feed/ 0
Kovalent Bağ Nedir ? Kovalent Bağ Örnekleri https://www.metalurjimalzeme.net/kovalent-bag-nedir-kovalent-bag-ornekleri/ https://www.metalurjimalzeme.net/kovalent-bag-nedir-kovalent-bag-ornekleri/#respond Thu, 08 Aug 2019 18:47:48 +0000 https://www.metalurjimalzeme.net/?p=2524 Kovalent Bağ Nedir ? Kovalent bağ bir kimyasal bağ çeşididir. En kısa tanım olarak atomlar veya moleküllerin birbirlerinin elektronlarını paylaşması olarak tanımlanır. Literatürde kovalent bağ kavramı, moleküler bağ olarak da geçmektedir. Bağlarda bulunan elektron çiftleri, elektronları paylaştıkça atomlar arasında oluşan itici ve çekici kuvvetler belirli bir dengeye ulaşırlar. Bu denge kovalent bağ kavramını oluşturmaktadır. Ancak bu denge, moleküllerde polar ve apolar kavramını da ortaya çıkarmaktadır. Bu kavramlara daha sonra değineceğiz. Kovalent bağ, bağ kuvveti olarak sınıflandırıldığında hidrojen bağlarından daha kuvvetlidir. İyonik bağlarla kıyaslandığında ise ya eşit ya da onlardan da kuvvetlidir. Organik maddelerin tamamına yakını kovalent bağ ile birbirlerine bağlanmaktadır.

The post Kovalent Bağ Nedir ? Kovalent Bağ Örnekleri appeared first on Metalurji & Malzeme Bilimi.

]]>
Kovalent Bağ Nedir ?

Kovalent bağ bir kimyasal bağ çeşididir. En kısa tanım olarak atomlar veya moleküllerin birbirlerinin elektronlarını paylaşması olarak tanımlanır. Literatürde kovalent bağ kavramı, moleküler bağ olarak da geçmektedir. Bağlarda bulunan elektron çiftleri, elektronları paylaştıkça atomlar arasında oluşan itici ve çekici kuvvetler belirli bir dengeye ulaşırlar. Bu denge kovalent bağ kavramını oluşturmaktadır. Ancak bu denge, moleküllerde polar ve apolar kavramını da ortaya çıkarmaktadır. Bu kavramlara daha sonra değineceğiz.

Kovalent bağ, bağ kuvveti olarak sınıflandırıldığında hidrojen bağlarından daha kuvvetlidir. İyonik bağlarla kıyaslandığında ise ya eşit ya da onlardan da kuvvetlidir. Organik maddelerin tamamına yakını kovalent bağ ile birbirlerine bağlanmaktadır.

Elektron Dizilimi

Elektron Dizilimi

Kovalent Bağ Örnekleri

Atomlar arasındaki bağların neden oluştuğu anlayabilmek için öncelikle atomların yörüngesindeki elektron sayılarını ve dizilimlerin nasıl oluştuğunu anlamak gerekmektedir. Hepinizin bildiği üzere atomlar yörüngelerinde elektronlar barındırmaktadır. Lisede kimya derslerinde görülen elektron dizilimleri yukarıda örnek olarak verilmiştir.

Konu ile ilgili detaylı bilgi için bu bağlantıyı inceleyebilirsiniz. Ayrıca Britannica ‘nın makalesi için de bu bağlantıyı inceleyebilirsiniz.

Metan ve Kovalent Bağ Yapısı


Metan molekülü CH4 olarak gösterilmektedir. 1 adet karbon atomu, 4 adet hidrojen atomu ile birleşerek metal molekülünü meydana getirmektedir. Buradaki karbon atomları ile hidrojen atomları birbirlerine kovalent bağ ile bağlanmaktadır.

Kovalent Bağ konusu anlatılırken genellikle karbon atomundan örnek verilmektedir. Bildiğiniz üzere karbon atomunda, atom numarası 6’dır. Elektron dizilimi sırası ile ” 1s2 2s2 2p2 ” olarak yazılır. Yani birinci enerji düzeyinde 2 elektron, ikinci enerji seviyesinde ise 4 elektron vardır – 2s22p

Normal şartlar altında 2. enerji seviyesinde ( ki bu da en dış katman ) olması gereken elektron sayısı 8 olmalıdır. Ancak; karbon atomunda 4 elektron bulunmaktadır. Yani, karbon atomunun kararlı bir yapıya geçebilmesi için en dış katmanına ilave olarak 4 elektrona daha ihtiyacı bulunmaktadır.

Hidrojen atomuna bakıldığında ise, atom sayısı 1 olarak belirlenmiştir. Onun elektron dizilimi ise 1s1 olarak yazılır. Yani en dış katmanında 1 elektron vardır ve kararlı bir yapıya erişebilmesi için hidrojen atomunun da 1 adet elektron dışarıdan alması gerekmektedir ki, 1s2 katmanını tamamlayabilsin.

İşte tam da bu nedenle, karbon atomunun ihtiyacı olan 4 elektron, 4 adet hidrojen atomundan sağlanmaktadır. Hidrojen atomunun ihtiyacı olan 1 elektron ise, karbon atomundan karşılanmaktadır.

Kovalent Bağ ve Metan Molekülü

Kovalent Bağ ve Metan Molekülü

Yukarıda metan gazında bulunan karbon ve hidrojen atomlarının elektron paylaşımları gösterilmiştir. Önceki paragrafta bahsettiğimiz üzere, karbon atomunun kararlı hale gelmesi için ihtiyacı olan 4 elektron hidrojen tarafından sağlanmaktadır. En dış yörüngede bulunan 4 adet mavi karbon elektronu, 4 adet Hidrojen atomunun her birinden 1 adet elektron alarak stabil hale gelmektedir. Böylelikle hem karbon, hem de hidrojen atomları kararlı hale gelmektedir. Yani elektronlar ortak kullanılmaktadır. İşte bu kovalent bağ olarak nitelendirilmektedir.

Suyun Moleküler Yapısı

Suyun moleküler yapısı aşağıdaki şekilde görüldüğü gibidir.

Suyun Moleküler Yapısı

Suyun Moleküler Yapısı

Bir önceki başlıkta metan gazı için yaptığımız açıklamayı şimdi de su için yaparsak;

Oksijen atomunun elektron dizilişi : 1s2 2s2 2p4

Hidrojen atomunun elektron dizilişi : 1s1

Yukarıdaki şekilden ve elektron dizilişlerinden anlaşılacağı üzere, oksijen atomu 2p6’yı tamamlayamadığı için, kararlı ve stabil hale geçebilmesi için 2 elektrona daha ihtiyacı bulunmaktadır. Hidrojen ise, kararlı bir yapıya sahip olabilmek için 1 elektrona ihtiyacı bulunmaktadır. H2O molekülünde, oksijen atomu 2 adet hidrojen atomunun 1 elektronunu kendine ortak kullanarak kararlı hale gelmektedir. Hidrojen atomları ise, 1 ‘er adet oksijen atomunu ortak kullanarak kararlı yapıya geçmektedir.


Kovalent Bağ Çeşitleri

2 farklı kovalent bağ çeşidi mevcuttur. Bunlardan ilki Polar, diğer ise Apolar Bağlardır. Aynı cins moleküllerin birleşmesi ile oluşan yapıya apolar bağ denmektedir. Farklı atomların bir araya gelerek oluşturdukları yapıya ise polar kovalent bağı denmektedir.

Apolar Bağ

Apolar bağlar, kutupsuz bağ tipidir. Yani; aynı atomların birbirleri ile bağ kurması sonucunda kutuplaşma olmasına imkan vermezler. Her iki atom da aynı olduğu için bir birlerini çekme kuvvetleri eşit olacaktır. Yani vektörel kuvvet sıfır – 0 olacaktır. Dolayısı ile kutuplaşma olmayacaktır. Hidrojen bağlarının moleküler örneği aşağıdaki gibidir.

Apolar Bağ

Apolar Bağ

 

Polar Bağ

Polar, kelime anlamı kutuptur. Yani bağ çeşidinde bir kutuplaşma söz konusudur. Vektörel kuvvetler sıfırdan farklıdır. Farklı atomların bir araya gelerek bağ yapması sonucunda, birbirlerini çekme kuvvetleri eşit olmayacağından bir kutuplaşma söz konusu olacaktır. Örnek olarak su molekülünü verebiliriz.

Polar ve Apolar Bağlarda Dikkat Edilmesi Gereken Hususlar

Bir molekülün içerisinde bulunan atomların birbirleri ile yaptıkları bağların polar olması, molekülün de polar yani kutuplu olacağı anlamına gelmemektedir. Aşağıdaki şekilde CO2 molekülünü görmekteyiz.

Karbon Di Oksit Bağ Yapısı

Karbon Di Oksit -CO2- Bağ Yapısı

Karbon atomu ile oksijen atomlarının bağı kovalent bağlanmadır. Ancak merkez atom karbonun her iki yanında oksijen bulunduğu için ve karbon atomunu eşit bir şekilde çektiği için molekül apolar yapıdadır. Yani molekül içi kovalent bağlar polar yapıda, ancak; molekül apolar yapıdadır.

Benzer şekilde, suyun moleküler yapısına bakıldığında hem atomlar arasındaki kovalent bağlar polar özellikte, hem de molekül, geometrik yapısı itibari ile polardır. Yani bağ vektörel kuvvetleri ” 0 ” sıfır değildir. Yönlenme mevcuttur.

Su Molekülü

Su Molekülü


Kovalent Bağ Fikri Nasıl Ortaya Çıktı ?

Atomların ve moleküllerin birbirlerine nasıl bağlandıkları sorusu, modern atom teorisi ortaya atıldığından beri sorulmaktadır. Günümüzde insan oğlu bu sorulara cevap bulsa da geçmişte kısıtlı imkanlar ile bunları bulmak zordu. Ancak; 1900’lü yılların başında Amerikalı kimyager Gilbert N. Lewis, atomların birbirlerinin elektronlarını ortaklaşa kullanabileceği fikrini ortaya attı.

Çünkü, atomların soy gaz gibi davranabilmeleri için boşta kalan elektronlarının olmaması gerektiğini biliyordu. Bir atomda valans elektron var ise, bunu başka bir atomdan aldığı elektron ile eşleştirmesi gerekmekteydi. Bu doğanın bir kuralı idi. Bağlanma şekilleri bulunduktan sonra, kimya alanında bir devrim yarattı. Çünkü, bilinen bütün her şey atomlardan oluşmaktaydı ve hangi atomun neyle birleşebileceği, nasıl bir bağ oluşturabileceği artık biliniyordu.

Bu kavram oturduktan sonra, kovalent bağ sayesinde, atomların belirli bir açı ile birleştikleri fikri atıldı ve kabul edildi. Özellikle polar yapıda olan moleküller birbirlerini farklı kuvvetler ile çektikleri için aralarında bir açı meydana gelir. Bu açı o maddelerin davranışlarını önemli ölçüde belirler.

Örnek olarak, su molekülünde bulunan hidrojen ve oksijenin aralarındaki açı olmasaydı, su donduğunda yoğunluğu azalmayacaktı. Bildiğiniz gibi, donduğunda yoğunluğu azalan tek sıvı, sudur. Bu özelliği ona sağlayan da atomları arasındaki açıdır. Bu çok önemsenmeyen özellik, bir kovalent bağ özelliği olup, göl, deniz gibi doğal yaşam alanlarında donmuş suda canlıların yaşamlarını devam ettirmelerini sağlamaktadır. Yani sıfır santigrat derecenin altında, bir göl donduğunda, buz tutmuş tabaka gölün üst kısmında birikip, alt kısmı sıvı şekilde kalarak, canlıların yaşamlarını devam ettirmesine olanak sağlamaktadır.

Kovalent Bağlanmalara Örnekler

  • Hidrojen Gazı ( H2 )
  • Azot Gazı ( N2 )
  • Klor ( Cl2 )
  • Su ( H2O )
  • Amonyak ( NH3 )
  • Etilen ( C2H4 )
  • Karbon Monoksit ( CO )
  • Karbon DiOksit ( CO2 )
  • Hidrojen Klorür  – Hidroklorik Asit ( HCl )
  • Ozon ( O3 )
  • Hidrojen Florür ( HF )
  • Asetilen ( C2H2 )
  • Benzen ( C6H6 )
  • Nitrat ( NO3 )

 

The post Kovalent Bağ Nedir ? Kovalent Bağ Örnekleri appeared first on Metalurji & Malzeme Bilimi.

]]>
https://www.metalurjimalzeme.net/kovalent-bag-nedir-kovalent-bag-ornekleri/feed/ 0
Tungsten-Volfram Nedir ? https://www.metalurjimalzeme.net/tungsten-volfram-nedir/ https://www.metalurjimalzeme.net/tungsten-volfram-nedir/#respond Mon, 05 Aug 2019 18:59:09 +0000 https://www.metalurjimalzeme.net/?p=2509 Tungsten-Volfram Nedir ? Tungsten bir metal çeşidi olup, ergime sıcaklığı 3422 °C’dir. Bu ergime sıcaklığı ile birlikte tungsten en yüksek ergime sıcaklığına sahip metal ünvanını elinde bulundurmaktadır. Adını İsveççe’den almaktadır. İsveç’te anlamı ” Güçlü-Ağır Taş ” anlamına gelir. Tungsten, genellikle volfram olarak da anılmaktadır. Bu nedenle simgesi ” W ” ile gösterilmektedir. İsmini en yaygın bulunan mineralinden almaktadır. ( Volframit ) İlk olarak Dünya’da 18.yy’ın sonralarına doğru keşfedilmiştir. Sahip olduğu ekstrem özelliği sayesinde, yüksek sıcaklık uygulamalarının vazgeçilmez metali olarak karşımıza çıkmaktadır.  Güçlü bağ yapısı sayesinde zor koşullarda kullanılmak için üretilmektedir. Güçlü bağ yapısı ” Kovalent Bağ ” ile sağlanmaktadır. Konu

The post Tungsten-Volfram Nedir ? appeared first on Metalurji & Malzeme Bilimi.

]]>
Tungsten-Volfram Nedir ?

Tungsten bir metal çeşidi olup, ergime sıcaklığı 3422 °C’dir. Bu ergime sıcaklığı ile birlikte tungsten en yüksek ergime sıcaklığına sahip metal ünvanını elinde bulundurmaktadır. Adını İsveççe’den almaktadır. İsveç’te anlamı ” Güçlü-Ağır Taş ” anlamına gelir. Tungsten, genellikle volfram olarak da anılmaktadır. Bu nedenle simgesi ” W ” ile gösterilmektedir. İsmini en yaygın bulunan mineralinden almaktadır. ( Volframit ) İlk olarak Dünya’da 18.yy’ın sonralarına doğru keşfedilmiştir.

Sahip olduğu ekstrem özelliği sayesinde, yüksek sıcaklık uygulamalarının vazgeçilmez metali olarak karşımıza çıkmaktadır.  Güçlü bağ yapısı sayesinde zor koşullarda kullanılmak için üretilmektedir. Güçlü bağ yapısı ” Kovalent Bağ ” ile sağlanmaktadır.

Konu ile ilgili Britannica makalesi için bu bağlantıyı inceleyebilirsiniz.

Tungsten-Volfram Özellikleri Nelerdir ?

Bu ilginç metalin özelliklerine baktığımızda, ilk olarak karşımıza çıkan özelliği yoğunluğunun fazla olmasıdır. 19.3 g/cm3 yoğunluğa sahip bir metaldir. Bu yoğunluk Altın, Uranyum ve Kurşun ile kıyaslandığında yine yaklaşık 1.7 kat fazladır. Standart atomik ağırlığı 183 olan Tungsten, atom numarası 74’tür. Periyodik tabloya bakıldığında 6. Grup ve 6. Periyotta bulunan volfram, D Bloğundaki ” Geçiş Metalleri “ sınıfına girmektedir.

Oda sıcaklığında doğal olarak katı özellik gösteren tungsten, bilinen en yüksek ergime sıcaklığına sahip metaldir. Kristal yapısı incelendiğinde Hacim Merkezli Kübik ( HMK ) sisteme sahip olması neden ile plastik şekil verme özellikleri kötüdür. Daha önceki yazılarımızdan da hatırlayacağınız üzere, yapısı YMK – Yüzey Merkezli Kübik olan metaller, daha fazla kayma düzlemlerine sahip olduğu için plastik şekil verme işlemleri daha az güçle yapılabilmekteydi. Ancak; YMK – Yüzey Merkezli Kübik sistemlerde kayma düzlemleri daha az olduğu için, şekil verilebilme kabiliyetleri düşüktür.

Dış Görünüm ve Üretimi


Dış görünüşüne bakıldığında, diğer bir çok metalden ayırt edici bir görüntüye sahip değildir. Gri-Beyaz bir renge sahiptir. Asıl ayırt edici özelliği sahip olduğu ağırlıktır. Ergitme yöntemi ile üretimi çok maliyetli olacağı için genellikle sinterleme yöntemi ile üretilmektedir. Çünkü Demir ile kıyaslandığında yaklaşık 2 katı gibi bir ergime sıcaklığına sahiptir.

Diğer Fiziksel Özellikleri

Bilinen bir diğer özelliği ise, saf hali ile bilinen en yüksek çekme dayanımına sahip metal oluşudur. Bu özelliği, tungsten – volfram ‘ın şekil verilebilme özelliğinin kötü olduğunun kanıtıdır. Alaşım elementi olarak çelik ile beraber kullanıldığında, çeliğin tokluk özelliklerini arttırmaktadır.

En yüksek ergime sıcaklığı ve çekme dayanımına sahip olduğunu bildiğimiz tungsten ‘in bir diğer özelliği ise sıcaklık ile birlikte genleşmesinin minimum olmasıdır. Yani, sıcaklık uygulandığında uzaması çok düşüktür. Hatta bu katsayısı en düşük olan metal grubundadır.


Tungsten Nerede Kullanılır ?

Bir kaynak mühendisi olarak, Tungsten ya da Volfram kelimesini duyduğumuzda aklımıza ilk olarak TIG ( Argon Kaynağı ) gelmektedir. Argon kaynağı makalemizde bu konu ile ilgili bahsetmiştik. Ancak; kısa olarak bahsetmek gerekirse;

TIG Kaynağı yönteminde, yöntem ismini Tungsten’den almaktadır. Tungsten – Inert – Gas kelimelerinin baş harfleri TIG kısaltmasını oluşturmaktadır. Bu kaynak yönteminde inert gaz, yani reaksiyona girmeyen gazlar kullanılmaktadır. Örnek olarak Argon ya da Helyum gazları. Elektrod olarak da Tungsten – Volfram kullanılmaktadır.

tungsten-volfram

Tungsten Elektrod

TIG Kaynağında kullanılan elektrod yukarıdaki fotoğraftan da görüleceği üzere ucu sivri gözüken tungsten – volfram elektrodtur. Bu kaynak yönteminde volfram kullanılmasının temel nedeni, yöntem itibari ile erimeyen elektrod seçilme zorunluluğudur. Diğer elektrik kaynak yöntemlerinden farklı olarak, TIG kaynağında erimeyen bir elektrod gerekmektedir. Sıcaklıkların çok yüksek değerlere çıktığı bu kaynak yönteminde, volfram elektrod erimeden, kaynak yapılacak malzemeyi eriterek kaynak işlemini gerçekleştirilir. İhtiyaç duyulması halinde ilave metal de kaynak banyosuna ilave edilebilmektedir.

Tungsten – Volfram Karbür Alaşımları

Toplam tungsten tüketiminin yaklaşık olarak % 60’ını tek başına kapsayan tungsten karbür alaşımları bilinen en yüksek sertliğe sahip karbür alaşımları arasında yer almaktadır. Bu alaşımlar sahip olduğu yüksek ergime sıcaklığı ve aşırı yüksek sertlikleri nedeniyle kesici ve delici takımlarda kullanılmaktadır. Kullanıldığı bazı yerler ;

  • Bıçaklar
  • Kesici Takımlar
  • Matkap Uçları
  • Daire Testereler
  • Şerit Testereler vb.

Özellikle madencilik ve ağır sanayi koşullarında sahip oldukları yüksek aşınma dayanımları nedeniyle tercih edilmektedirler. Saf hali ile volfram-karbür bazı uygulamalarda aşırı sert ve doğal olarak kırılgan olabilmektedir. Bu özelliği nedeniyle, alaşım içerisine titanyum eklenebilir. Titanyum eklenmesi ile kesici takımlar darbe dayancı da kazanırlar. Böylelikle ömürleri de artmış olur. Yüksek sertliği nedeniyle kullanımı çok fazla olmasına rağmen, kimyasal olarak asitlere dayanımı çok iyi değildir. Özellikle hidroklorik asit ve nitrik asit çözeltilerinde çözülebilirler.

Ayrıca kuyumculuk sektöründe yüzük imalatında da kullanılmaktadırlar. Aşağıdaki fotoğrafta volfram karbürden yapılmış bir yüzüğün fotoğrafını görebilirsiniz. Bu gibi uygulamalarda kullanılmasında, tungstenin korozyon dayancının iyi olması en büyük etkendir.

Tungsten Karbür Yüzük

Tungsten Karbür Yüzük

Elektrik – Elektronik Uygulamaları

Tungstenin bir diğer kullanım alanı hepimizin yakından bildiği halojen ampüllerin içerisindeki teldir. Bu tele filaman denmektedir. Aşağıdaki fotoğrafta görülen ve akkor hale gelmiş olan tel, tungstendir. Bu ampüllerin içerisindeki hava boşaltılmıştır ve argon gazı doldurulmuştur. Hava boşaltılmasındaki temel amaç, telin yanmamasıdır. Argon gazı konmasındaki amaç ise, tungstenin zarar görmemesi içindir.

Akkor telli lambaların içerisine dikkat ile bakıldığında, tungsten telin bir ” Burgu ” hali ile sarıldığı ve ampül içerisine konulduğu görülmektedir. Bunun temel amacı; direnci arttırmak ve telin daha fazla ısınmasını sağlamaktır. Daha fazla ısınan tel, etrafa daha fazla ışık saçacaktır.

Halojen Ampül

Halojen Ampül

Sahip olduğu yüksek ergime sıcaklığı sayesinde bu tip uygulamalarda rahatlıkla kullanılabilmektedir. Çünkü yüksek sıcaklığa çıkıldığında kullanılan tel herhangi bir deformasyona uğramamalı ve uzun süre stabil bir şekilde kullanılabilmelidir. Bir diğer örnek olarak katot ışın tüpleri ve vakum tüplerinde de kullanılmaktadır. Aşağıdaki fotoğrafta da vakum tüplerini görebilirsiniz. Bu cihazlarda kullanılan teller de tungstendir.

Vakum Tüpleri

Vakum Tüpleri

Kimyasal olarak tepkimeye girmemesi, yüksek sıcaklık dayanımı ve yüksek iletkenliği sayesinde elektron mikroskoplarındaki filamanlarda kullanılmaktadır. Ayrıca, yüksek enerjili radyasyondan korunmak amacı ile de kullanıldığı uygulamalar mevcuttur.

Elektron Mikroskobu Filamanı

Elektron Mikroskobu Filamanı

Volframa potasyum ilavesi yapıldığında şekil değiştirme konusunda daha stabil bir hal alacaktır. Yani şekil değiştirmeye karşı dayanımı artar. Böylece, yüksek sıcaklıklarda filamanların şekil bozukluğu yaşamamasını sağlar. Bu da, elektron mikroskoplarında sağlıklı görüntü elde edebilmek için önemlidir.

Havacılık ve Uzay Araştırmaları

Havacılık ve uzay araştırmaları genellikle dönemin en üstün özelliklerine sahip malzeme gruplarının denenmesine olanak sağlamaktadır. Bu süreç, insanlık tarihinin her döneminde bu şekilde ilerlemiştir. Dönemin en ileri teknoloji malzemeleri o dönemin zorlu koşulları için denenmektedir.

Havacılık ve uzay endüstrisi, yüksek sıcaklıkta mukavemet gerektiren malzeme gruplarının kullanılmasını zorunlu kılmaktadır. Çünkü, genellikle en zorlu şartlarda kullanılan alaşımlar havacılık ve uzay sanayinde kullanılmaktadır. Örnek olarak türbin kanatları, roket nozulları yüksek sıcaklık ve zorlu mukavemet koşullarında çalışmaktadırlar. Yüksek sıcaklıklarda çalışması istenen çelik alaşımları belirli bir sıcaklıktan sonra kalıcı şekil değişikliğine uğrarlar. Bu istenmeyen bir durumdur. Bu nedenle, tungsten – volfram alaşımları bu tip uygulama alanlarında kullanılmaktadır. Çünkü, tungsten alaşımları yüksek sıcaklıklarda hiç bir metalin ulaşamadığı mukavemet değerlerine ulaşabilmektedirler.

Diğer Kullanım Alanları

  • Buji ( Yüksek Performans Bujileri )
  • Yay
  • Roket Bilimi ( Yüksek Sıcaklık Dayanımı Gerektiren Nozullarda )
  • Televizyon
  • Floresan Lambalar
  • Valfler
  • Zırh Yapımı

Tungsten Mineralleri

Yeryüzünde tungsten – volfram mineralleri 20’den fazla olmasına rağmen, en çok kullanılan ve işlenebilen 2 tip mineral mevcuttur. Bunlar;

  • Selit (CaWO4)
  • Volframit (MnWO4 veya FeWO4 )

Şelit, volframın kalsiyum ve oksijenle bileşik halinde bulunan haline verilen isimdir. Sarı – Kırık Beyaz renkleri bulunmaktadır. Kırılgan ve sert bir yapısı mevcuttur. Volframit ise, volframın Mangan ya da Demir ile birlikte yaptığı bileşiğe verilen isimdir. Bu mineralin rengi siyaha yakın olup, şelit’ten daha sert ve kırılgan bir yapıdadır.


Dünya’da Tungsten Madenciliği

Tungsten madenciliği Dünya’da en fazla, Çin, Kanada ve Rusya’da yapılmaktadır. Ne yazık ki ülkemizde Tungsten madenciliği yapılmamaktadır. Tungsten madenleri ülkemizde Bursa, Çanakkale ve Niğde’de bulunmaktadır. Ancak; madencilik faaliyetlerinde kullanılmadığı için, Türkiye volframı ithal ederek kullanmak durumundadır.

Çin, Kanada ve Rusya’da, Dünya tungsten üretim ihtiyacının yaklaşık yarısı karşılanmaktadır. En çok tungsten metali kullanan ülkeler ise Amerika Birleşik Devletleri, Rusya, Almanya ve İngiltere’dir. Sanayi bakımından gelişmiş olan bu ülkeler Tungsten’i genellikle takım çeliklerinde alaşım elementi olarak kullanmaktadır. Çünkü volfram, en fazla takım çeliklerinde kullanılmaktadır.

Günümüzdeki kullanım oranı baz alındığında, Dünya’daki volfram ihtiyacını 50 yıl karşılayacak tungsten rezervi Dünya’da bulunmaktadır. Yıllık tungsten üretimi yaklaşık olarak 50.000 ton olarak belirlenmiştir.

Konu ile ilgili Wikipedia makalesi için bu bağlantıyı inceleyebilirsiniz.

 

 

 

 

                

The post Tungsten-Volfram Nedir ? appeared first on Metalurji & Malzeme Bilimi.

]]>
https://www.metalurjimalzeme.net/tungsten-volfram-nedir/feed/ 0
Bakalit Nedir ? Bakalit Nerede Kullanılır ? https://www.metalurjimalzeme.net/bakalit-nedir-bakalit-nerede-kullanilir/ https://www.metalurjimalzeme.net/bakalit-nedir-bakalit-nerede-kullanilir/#respond Sat, 03 Aug 2019 20:27:18 +0000 https://www.metalurjimalzeme.net/?p=2495 Bakalit Nedir ? Bakalit Nerede Kullanılır ? Bakalit, ilk olarak Amerikalı kimyacı Leo Hendrik Baekeland tarafından 1907 yılında keşfedildi. Bakalit, ismini de buradan aldı. 2 yıl sonra ise patenti alındı. Bakalit keşfedilen ilk sentetik reçine olarak tarihe geçmiştir. Aslen sentetik ürünlerden elde edilmiş ilk plastik malzemedir. Kullanım alanı da çok geniştir. Kullanım alanının çok geniş olmasının başlıca nedeni, ısıtılınca şeklinin değişmemesi ve elektriği de iletmemesidir. Ayrıca tekrardan eritilip şekil verilemez. Bu özelliği onu termoset malzeme sınıfına sokmaktadır. Temel yapısı itibari ile Fenol – C6H5OH ve Formaldehitin- CH2O birleştirilmesi ile elde edilmektedir. Bu birleştirme işlemi hidroklorik asit ya da bazik bir

The post Bakalit Nedir ? Bakalit Nerede Kullanılır ? appeared first on Metalurji & Malzeme Bilimi.

]]>
Bakalit Nedir ? Bakalit Nerede Kullanılır ?

Bakalit, ilk olarak Amerikalı kimyacı Leo Hendrik Baekeland tarafından 1907 yılında keşfedildi. Bakalit, ismini de buradan aldı. 2 yıl sonra ise patenti alındı. Bakalit keşfedilen ilk sentetik reçine olarak tarihe geçmiştir. Aslen sentetik ürünlerden elde edilmiş ilk plastik malzemedir. Kullanım alanı da çok geniştir. Kullanım alanının çok geniş olmasının başlıca nedeni, ısıtılınca şeklinin değişmemesi ve elektriği de iletmemesidir. Ayrıca tekrardan eritilip şekil verilemez. Bu özelliği onu termoset malzeme sınıfına sokmaktadır.

Temel yapısı itibari ile Fenol – C6H5OH ve Formaldehitin- CH2O birleştirilmesi ile elde edilmektedir. Bu birleştirme işlemi hidroklorik asit ya da bazik bir ortam sağlayan amonyak ile gerçekleştirilir. Bu maddelerle birlikte ısıtma işlemi gerçekleştirilir. Isıtma sonucunda ortaya sıvı bir madde ortaya çıkar. Bu ürüne A-Bakaliti denmektedir. A-Bakaliti alkol, aseton gibi maddelerin içinde rahatlıkla çözülebilir. Isıtma işlemine devam edildikçe sıvı olan malzeme gitgide macun kıvamına gelir. Sıcaklıkla birlikte oluşan köpük, malzeme soğuduğunda kırılgan ve gözenekli bir yapıya neden olmaktadır. Bu da oluşan bakalitin, istenilen özelliklerini vermesini engeller.

Isıtma işlemi, sıcaklığın biraz daha yüksek olduğu ve yüksek basınç ortamında sürdürüldüğü basınçlı fırınlarda yapıldığında köpükleşme oluşmaz. Köpükleşme oluşmadığında ise, malzemede gözenek oluşmaz. Böylelikle nihai ürün, gözeneksiz, sert ve ısıya dayanıklı olur. Temel olarak bakalitin üretim prensibi bu şekildedir.

Özellikle üretildiği 1900’lü yılların başında kullanımı çok yaygındı. Ancak; günümüzde yerine kullanılabilen bir çok plastik çeşiti bulunmaktadır. Bu nedenle günümüzde eski popülerliğini yitirmiştir.

Bakalit Özellikleri Nelerdir ?

Sahip olduğu özellikler nedeniyle sayısız kullanım alanır mevcuttur. Üretim süresinin çok kısa olmasından dolayı maliyetleri çok düşüktür. Kalıplama işlemi çok kolay ve kısa süren bakalitin ucuz olmasının başlıca nedeni de budur. Kalıplama işlemi sayesinde istenilen şekle rahatça gelebilen bakalit, pürüzsüz ve dayanıklı bir dış yüzeye sahiptir.

Çizilmeye karşı dayanıklı olan bakalitin, elektriği yalıtma özelliğinden çok faydalanılır. Bir çok elektrikli üründe kullanılabilir. Ayrıca, esnek değildir. Yani sıcakla şekillendirildikten sonra bir daha esnemez. Kimyasal solventlere karşı da iyi bir dayanım göstermektedir. Bakalitin bu özellikleri bir çok malzemeden çok daha iyidir ve ucuzdur.

Aşırı nemli koşullarda nemi absorbe eder ancak; şekil bozukluğu meydana gelebilir. Bu nedenle aşırı nemli koşullarda kullanılması pek tavsiye edilmemektedir.


Bakalit Kullanım Alanları Nelerdir ?

Sahip olduğu fiziksel ve kimyasal özelliklerden dolayı, bakalit çok iyi bir kalıplama gerecidir. Aynı zamanda çok güçlü bir yapıştırıcı ve bağlayıcıdır.

Bakalit Nedir ?

Metalografi ve Bakalit

Yukarıda görülen bakalitleme işleminde siyah kısım bakalit malzemesini temsil etmektedir. Beyaz kısım ise, yuvarlak kesitli bir metalik malzemedir. ( Boru vb. ) Bu işlem, metalografi biliminde olmazsa olmaz bir işlemdir. Bu işlemi yapmanın temel nedeni; ufak parçaların, numune hazırlama işlemi sırasında zımparalama, parlatma ve dağlama işlemlerinde elle rahatça tutulabilmesi içindir. Numune hazırlama işleminden sonra, mikroskopta rahatlıkla incelenebilmektedir.

Faydalı bir Wikipedia makalesi için bu bağlantıyı inceleyebilirsiniz. Ayrıca Britannica’nın konu ile ilgili makalesine de bu bağlantıdan ulaşabilirsiniz.

Bakalit, özellikle ilk keşfedildiği zamanlarda elektrik ve otomotiv gibi alanlarda çokça kullanılmaktaydı. Örnek olarak, eski ev tipi telefonların dış siyah yüzleri bakalit malzemesinden yapılmaktadır. Aşağıda bu telefon tiplerine örnek görebilirsiniz.

Bakalit Telefon

Bakalit Telefon

Birçok kişinin bilmediği bir diğer kullanım alanı ise bilardo toplarıdır. Bilardo toplarının halk arasında genelde fil dişinden imal edildiği söylenir. Ancak; bu doğru değildir. Bilardo topları da bakalitten imal edilmektedir. Hem ağırlığı ve yoğunluğu hem de birbirlerine vurduğunda çıkardığı ses itibari ile bakalit bu ürünlerin imali için birebirdir. Özellikle fil dişi kullanım oranı,  bakalitlerin imal edilmesi ile birlikte çok büyük bir ölçüde düşmüştür.

Bakalit ve Bilardo Topu

Bilardo Topu

Bakalitin çok hızlı bir şekilde kalıplanması üretim maliyetlerini aşırı bir şekilde düşürmüştü. Özellikle keşfedildiği dönemde radyo, televizyon ve otomotiv parçaları gibi üretim hacmi yüksek ürünlerin bir çok kısmında bakalit kullanılmaktaydı. Bakalitten imal edilen bir radyo aşağıdaki gibidir.

Bakalitten İmal Edilmiş Radyo

Bakalitten İmal Edilmiş Radyo

Özellikle 1920’li yıllarda takı tasarım sektöründe bol miktarda kullanılmaktaydı. Aşağıda buna örnek bir tasarım görebilirsiniz. Yine sahte mücevher ve taş imalatında bol miktarda kullanılmaktadır. Özellikle kehribar rengi taşların bir çoğu bakalitten imal edilmektedir.

Bakalitten İmal Edilmiş Takılar

Bakalitten İmal Edilmiş Takılar

Özellikle bu yıllarda takı tasarımında kullanılması ile birlikte, elbiselerin düğmeleri de bakalitten yapılmaktaydı. 2.Dünya Savaşı yıllarında İngiliz Askerlerin üniformalarının düğmeleri yine bakalitten yapılmaktaydı. Bakalit kullanılmasının çeşitli amaçları vardı. Bunlar hayatta kalma, esir düştüklerinde kaçış yapma vb. olarak örnek verilebilmektedir.

Diğer Kullanım Alanları


Özellikle geçmiş yıllarda kullanımı çok olan bakalit, günümüzde önemini yavaş yavaş kaybetmektedir. Ancak; halen belirli yerlerde kullanılabilir. Örnek vermek gerekirse;

  • Bazı yalıtım uygulamalarında ( Kablo vb. )
  • Endüstriyel elektrik uygulamalarında
  • Otomobillerdeki yalıtım parçalarında ( Özellikle ucuzluğu nedeniyle )
  • Tavla, Satranç, Bilardo topu gibi parçaların imalatında
  • Masa oyunlarında kullanılan zar imalatında
  • Prizlerin bazı parçaları ( Elektrik kaçaklarını önlemesi açısından )
  • Isı kalkanları
  • Süs eşyaları
  • Mutfak eşyaları ( Tencere, Tava, Çaydanlık Sapları )
  • Mobilyalar
  • Tüfek ve tabancaların tutma yerleri.

Bakalitin Kötü Niyetlerle Kullanımları

Bir çok faydalı özelliği ile, insanoğlunun ürettiği bu ilk sentetik plastik malzeme, bir çok faydalı işlerde kullanılmasına rağmen, özellikle 2. Dünya Savaşı yıllarında silah endüstrisinde de kullanılmıştı. Özellikle ısıyı iletmemesi, sağlam ve dayanıklı olması, sıcaklık karşısında şekil bozukluğu olmaması nedeni ile  silah endüstrisinde bol miktarda kullanılmaya başlamıştı.

Silah sanayinde kullanımı sadece tüfek ve tabancalar ile kalmayıp, mayın imalatında da kullanılmasına olanak sağlamıştı. Bunun başlıca nedeni herhangi bir dedektör ile tespit edilememesiydi. Ayrıca rijit ve sağlam yapısı sayesinde içerisinde bulunan ağır düzeneği taşıyabilmekteydi.

 

 

 

 

 

 

 

The post Bakalit Nedir ? Bakalit Nerede Kullanılır ? appeared first on Metalurji & Malzeme Bilimi.

]]>
https://www.metalurjimalzeme.net/bakalit-nedir-bakalit-nerede-kullanilir/feed/ 0
Martenzit Nedir ? https://www.metalurjimalzeme.net/martenzit-nedir/ https://www.metalurjimalzeme.net/martenzit-nedir/#respond Tue, 30 Jul 2019 21:01:15 +0000 https://www.metalurjimalzeme.net/?p=2481 Martenzit Nedir ? Martenzit kavramı özellikle metalurji ve malzeme mühendisliği bölümü ve makine mühendisliği bölümü öğrencileri arasında yoğun kullanılan bir tabirdir. Martenzit yapı en basit tanımı ile şu şekilde açıklanır ; Östenit fazına kadar ısıtılan çelik, çok yüksek bir hızla oda sıcaklığına soğutulduğunda KYM – Kübik Yüzey Merkezli kafes yapısı, KHM – Kübik Hacim Merkezli ya da HMT – Hacim Merkezli Tetragonal sisteme dönüşür. Yapı içerisinde bulunan karbon, çok hızlı soğuma olduğu için difüzyon ile dışarı çıkmaya vakit bulamayarak kafesi sıkıştırır ve ortaya martenzit denilen çok sert ve kırılgan bir yapı oluşur. Bu yapıyı ilk olarak Alman bilim insanı Adolf

The post Martenzit Nedir ? appeared first on Metalurji & Malzeme Bilimi.

]]>
Martenzit Nedir ?

Martenzit kavramı özellikle metalurji ve malzeme mühendisliği bölümü ve makine mühendisliği bölümü öğrencileri arasında yoğun kullanılan bir tabirdir. Martenzit yapı en basit tanımı ile şu şekilde açıklanır ;

Östenit fazına kadar ısıtılan çelik, çok yüksek bir hızla oda sıcaklığına soğutulduğunda KYM – Kübik Yüzey Merkezli kafes yapısı, KHM – Kübik Hacim Merkezli ya da HMT – Hacim Merkezli Tetragonal sisteme dönüşür. Yapı içerisinde bulunan karbon, çok hızlı soğuma olduğu için difüzyon ile dışarı çıkmaya vakit bulamayarak kafesi sıkıştırır ve ortaya martenzit denilen çok sert ve kırılgan bir yapı oluşur.

Bu yapıyı ilk olarak Alman bilim insanı Adolf Martens bulmuştur. Yeterli karbon seviyesine sahip bir çelik, su verildiğinde ya da hızlı soğutulduğunda bu yapı meydana gelmektedir. Ancak; martenzit kavramı sadece çelikteki bir faz olarak düşünülmemelidir. Aynı zamanda difüzyon olmayan bir katı hal faz dönüşümüne de martenzit denilebilmektedir.

Martenzit Özellikleri Nelerdir ?

İlk paragrafta bahsettiğimiz gibi, martenzit yapısı, çeliğin hızlı soğuması ile, kristal yapı içerisinde bulunan karbon atomlarının Fe3C – Sementit oluşturamadan yapı içerisinde kalmaları neticesi ile oluşturduğu kararsız sert ve kırılgan bir yapıdır. Bu yapı Hacim Merkezli Tetragonal – HMT olarak adlandırılmaktadır. HMT oluşabilmesi için çelik içerisindeki karbon miktarının minimum % 0.6 olması gerekmektedir. Östenit fazı martenzite dönüşürken geçen süre 1 saniyenin binde biri kadardır.

Martenzit yapısının kararsız bir yapı olduğundan bahsetmiştik. Bu yapı stabil olmayan bir yapıdır ve düşük sıcaklıkta temperleme işlemi neticesinde sementit ve ferrit yapısına ayrışabilir. Bu yapıya ayrıştığında doğal olarak sertliği azalacaktır ve tokluğu artacaktır. Ancak bu işlem yapılmaz ise, sertlik 700 HB ( Brinell ) sertliğe kadar ulaşacaktır. Bu sertlikteki çelikler pratik olarak kullanılamaz. Çünkü kırılgan yapıları kullanıma uygun değildir.

Demir Karbon Denge Diyagramı

Demir Karbon Denge Diyagramı

Yukarıda ” Demir Karbon Denge Diyagramı ” nı görebilirsiniz. Bir çoğunuzun çok iyi bildiği bu diyagramda martenzit yapısının olmamasının temel nedeni, bu diyagramın bir ” Denge “ diyagramı olmasıdır. Martenzitik yapı bir denge yapısı değildir. Kararsız bir yapıdır. Bu nedenle bu diyagramda gösterilmez. Bu diyagramda gösterilen yapılar, yavaş soğuma ile elde edilen dengeli-kararlı yapılardır.

Aşırı sert yapılar istenildiğinde bu dönüşüm sağlanır. Ancak pratik uygulamalarda kullanılabilmesi için temperleme işleminden geçmesi gerekmektedir. Bu işlemden geçmeyen çeliklerin mühendislik malzemelerinde kullanılması çok zordur. Martenzit yapısının istenildiği durumlar genellikle aşınma dayanımının fazla olması gereken yerlerdir. Çünkü sert yapı, aşınmaya karşı direnç gösterecektir.

Paslanmaz Çelikler ve Martenzitik Yapı


Paslanmaz çelikler ile ilgili yazımızda da bahsettiğimiz üzere, martenzit oluşumu paslanmaz çeliklerde de kullanılmaktadır. Paslanmaz çeliklerin geneline bakıldığında genellikle düşük karbon içeriği mevcut olmasına rağmen bu tiplerde nispeten daha yüksek karbon içeriğine rastlanır. Mikroyapısı martenzitiktir. Yapısından dolayı çekme, akma dayanımları ve sertlik değerleri diğer paslanmazlara göre yüksektir. Yüksek sertlik değerlerine ulaşıldığı için, hem korozyon dayanımı hem de aşınma dayanımının yüksek olması gereken yerlerde martenzitik paslanmaz çelikler kullanılmaktadır.

Ancak; korozyon dayanımları östenitik ya da ferritik olan tiplerine göre daha düşüktür. Ayrıca, bu yapıda manyetik özellik mevcuttur. Yani paslanmaz çelik olmasına rağmen mıknatıs tutar. Standart gösterimleri 400 serisinin türevleridir. 403, 410 vb.


Martenzit Oluşum Mekanizması Nasıldır ?

Çeliğe su verme işlemi sırasında martenzitik dönüşümün başladığı ve dönüşümün tamamlandığı sıcaklıklar vardır. Ms, bu fazın oluşmaya başladığı sıcaklık, Mf ise bu dönüşümün tamamlandığı sıcaklık olarak tanımlanır. Aşağıdaki şekli dikkatle inceleyelim.

Martenzit Dönüşümleri

Martenzit Dönüşüm Sıcaklıkları

Çelik östenit fazından soğutulmaya başladığında Ms ( Martenzitik Dönüşüm Başlangıç Sıcaklığı ) na ulaşır ulaşmaz dönüşüm başlar. Yani östenit fazı sementit oluşturmaya fırsat olmadan martenzitik yapıyı meydana getirir. Bu dönüşüm soğuma devam ettikçe sürer ve Mf ( Dönüşüm Bitiş Sıcaklığı ) ‘ye ulaşıldığında sona erer.

Yukarıdaki ” Martenzit Dönüşüm Sıcaklıkları ” şekli incelendiğinde, % Karbon miktarı arttıkça Ms – Dönüşüm Başlama Sıcaklığı düştüğü görülmektedir. Bu da şu anlama gelir. Karbon miktarı ne kadar fazla ise, dönüşüm o kadar düşük sıcaklıkta meydana gelebilir. Yani kolaylaşır. Aynı etkiyi yine yukarıdaki -b grafiğinde görebileceğiniz gibi ” Nikel “ elementi de karbon gibi dönüşüme etki eder. Yani nikel ne kadar fazla ise, dönüşüm sıcaklığı da o kadar düşecektir. Bu etkiyi Karbon Eşdeğeri makalemizde detaylı bir şekilde inceleyebilirsiniz.

Örnek vermek gerekirse, % 0.2 karbon içeren bir standard bir çelik, 400 Santigrat derece üzerinde dönüşüme başlarken, %0.6 karbon içeren aynı çelik 300 Santigrat derecenin biraz altında dönüşüme başlar. Yani çeliğin içerdiği karbon miktarı martenzit oluşturabilme kapasitesi ile doğrudan ilgilidir. Ne kadar fazla karbon var ise, o kadar kolay martenzitik yapı meydana gelmektedir.

Mikroyapı

Mikroyapı

Martenzit Mikroyapısı

Yukarıdaki mikroyapı görüntüsünden göreceğiniz üzere, martenzitik yapı keskin köşeler içermektedir. Uç kısımları sivridir. Bir metalurjist bu yapıyı gördüğünde yapının sertliğinin çok yüksek olduğunu anlamalıdır. Görünen bu yapılar, östenit fazı içerisinde çok hızlı bir şekilde büyümüş olan yapılardır. Martenzit yapısı, östenit fazı içerisinde plakalar halinde büyüyebileceği gibi, iğne halinde de büyüyebilir. Plaka yapısı genellikle orta ve yüksek karbonlu çeliklerde mümkün olur iken, iğne şeklinde oluşumu genellikle daha düşük karbonlu çeliklerde meydana gelmektedir.

Hızlı soğuma sırasında oluşan martenzit yapısı aşırı fazla ve iğne yapıda olabilir. Bu istenmez. Uygulama sırasında malzemenin sert olması aynı zamanda da aşırı miktarda kırılgan olmaması istendiği takdirde, martenzitik dönüşüm sonrası ısıl işlem uygulaması Ta ki istenilen sertlik – tokluk dengesi yakalanana kadar.

Martenzit Yapı Oluşumunda Martemperleme Uygulanması

Martemperleme işlemi aslında kontrollü bir sertleştirme işlemidir. Yapıdaki % Karbon miktarına bağlı olarak, hızlı soğutma işlemi sırasında çelikte çatlak oluşumu meydana gelebilir. İşte bu noktada martemperleme işlemi yapılarak çatlak oluşumu olmadan sert bir yapı elde edilebilir. Teknik şu şekildedir ;

  • Östenit sıcaklığına çıkarılan çelik, Ms sıcaklığının hemen üstüne kadar hızla soğutulur ve Ms ‘nin biraz üzerinde bekletilir. Bu bekletmenin amacı, malzemenin iç yüzeyi ile dış yüzeyi arasındaki gerilim farkını azaltmak ve sıcaklıklığı eşitlemektir. Beynit oluşturmayacak kadar bekletildikten sonra, tekrar çeliğe su verilerek soğutma işlemi gerçekleştirilir. Bekleme işlemi ile gerilimler giderildiği için martenzitik yapı oluşumu sırasında çatlama oluşmaz.

TTT Diyagramının Okunması

TTT Diyagramı adını ingilizce baş harflerinden almaktadır. Yani Time – Temperature – Transformation. ( Zaman – Sıcaklık – Dönüşüm ). Aşağıda bu grafiği görebilirsiniz.

TTT - Martenzit Diyagramı

TTT Diyagramı ve Martenzit Oluşumu

Grafik dikkatli bir şekilde incelendiğinde, yukarıdan aşağıya inen oku görebilirsiniz. Bu ok Ms ve Mf çizgilerini neredeyse dik bir açı ile kesmektedir. Ms, martenzitik dönüşümün başladığı sıcaklık, Mf ise dönüşümün tamamlandığı sıcaklıktır. Grafikte “γ” olarak gösterilen kısım östenit fazı temsil etmektedir. Grafiğin sol kısmı ” Sıcaklık “ , alt kısmı ” Süre “yi göstermektedir. Süre soldan sağa doğru gidildikçe artmaktadır. Yani grafikte gözüken ok ne kadar kısa süre içerisinde ( sol tarafa yakın ) aşağıya iner ise, martenzit oluşma ihtimali de o kadar artmaktadır. Eğer soğuma hızı yavaşlar ise, grafiğin sağ tarafına doğru gidilmiş olur.

Örnek olarak 900 santigrat dereceden oda sıcaklığına ( 20 ) inilir iken 10 saniye gibi bir süre beklenir ise, yapıda östenit, ferrit ve perlit oluşmaktadır. Martenzit oluşmaz. Çünkü KYM – Kübik Yüzey Merkezli Östenit yapı içerisindeki karbon atomları, kristal kafesten dışarı kaçmaya fırsat bulurlar ve daha yumuşak ve kararlı fazları oluştururlar. Süre daha da uzatılır ise yapı ” Beynit ” olur.

Özetle, sıcaklık düşüşü ne kadar hızlı ve keskin olur ise, oluşacak martenzitik yapı da o oranda fazla olacaktır.

Grafikte görülen A1 ve A3 hatları, Demir – Karbon Denge Diyagramı makalemizde de açıklanmaktadır.

 

Konu ile ilgili detaylı bilgi için bu makaleyi inceleyebilirsiniz.

 

The post Martenzit Nedir ? appeared first on Metalurji & Malzeme Bilimi.

]]>
https://www.metalurjimalzeme.net/martenzit-nedir/feed/ 0
Grafen Nedir ? Grafen Kullanım Alanları Nelerdir ? https://www.metalurjimalzeme.net/grafen-nedir-grafen-kullanim-alanlari-nelerdir/ https://www.metalurjimalzeme.net/grafen-nedir-grafen-kullanim-alanlari-nelerdir/#respond Mon, 29 Jul 2019 14:32:52 +0000 https://www.metalurjimalzeme.net/?p=2471 Grafen Nedir ? Karbon ile ilgili hazırladığımız makalemizde de bahsettiğimiz grafen, son dönemde keşfedilen ve insanlığa faydaları saymakla bitmeyecek bir malzeme türü olarak karşımıza çıkmaktadır. 2010 yılında, bu malzeme ile ilgili yaptıkları deneyler için Andre Geim ve Konstantin Novoselov‘a Nobel Fizik Ödülü layık görülmüştür. Grafen, en kısa şekilde tanımlanmak istenirse karbon atom dizilimlerinin oluşturduğu grafit maddesinin iki boyutlu yani tek düzlemdeki halidir. Her bir karbon atomu, 3 farklı karbon atomu ile bağ yapar. Oluşan ağ şeklindeki moleküller de tek bir düzlemde yer alır. Yani üst üste atom yoktur ! Bütün atomlar yan yana dizilmiştir. Yukarıdaki şekilde açıkça görüleceği üzere, Altıgen

The post Grafen Nedir ? Grafen Kullanım Alanları Nelerdir ? appeared first on Metalurji & Malzeme Bilimi.

]]>
Grafen Nedir ?

Karbon ile ilgili hazırladığımız makalemizde de bahsettiğimiz grafen, son dönemde keşfedilen ve insanlığa faydaları saymakla bitmeyecek bir malzeme türü olarak karşımıza çıkmaktadır. 2010 yılında, bu malzeme ile ilgili yaptıkları deneyler için Andre Geim ve Konstantin Novoselov‘a Nobel Fizik Ödülü layık görülmüştür.

Grafen, en kısa şekilde tanımlanmak istenirse karbon atom dizilimlerinin oluşturduğu grafit maddesinin iki boyutlu yani tek düzlemdeki halidir. Her bir karbon atomu, 3 farklı karbon atomu ile bağ yapar. Oluşan ağ şeklindeki moleküller de tek bir düzlemde yer alır. Yani üst üste atom yoktur ! Bütün atomlar yan yana dizilmiştir.

Grafen Nedir

Grafen Molekül Dizilişi

Yukarıdaki şekilde açıkça görüleceği üzere, Altıgen şekilde birleşmiş karbon atomlarının tek bir atom yüksekliğinde meydana getirdiği yapıya grafen denmektedir. Grafen yapısını tam olarak anlayabilmek adına ilk önce grafitin ne olduğunu öğrenmemiz gerekmektedir.

Grafit, en temel anlatımla karbon atomlarından oluşmuş bir yapıdır. Karbonun en temel 2 farklı allotropik dizilimi mevcuttur.Bunlardan ilki elmas, diğeri ise grafittir. Karbon allotropisine bakıldığında, grafit yumuşak bir malzeme grubuna girerken, elmas ise bilinen en sert malzemedir. Yani aynı atomların farklı varyasyonlar ile dizilişleri, fiziksel ve kimyasal özellikleri tamamen değiştirebilmektedir.

Grafit, günümüzde bir çok alanda kullanılmaktadır. Örnek olarak;

Kullanılmaktadır.

İlginç bir örnek olarak, bir kurşun kalem kağıda yazı yazmak için sürüldüğünde, kurşun kalemin uç kısmını oluşturan grafitten parçalar kopmakta ve kağıda yazı olarak düşmektedir. İşte kurşun kalem ile yazılan yazılarda kağıt üstünde hem grafit izleri hem de grafen izleri bulunmaktadır.

Grafen Sentezlenmesi

2004 yılına kadar grafenin sentezi laboratuvar ortamında gerçekleşememiştir. 2004 yılında Andre Geim ve Konstantin Novoselov laboratuvarda sıradan bir grafit parçası üstüne, yapışkan bantı yapıştırarak ve kaldırarak uzun denemeler sonucunda ve aslında basit bir yolla, tarihte ilk defa grafeni, grafitten bilinçli olarak ayırmayı başardılar. Grafit, Van Der Waals bağları ile birbirlerine bağlı olan grefen hücrelerinden oluşmuştur. Bu bilim insanlarının aslında yaptığı bu bağları kopararak tek düzlemde ( 2 boyutlu ) bir katmanı elde etmekti.

İlk başta grafenin ne işe yarayacağını bilemeyen bilim insanları, grafen üstünde yaptıkları deneyler neticesinde, yeni yüzyılın malzemesini keşfettiklerini anladılar ve adlarını bilim dünyasına altın harfler ile yazdırmayı başardılar.


Grafen ve Özellikleri

Önceki yazılarımızda ve bir önceki paragrafımızda bahsettiğimiz gibi, grafit bir karbon allotropudur ve bu malzemeden sadece 1 atom yüksekliğinde bir parça alındığında bu malzeme grubuna grafen adı verilmektedir. Grafen denildiğinde tek bir malzeme aklımıza gelmemelidir. Çünkü bu da aynı, metaller, seramikler ve plastikler gibi bir malzeme grubunu temsil etmektedir. Her nasıl metal denildiğinde yüzlerce farklı tip metal var ise, grafen de bir çok farklı tip malzemeyi bünyesinde barındırmaktadır.

İnsanlık tarihinde bugüne kadar keşfedilen en hafif malzeme olarak tarih sayfalarda yerini almıştır. Yani yüzey / ağırlık oranı açısından incelendiğinde en büyük değeri veren malzeme grubu grafen olarak karşımıza çıkar. Ağırlığı minimum, yüzeyi ise çok geniştir. Benzetme yapacak olursak bir kaç gram grafen ile, binlerce metrekare alanı bu malzeme ile kaplayabilirsiniz.

Grafen, hem çok sert bir malzemedir hem de bu sertliğine rağmen sınırları zorlayacak kadar esnektir. Bu da bilimin pek alışık olmadığı tezat iki özelliği bir arada bulunduran bir malzeme grubunu literatüre sokmuştur. Çünkü elmastan bildiğiniz üzere, elmas Dünya’da bulunan en sert malzemedir ve sertliği dolayısı ile en kırılgan malzemedir. Grafen de bu durum yoktur.

Bu özellikleri özetleyecek olursak;

  • Grafen Dünya tarihinde keşfedilen ilk ve tek iki boyutlu malzemedir.
  • Bilinen en hafif ve esnek malzemedir.
  • Elmastan bile sert olan varyasyonları üretilebilmiştir. Ancak halen doğal olarak en sert malzeme elmastır. Çünkü grafen laboratuvar şartlarında üretilebilmektedir.
  • Transparan yani ışığı geçiren bir yapısı vardır. ( Tek katman atomdan meydana geldiği için )
  • Ortalama bir çeliğe göre dayanımı 250 – 300 kat fazladır.
  • Günümüz teknolojisinde elektrik iletkenliği çok önemlidir. Özellikle elektriği kayıpsız ya da minimum kayıpla iletmek, günümüz mühendisleri için bir nimet sayılmaktadır. Grafen, elektriği bakırdan bile iyi iletebilmektedir.

Kullanım Alanları Nelerdir ?

Bilim ve Mühendisliğin insanlık tarihindeki aktif süresi düşünüldüğünde, grafenin henüz emekleme çağında bir malzeme olduğu ve üretimi ve tüketiminin çok pahalı olduğu bir dönemdeyiz. Laboratuvar düzeyinde kullanım alanları belirlense bile pratik olarak kullanımı henüz sınırlı sayıda bulunmaktadır. Bilim insanları, henüz bu malzemenin insanlığa sağlayacağı faydaları tam olarak kestirememektedir.

  • Çok Güçlü Pil – Batarya Üretimleri
  • Özellikle Cep Telefonları İçin Bükülebilir Ekran Teknolojisi
  • Süper Hızlı Bilgisayarlar
  • Süper İletken Malzemeler
  • Direkt Olarak Vücuda Takılabilecek Biyosensörler
  • Çok Daha Kolay ” Karbon Nanotüp “ Üretimi
  • Hızlı Veri Transferi – Telekomünikasyon

Transistörler


Yukarıdaki konulara ek olarak, bilindiği gibi günümüzdeki elektronik ve bilgisayar sistemlerinde kullanılan transistörler artık belirli bir sınıra ulaşmışlardır. Yani, cihazların ufaltılması ve hızlandırılması için kullanılan çok daha küçük boyutta transistörler için yeni malzeme grupları arayışlarına girilmiştir. Bunun nedeni, bu transistörlerde kullanılan silisyum belirli bir alt sınırı mevcuttur. Yani, belirli bir miktarın altına düşüldüğünde bu silisyum kararlı olmaktan çıkmaktadır. Karasız bir yapıda olması da transistörlerin işlevlerinin yitirilmesine neden olacaktır.

İşte tam da bu noktada çok küçük boyutlarda transistör imalatı yapımına olanak sağlayan grefen malzemesi kullanım fikri doğmuştur. Çünkü yarı iletken teknolojisinde çığır açabilecek özelliklere sahip olan grafen, artık silisyumun yetemediği durumlarda bayrağı devir alacak ve daha da ilerilere taşıyacaktır.

Piller

Piller artık hayatımızın vazgeçilmez bir parçasıdır. Ancak; piller hayatımıza bu denli işleyen piller, mevcut malzeme teknolojileri ile gelebilecekleri yerlere kadar geldiler. Günümüzdeki cihazlar eskisinden çok daha yetenekli ancak; çok daha yüksek enerji gereksinimleri ile birlikte gelmektedir.

Grafen Kullanımı ve Pil İmalatı

Grafen Kullanımı ve Pil İmalatı

Önceki paragraflarımızda da bahsettiğimiz üzere, sahip olduğu en büyük yüzey / ağırlık oranına sahip olmasının da etkisi ile elektrik depolama miktarı çok çok yüksektir. Ultra yüksek kapasiteli pil üretimi grafen ile birlikte mümkün görülmektedir. Bu gerçekleştiğinde, örnek olarak ortalama bir pil ömrüne sahip bir cep telefonu bir kaç saniye içerisinde şarj olabilecektir.

Grafen ve Bükülebilir Dokunmatik Ekranlar

Artık dokunmatik ekranlar hayatımızın vazgeçilmez bir parçasıdır ve bu ekranlarda kullanılan teknoloji de yavaş yavaş eskimektedir. Dokunmatik ekranların işlevlerini yerine getirebilmesi için ekranda bulunan ITO malzemesi şimdiye kadar görevini yerine getirebiliyordu. Bu malzeme, saydam ve elektriği ileten bir malzemedir. Ancak sert ve kırılgandır.

İşte tam da bu noktada, ITO’dan çok daha hassas ve iyi bir şekilde elektriği ileten, aynı zamanda da bilinen en esnek malzeme olan grafen işin içine dahil olmaktadır.

Grafen Telefon Ekranı

Grafen Kullanılan Telefon Ekranı

Gün geçtikçe insanoğlu yeni buluşlar yapmakta, yeni buluşlar yeni ihtiyaçları doğurmaktadır. Dokunmatik ekranların bükülebilmesi fikri insanların çoğunu büyülemiştir. Çünkü günlük hayatımızın vazgeçilmez bir unsuru haline gelen bu ekranların istenilen şekle getirilip rahat bir şekilde taşınması fikri kuşkusuz herkesin hoşuna gidecektir. Mevcut ekranların grafen ile imal edilmesi de işte bu noktada bu hayali gerçekleştirecektir.

Diğer Uygulama Alanları

Grafenin özellikleri keşfedildikçe, gelecekte uygulanacağı fikirler de buna paralel olarak artmaktadır. Bahsettiğimiz üzere, bilinen en güçlü malzeme olarak karşımıza çıkan grafen, aynı zamanda elastik bir yapıdadır. Fiziksel özellikleri gereği de kaplama yapıldığında, kaplama yapıldığı malzemeyi korozyona karşı korumaktadır. Çünkü oksijene karşı bir bariyer görevi görmektedir.

Bu gibi özellikleri düşünüldüğünde, ilerleyen yıllarda ucuza imal edildiğinde metaller üzerinde bir koruyucu tabaka olarak kullanılabilecektir. Bu koruyucu tabaka metalleri hem korozyona karşı koruyacak hem de yüksek sertlik ve dayanım ile daha güçlü bir malzeme haline getirecektir. Örnek olarak, gelecekteki araçların uygun parçaları grafen ile kaplanabilir ya da binalarda bile kullanılabilir. Örnekler bu ve bunun gibi çoğaltılabilir.

Telekomünikasyon Sistemleri ve Grafen

Modern iletişim sistemleri, ışın demetleri içerisine bilgi kodlanarak ve dolayısı ile ışık hızı ile iletişim sağlanarak yapılmaktadır. Bilgi kodlama ve okuma işlemlerini fotodedektörler ve modülatörler yapmaktadır. Silikon, günümüze kadar optik chiplerde kullanılsa da, fotodedektörler için başka malzemelerin kullanım ihtiyacı doğmuştur. Yüksek hızlar için tasarlanan fotodedektörler için silikon kullanımı uygun değildir. Çünkü mevcut dalga boylarında geçirgen bir yapıya sahip olup kullanılamaz. Başka malzeme grupları ile birleştirilerek kullanılması da silikonun yapısı gereği bu işlemde pek mümkün olmamakla birlikte, aşırı ısınma sorunu da silikon kullanımını sınırlamaktadır.

İşte tam da bu noktada grafen bilim insanlarının imdadına koşmaktadır. Grafen çok geniş bir bant genişliğinde bulunan ışığı emme özelliğine sahiptir. İletkenliği çok iyi olmakla birlikte, ısınma sorunu da yoktur. Çünkü ısıyı çok hızlı ileterek bünyesinde barındırmaz. Bu tip fotodedektörlerde kullanıldığında ısınma problemi silikon gibi fazla olmadığı için, yüksek hızlarda veri transferine olanak sağlamaktadır.

Konu ile ilgili ayrıntılı bilgi için bu bağlantıyı inceleyebilirsiniz.

Biyo – Mühendislik Alanındaki Gelişmeler

Her ne kadar bazı engellerin aşılması gerekse de, biyo-mühendislik alanında grafen kullanımı önümüzdeki 10 yıl içerisinde çok artacaktır. Önceki paragraflarda bir çok kez bahsettiğimiz;

  • Geniş Yüzey Alanı
  • Çok Yüksek İletkenlik
  • Yüksek Mukavemet
  • Esneklik

özellikleri sayesinde biyosensör uygulamalarında kendini gösterecektir. Ancak bunun için sağlık ve güvenlik alanında bir çok testten geçmesi gerekmektedir.

Bu tip biyosensörlerin vücudumuzda ne işler yapabileceği ile ilgili bir çok test yapılmaktadır. Yapılan testler ve öngörüler neticesinde aşağıda listelenen konularda grafen kullanımının biyosensörlerde işe yarayacağı düşünülmektedir. Bu biyosensörler vücudumuzda entegre bir şekilde duracağı için anlık ölçümler yapılabilecektir.

  • Glikoz Ölçümü
  • Kolesterol Ölçümü
  • Hemoglobin Seviyesi Ölçümü vb.

Grafen ile ilgili ayrıntılı Wikipedia makalesi için bu bağlantıyı inceleyebilirsiniz.

 

 

 

 

 

 

The post Grafen Nedir ? Grafen Kullanım Alanları Nelerdir ? appeared first on Metalurji & Malzeme Bilimi.

]]>
https://www.metalurjimalzeme.net/grafen-nedir-grafen-kullanim-alanlari-nelerdir/feed/ 0
Polipropilen Nedir ? Kullanım Alanları Nedir ? https://www.metalurjimalzeme.net/polipropilen-nedir-kullanim-alanlari-nedir/ https://www.metalurjimalzeme.net/polipropilen-nedir-kullanim-alanlari-nedir/#respond Sat, 27 Jul 2019 08:44:30 +0000 https://www.metalurjimalzeme.net/?p=2446 Polipropilen Nedir ? Polipropilen temelde termoplastik bir plastik malzemedir. Yani polietilen yazımızda da bahsettiğimiz gibi, eritilip tekrar şekillendirilebilir. Genellikle kullanıldığı yerlerde ” PP “ şeklinde gösterilir. Kullanım alanları bir çok plastik çeşidinden çok daha fazladır. Özellikle otomotiv sektöründe bol miktarda kendine yer bulan polipropilen, asit ve bazlara karşı dayanım istenen bir çok uygulamada da kullanılmaktadır. Çünkü asit ve bazlara karşı dayanımı çok iyidir. Monomer hali C3H6 olan propilenin uzun zincirler oluşturarak yani polimerleşerek oluşturduğu yapıya polipropilen denmektedir. Bir çok özelliği bakımından polietilene benzemektedir. Ancak; polietilene göre dayanımı daha yüksek, sıcaklığa ve kimyasallara karşı daha dayanıklıdır. Fiziksel ve Kimyasal Özellikleri Nasıldır

The post Polipropilen Nedir ? Kullanım Alanları Nedir ? appeared first on Metalurji & Malzeme Bilimi.

]]>
Polipropilen Nedir ?

Polipropilen temelde termoplastik bir plastik malzemedir. Yani polietilen yazımızda da bahsettiğimiz gibi, eritilip tekrar şekillendirilebilir. Genellikle kullanıldığı yerlerde ” PP “ şeklinde gösterilir. Kullanım alanları bir çok plastik çeşidinden çok daha fazladır. Özellikle otomotiv sektöründe bol miktarda kendine yer bulan polipropilen, asit ve bazlara karşı dayanım istenen bir çok uygulamada da kullanılmaktadır. Çünkü asit ve bazlara karşı dayanımı çok iyidir.

Polipropilen Nedir

Propilen Monomeri

Monomer hali C3H6 olan propilenin uzun zincirler oluşturarak yani polimerleşerek oluşturduğu yapıya polipropilen denmektedir. Bir çok özelliği bakımından polietilene benzemektedir. Ancak; polietilene göre dayanımı daha yüksek, sıcaklığa ve kimyasallara karşı daha dayanıklıdır.

Fiziksel ve Kimyasal Özellikleri Nasıldır ?

Bir çok yönden polietilenin özelliklerini gösterse de, bazı özellikleri bakımından polietilenden daha farklı bir davranış gösterir. Polipropilen ” PP ” yoğunluğu yaklaşık 0.90-0.92 g/cm³ olarak ölçülmektedir. Bu da, polietilen grubu malzemeleri, ticari olarak satışı yapılıp kullanılan en düşük yoğunluğa sahip plastik malzeme yapmaktadır. Yoğunluğunun 1 g/cm³’ten düşük olması suda yüzebileceği anlamına gelmektedir. Çünkü suyun yoğunluğu 1 g/cm³’tür. Malzemenin amorf hali 0.86 g/cm³ yoğunluklara kadar düşebilmektedir. Ta ki malzeme kristalize olana kadar.

Kristalleşme miktarı HDPE ve LDPE arasındadır. LDPE yani düşük yoğunluklu polietilene göre sertliği daha düşüktür. HDPE’ye göre ise tokluğu yani darbe dayancı çok daha yüksektir. Malzeme amorf halinden kristalleşmeye başladığında, kristalleşme miktarı ne kadar fazla ise o derece yoğunluğu artacak ve dayanımı yükselecektir.

Ergime sıcaklığına bakıldığında ise, birden fazla çeşidi olduğu için geniş bir aralıkta ergime sıcaklığı bulunmaktadır. Bu aralık yaklaşık olarak 130-170°C aralığıdır.

Özellikle polietilen ile kopolimerizasyon işlemine tabi tutulduğunda sahip olduğu yüksek tokluk ve elastiklik modulü sayesinde mühendislik malzemeleri gibi kullanılabilmektedir. ABS – Akrilonitril Bütadien Stiren gibi özelliklere sahip olabilmektedir.

Elektriksel olarak yalıtkan bir malzemedir. Ayrıca düşek yüzey pürüzlülük değeri sayesinde sürtünme direnci de buna bağlı olarak düşüktür. Düşük yüzey pürüzlülük değerleri, malzemelerin gıda saklama kaplarında kullanılmasına da olanak sağlamaktadır. Bir malzemenin yüzeyi ne kadar az pürüzlü ise, bakteri oluşumu da o derece az olacaktır.

Ayrıca, tekrar eden dinamik yüklere karşı dayanımı çok iyidir. Bu da malzeme biliminde yorulma dayanımı olarak bilinmektedir. Yani, dinamik tekrar eden yüklemeler karşısında malzeme yüzeyinde çatlak oluşumuna karşı dirençlidir.

UV – Ultraviyole ışınlara karşı dayanıksızdır. Aşağıdaki fotoğraf incelenirse, sol tarafta UV ışınlarına maruz kalmış bir halat, sağ tarafta ise hiç kullanılmamış bir halat görülmektedir.

Polipropilen UV Işınları

Polipropilen UV Işınlarının Etkileri – Sol Taraftaki Halatın Deformesi Görülmektedir.

Isıl ve Optik Özellikleri


Bilindiği üzere, malzemelere ısı enerjisi uygulandığında, malzemeler uygulanan ısı etkisi ile genleşmektedir. Bu durum plastikler için geçerlidir.

Polipropilen malzemelerin sıcaklık uygulandıktan sonraki genleşmesi incelendiğinde, genleşme katsayısının yüksek olduğu tespit edilmiştir. Ancak bu genleşme katsayısı polietileninki kadar yüksek değildir.

Normal şartlar altında opaktır yani ışığı geçirmez.

Polipropilen ve Kimyasal Özellikleri

Normal koşullar altında, polipropilen neredeyse bütün solventlere karşı dayanıklıdır. Klor içeren solventler tarafından çözülebilmektedir. Bunun yanında, bir çok güçlü asit ve baz çeşidi PP ‘den imal edilen kaplar içerisinde muhafaza edilebilmektedir. Ancak sıcaklık yükseldiğinde bazı solventlere karşı kimyasal dayanımı düşmektedir. Bu nedenle yüksek sıcaklık uygulamalarında kullanılması pek tavsiye edilmemektedir.

Bilinen en yoğun kullanım izotaktik polipropilen çeşidindedir. Kristalleşme seviyesi HDPE – Yüksek Yoğunluklu Polietilen ve LDPE – Düşük Yoğunluklu Polietilen arasındadır.


Çeşitleri

Polipropilen çeşitlerini incelemek için öncelikle yapısını bilmek gerekmektedir. Hatırlayacağınız üzere polietilendeki yapı CH2’ydi. Bu da düzenli bir dizilim sağlamaktaydı. Ancak; C3H6 yapısını incelersek etilen yapısından farklı olarak düzensiz bir molekül elde edilebileceğini görebilirsiniz. Oluşan bu düzensiz yapı, moleküllerin polimer oluştururken asimetrik bir dizilimle dizilmesine neden olacaktır.

Oluşturulacak bu dizilim genellikle üretim esnasında polimerizasyon koşullarının farklı ayarlanması ile farklılık gösterir. Yani, polimerizasyon işleminin farklı uygulanması polipropilen moleküllerinin dizilimlerini değiştirecek, dolayısıyla polimer özelliklerini de değiştirecektir.

Genellikle 3 farklı tür polipropilen mevcuttur.

  • İzotaktik
  • Sindiyotaktik
  • Ataktik

Bu 3 farklı malzeme ” PP ” olarak geçmektedir. Ancak; dizilimleri ve kristallik dereceleri farklı olduğu için gösterdikleri fiziksel, kimyasal davranışlar da farklıdır.

İzotaktik Tip Malzemeler, çok farklı kristalleşme seviyelerinde üretilebilirler. Hem yüksek kristalleşme oranı hem de birçok farklı varyasyon ile zincirlerin bağlanması özelliklerini de diğer tiplerden ayıracaktır. Bu tip polipropilen malzemeler yüksek dayanım ve yüksek ergime sıcaklıklarına sahiptir. Bunun nedeni kristalleşme değerinin yüksek olmasıdır. Bir malzeme amorf halinden ne kadar uzaklaşırsa o derece mukavemet ve yoğunluk kazanacaktır. Bu nedenle en yüksek yoğunluk izotaktik tiplerdedir. Dünya’da da en çok kullanılan tip budur.

Sindiyotaktik Tip Malzemeler, izotaktik ile ataktik arasında bir kristalleşme oranına sahiptir. İzotaktiğe göre daha düşük ergime sıcaklığına ve yoğunluğa sahiptir. Dolayı ile sertliği de izotaktik yapıya göre daha düşüktür.

Ataktik Tip Malzemeler, Bu yapıda hiç kristalleşme yoktur. Malzeme tamamen amorf ( dağınık ) moleküller ile meydana gelmiştir. Bu da bu tip polipropilen malzeme grubunu en düşük yoğunluklu gruba sokar. Düşük yoğunluklu olduğu için en hafif tip plastik grubu da ataktiklerdir.

Düşük kristalleşme miktarı, bu grubun oda sıcaklığında dahi yumuşak bir yapıya sahip olmasına neden olur. Ergime sıcaklığı da doğal olarak en düşük grup budur. Oda sıcaklıklarında lastik – kauçuk gibi özellik göstermektedir. Genellikle yalıtım çözümleri için otomobillerde kullanılabilmektedir. Yumuşak yapısı, istenilen yerde kullanılabilmesine olanak sağlar.

Polimerlerin dizilimleri ile ilgili wikipedia makalesi için bu bağlantıyı inceleyebilirsiniz.

Polipropilen ve Kullanım Alanları

Polipropilen günlük yaşantımızda bir çok konuda kullanılmaktadır. Bu başlığımızda bu konuda örneklere yer vereceğiz.

İlk olarak halk arasında plastik boru olarak geçen ve içerisinden içilebilir su ya da atık suların taşındığı borular gelmektedir. Atık suların taşındığı borulara örnek verecek olursak, yeni tip binalarda kullanılan tesisat borularını örnek verebiliriz. Bu tip borulamaların artık ” PP ” Polipropilen olarak imal edilmesinin başlıca nedeni korozyon dayanımıdır. Yine günümüzde bu tip borular PVC – Poli Vinil Klorür‘den de imal edilmektedir.

Polipropilen Boru

Polipropilen Boru

Korozyon dayanımı haricinde, polipropilen seçilmesinin bir diğer nedeni de kaynak uygulamasının kolay olmasıdır. Plastik Kaynak yazımızda anlatıldığı gibi, birleştirmeler yapılabilir. Ayrıca bu tip uygulamalar darbelere karşı dayanıklı olup kolay kolay çatlamazlar.

Gıda Sektörü ve Polipropilen Kullanımı

Gıda Sektöründe Polipropilen Kap Kullanımı

Gıda Sektöründe Polipropilen Kap Kullanımı

Yukarıdaki fotoğraftan da göreceğiniz üzere, polipropilenin diğer plastiklere göre nispeten daha yüksek sıcaklıklara dayanıklı olması ve yüzey pürüzlülüğünün düşük olması nedeniyle gıda saklama ve pişirme kaplarında kullanılabilmektedir. Bir malzemenin yüzey pürüzlülüğünün düşük olması, bakteri oluşumunu engellediği için gıda pişirme ve saklama ürünlerinde kullanılmasına olanak sağlamaktadır.

Ayrıca ev tipi su ısıtıcı ” Kettle ” larda da polipropilen kullanılmaktadır. Ergime sıcaklığının diğer plastiklere oranla daha yüksek olması, bulaşık makinelerinde yıkanmasına olanak sağlar. Bulaşık makinelerinde çıkılan yüksek sıcaklıklarda malzeme şekil bozukluğuna uğramaz.

Laboratuvar Kullanımları

Bildiğiniz üzere laboratuvarlarda bir çok uygulama gerçekleşmektedir. Yapılan deneyler esnasında aşındırıcı, sıcak, asit, baz gibi ürünler belirli kaplarda test edilir ya da saklanır. Bu kapların, yapılan deneylere ya da ürünün aşındırıcı ya da zarar verici etkilerine karşı koyması gerekmektedir. Laboratuvarlarda plastik kullanılacak yerlerde işte bu nedenlerle poliporpilen – PP tipi plastikler kullanılmaktadır.

Laboratuvar Uygulamaları

Laboratuvar Uygulamaları

Yukarıdaki fotoğrafta görüldüğü gibi kullanılan ölçekler plastik – PP’den imal edilmişlerdir. Ancak bu ölçeklerde kullanılan kapaklar polipropilen – PP değildir. Bu kapaklar genellikle düşük yoğunluklu polietilen ya da polistirenden yapılmaktadır.


Günlük Kullanımlara Örnekler

Polyester halatlarda olduğu gibi, güçlü bir dayanımı olan ancak çok daha hafif ve ucuza mal edilebilen polipropilen halatlar günlük yaşantımızda bol miktarda karşımıza çıkmaktadır.

Günlük yaşantımızda karşımıza belki de karşımıza en çıkan polipropilen çeşidi aşağıda da görebileceğiniz ” Plastik Sandalye “lerdir. Bu tip ürünler de yine çok büyük oranda PP – Polipropilen’den üretilmektedir. Bunun başlıca nedenleri arasında, maliyet, hafiflik ve dayanıklılık gelmektedir.

Sandalye

Sandalyelerde Kullanımı

Özellikle geniş alanların halı ile kaplanması gereken mekanlarda polipropilenden imal edilen halılar kullanılmaktadır. Bu tip malzemelerin rengi solmaz yapıda olduğu ve maliyeti düşük olduğu için tercih edilmektedirler.

Polipropilen Halı Uygulaması

Polipropilen Halı Uygulaması

Bir diğer uygulama örneği, PVC yerine kullanıldığı yerlerdir. Örnek olarak elektrik kablolarının yalıtımlarında da bu malzeme kullanılabilmektedir. Kullanım sırasında herhangi bir gaz salınımı ya da toksik bir etki yaratmamaktadır.

Su ve nem absorbe etmediği için yalıtım özelliğinden kaynaklı olarak, çatı yalıtımlarında yardımcı eleman olarak tek katman kullanılabilmektedir.

İlginç bir örnek olarak tüm Dünya’nın bildiği ” Rubik Küp ” de polipropilenden yapılmaktadır. Bir çok değişik renk uygulaması, dayanıklı olması burada kullanılmasının en önemli nedenleri arasındadır.

Rubik Küp

Rubik Küp

 

Dizayn işi ile ilgilenen kişiler, herhangi bir prototip yapacakları zaman ya da kolay şekil verilebilen bir malzeme çeşidi kullanmak istediği zaman polipropileni kullanabilmektedir. Bunun temel nedeni, termoplastik bir malzeme olduğu için ısı enerjisi ile kolay şekillendirilebilmesi, dayanıklı olması, hafif olması, birçok rengi olması ve ucuz olmasıdır.

Üretim yöntemlerine bakıldığında bir çok farklı formda üretilebilen polipropilen, ince levha olarak da imal edilebilmektedir. Bu tip üretimlerin sonucunda, bu malzeme grubu kredi kartlarının imal edilmesinde kullanılmaktadır.

Otomobil ve Polipropilen Uygulamaları

Günümüzde otomobil üreticileri hem maliyet ve hafiflik hem uzun süreli dayanıklılık hem de kolay şekil verilebilirlik açısından eskiye oranla çok daha yüksek miktarda plastik malzeme kullanmaya başlamışlardır. Bu bir çok kullanıcı tarafından araçların görünümlerini basitleştirdiği düşünse de, günümüz rekabet koşullarında bir çok firma, diğer firmalar ile rekabet edebilmesi için neredeyse bütün modellerinde plastik malzemeleri kullanmak zorunda kalmıştır.

En basit örnek olarak, eski araçlarda kullanılan iç tasarım malzemeleri ile yeni araçlarda kullanılan iç  tasarım malzemeleri birbirlerinden çok farklıdır. Artık bir çok araç, konsollarında plastik malzeme kullanmaktadır. Özellikle son dönemlerde kullanımdaki bu artış bir çok kullanıcı tarafından hoş karşılanmamaktadır. Çünkü, eski tip malzemelere göre daha ” Basit ” gözüktüğü genel bir kanı haline gelmiştir.

Araç İçi Polipropilen Uygulamaları

Araç içi Polipropilen Uygulamaları

Yukarıdaki şekilde gördüğünüz gibi, artık neredeyse bütün araçlarda, arabaların iç aksamları plastik malzemelerden yapılmaktadır. Özellikle polipropilen kullanımı, malzemelerin hafif ve ucuz olmalarından dolayı artmıştır.

Önceki başlıklarımızda anlattığımız üzere, otomobillerde ataktik tip polipropilen kullanımı genellikle yalıtım amaçlı olmaktadır.

Polipropilen ve Kıyafetlerde Kullanımı

Kıyafet Örnekleri

Kıyafet Örnekleri

Özellikle sıcak havalarda kullanıma uygun kıyafetlerde yün yerine polipropilen – yün karışımı ürünler tercih edilmektedir. Bu tip ürünler, terlemenin önüne geçebilmekte ya da oluşan teri emerek vücuttan uzaklaştırabilme özelliğine sahiptirler. Bu ürünlerin polyesterlerden dezavantajı, ürünün eriyebilir olmasıdır. Bu da ciddi cilt yanıklarına neden olabilmektedir. ( Herhangi bir yangın ve patlama anında )

Benzer mantık ile bu tip ürünler termal kıyafet olarak nitelendirilen ürünlerde de bol miktarda kullanılabilmektedir.

Wikipedia’nın konu ile ilgili makalesi için bu bağlantıyı inceleyebilirsiniz. Yine konu ile ilgili geniş ve yalın bir kaynak olan bu bağlantıyı da inceleyebilirsiniz.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

The post Polipropilen Nedir ? Kullanım Alanları Nedir ? appeared first on Metalurji & Malzeme Bilimi.

]]>
https://www.metalurjimalzeme.net/polipropilen-nedir-kullanim-alanlari-nedir/feed/ 0
Nikel Nedir ? Nikel Özellikleri Nelerdir ? https://www.metalurjimalzeme.net/nikel-nedir-nikel-ozellikleri-nelerdir/ https://www.metalurjimalzeme.net/nikel-nedir-nikel-ozellikleri-nelerdir/#respond Tue, 23 Jul 2019 06:37:12 +0000 https://www.metalurjimalzeme.net/?p=2418 Nikel Nedir ? Nikel Özellikleri Nelerdir ? Nikel, kimyasal gösterimi “ Ni “ ve atom numarası 28 olan gümüş renginde bir metal türüdür.  Periyodik tabloda geçiş metalleri arasında 10. Grup ve 4. Periyotta bulunmaktadır. Atom ağırlığı 58.6 gr/mol’dür. Rengi gümüşü andıran nikel, aşağıdaki fotoğraftan da görüleceği üzere hafif bir altın sarısını andıran renklenmesi de mevcuttur. Wikipedia ” Ni ” ile ilgili makalesi için bu bağlantıyı inceleyebilirsiniz.   Nikel Özellikleri Periyodik tabloda geçiş metalleri arasında bulunan nikel, mekanik özellikler açısından sert bir yapı göstermektedir. Ancak; sert yapısının haricinde gevrek değildir. Yani YMK – Yüzey Merkezli Kübik yapısı onu şekillendirmeye müsait bir

The post Nikel Nedir ? Nikel Özellikleri Nelerdir ? appeared first on Metalurji & Malzeme Bilimi.

]]>
Nikel Nedir ? Nikel Özellikleri Nelerdir ?

Nikel, kimyasal gösterimi “ Ni “ ve atom numarası 28 olan gümüş renginde bir metal türüdür.  Periyodik tabloda geçiş metalleri arasında 10. Grup ve 4. Periyotta bulunmaktadır. Atom ağırlığı 58.6 gr/mol’dür.

Rengi gümüşü andıran nikel, aşağıdaki fotoğraftan da görüleceği üzere hafif bir altın sarısını andıran renklenmesi de mevcuttur.

Wikipedia ” Ni ” ile ilgili makalesi için bu bağlantıyı inceleyebilirsiniz.

 

Nikel Görünüşü

Nikel Görünüşü

Nikel Özellikleri

Periyodik tabloda geçiş metalleri arasında bulunan nikel, mekanik özellikler açısından sert bir yapı göstermektedir. Ancak; sert yapısının haricinde gevrek değildir. Yani YMK – Yüzey Merkezli Kübik yapısı onu şekillendirmeye müsait bir hale getirmiştir. Sünek yapısı sayesinde alaşım elementi olarak dahil olduğu alaşıma, darbe dayancı sağlamaktadır.

Oda sıcaklığında katı halde bulunmaktadır. Ergime sıcaklığı 1455°C’dir. Yoğunluğu demirden yüksek olan nikel, 8.9 gr/cm3 yoğunluğa sahiptir. Oda sıcaklığında manyetik özellik gösteren birkaç metalden biridir. Diğerleri bir çoğumuzun bildiği gibi demir ve kobalttır. Oda sıcaklığında manyetik özellik gösteren nikel, sıcaklık yükseldikçe ( yaklaşık 350°C ) manyetiklik özelliğini kaybeder. Bu sıcaklığa Curie Sıcaklığı denir.


Kullanım Alanları

Dünya’da az bulunmasına rağmen kullanım alanları çok geniş olan nikel, modern Dünya’da özellikleri bakımından vazgeçilmez bir elementtir. Günümüzde, en çok paslanmaz çelik imalatında ana alaşım elementi olarak kullanılmaktadır. Nikel, paslanmaz çeliğe krom ile birlikte paslanmazlık özelliği vermektedir. Saf nikel, oksijene karşı dayanıklı olduğu için alaşım elementi olarak kullanıldığında, korozyona dayanım sağlamaktadır.

Paslanmaz çelikten sonra da en çok kaplama uygulamalarında kullanılmaktadır. Korozyona karşı dayanım istenen malzemelerin üstüne uygulanan nikel kaplama sayesinde, malzemeler atmosferik korozyona karşı yüksek dayanım sağlar.

Ayrıca, bazı çelik tipleri ve dökme demirlerde de kullanımı vardır. Ana alaşım elementi olarak kullanıldığında, çekme dayanımını ve düşük sıcaklıklardaki darbe dayancını arttırmaktadır. Alaşım yaptığı bazı metaller aşağıdaki gibidir.

–          Krom

– Gümüş

–          Altın

–         Bakır vb.

Dekoratif ve Madeni Paralarda Kullanımı


Gümüş, oksijene karşı afinitesi olduğu için ve oksijen ile etkileşime girdiğinde karardığı için genellikle dekoratif amaçlarla kullanılacağı zaman nikel ile alaşım yapılır. Bu sayede nikelin paslanmazlık özelliğinden yararlanılarak dekoratif olarak uzun yıllar kullanılan gümüş eşyalar yapılabilir.

Özellikle 19.yy’ın ikinci yarısından itibaren madeni para imalatında hem saf olarak ( % 99.99 ), hem de ana alaşım elementi olarak kullanılmaktaydı. Ancak; nikelin fiyatının artması, ülkeleri daha düşük ücretli metal kullanmaya zorlamıştır. Ya da mevcut % 99.99 nikel kullanım oranları düşmüştür.

Bozuk Para

Eski Tarihli Nikel Bozuk Paralar

Son yıllarda özellikle İngiltere – Birleşik Krallık’ta, madeni para üzerine ” Ni “  kaplama yoluna gidilmiştir.

Tıp Sektöründe Kullanımı

Özellikle kalp hastalıklarının tedavisinde kullanılan stent imalatında kullanılmaktadır. Akıllı metaller sınıfındadır.

Stent İmalatı

Stent Kullanımı

Akıllı metaller en temel anlatım ile, hafızalı metaller sınıfına girer. Yani şekil değiştirdiğinde, belirli bir sıcaklıkta tekrar eski haline geri dönerler. Bu işlemi de milyonlarca kez tekrarlayabilir. Örnek olarak, damar içerisinde takılan bir Ni-Ti alaşımı olan Nitinol, vücut sıcaklığına göre genişleyip daralmaktadır. Damarda herhangi bir sıkışma ya da tıkanıklık olduğunda genişler ve damarı açar. Sonra tekrar eski haline döner.

Nikelin Diğer Kullanımları

Korozyon dayanımının önemli olduğu taşımacılık sektörlerinde, deniz ve havayolları, demir yolları taşımacılığında kullanılmaktadır. Bir çok elektronik cihazın bileşenlerinde kullanılmaktadır. Örnek olarak bilgisayarlar, cep telefonları, CD, Ni-Cd Piller vb. gibi.

Ayrıca korozyon dayanımının yine çok önemli olduğu deniz suyunun bir yerden başka bir yere taşınacağı boru hatlarındaki boruların ana malzemesi olarak kullanılmaktadır.

Süper Alaşımlar

Tamamen ayrı bir başlık altında incelenmesi gereken bir konu olan süper alaşımlar ise, yine bu ” Ni ” ağırlıklı alaşımlar sınıfına girmektedir. Süper alaşımlar denildiğinde akıllara gelen ilk özelliğin ” Yüksek Sıcaklıkta Çalışmak ”  olduğu gelmelidir.

Bir çok mühendisin iyi bir bildiği bir konu olan malzemelerin yüksek sıcaklıktaki dayanımları, tasarım aşamasında yine mühendisleri en çok zorlayan hususların başında gelir. Bunun temel nedeni de, normal şartlar altında istenilen özellikleri veren malzemeler ( Metal Alaşımları ), sıcaklıklar 800-900°C civarına çıktığında işlerin değişmesidir. Bu sıcaklıklarda çalışan geleneksel metal alaşımları hem korozyona maruz kalabilirler hem de akma dayanımlarının düşmesi nedeni ile mekanik özelliklerinde kötüleşmeler olmaktadır.

Bir malzeme yüksek sıcaklıkta çalışırken akma dayanımı düşerse, kalıcı şekil değiştirme problemi ile karşı karşıya kalınabilir. Bu da milyon dolarlık yatırımlarla üretilen makineleri işlevsiz kılacaktır.

Süper Alaşımların Kullanım Alanları

Bir önceki başlıkta da bahsettiğimiz üzere, yüksek sıcaklık uygulamaları başı çekmektedir. Örnek vermek gerekirse, gaz türbinlerinin kanatlarının imalatında, uzay mekiklerinde, havacılık sektöründeki bir çok alanda, jet motorlarında yaygın bir kullanımı mevcuttur.

Süper Alaşımların Çeşitleri

Temelde 3 farklı süper alaşım olmasına rağmen, bu konu başlığımızda nikel esaslı süper alaşımlara değineceğiz. Demir ve Kobalt içerikli süper alaşımlar da olmasına rağmen, nikel esaslı olan süper alaşımların yüksek sıcaklık dayanımları çok iyidir.  Yapısında yaklaşık %65-70 civarında ” Ni ” elementi bulunduran bu alaşımlar, nikelin yüksek sıcaklıklardaki mekanik dayanımının da etkisi ile, yüksek sıcaklıklarda uzun süre hem korozyona uğramazlar hem de mekanik özelliklerini kaybetmezler. Özellikle yüksek sıcaklıklarda çalışan türbin kanatlarında ya da yine sıcaklığın yüksek olduğu nükleer santrallerin makine parçalarında sıklıkla kullanılırlar.

Süper Alaşım Türbin Kanatları

Süper Alaşımdan İmal Edilmiş Türbin Kanatları

Dünya Üretim Miktarları

Günümüzde ” Ni “  üretimi çok hızlı bir şekilde artmaktadır. Yılda 2 milyon ton üzerinde bir üretimi bulunan nikelin, Endonezya üretim miktarı, tüm Dünya’ daki üretimin ¼’ünden fazladır ve en çok da bu ülkede üretilmektedir.

Yıllara Göre Nikel Üretim Miktarları

Yıllara Göre Nikel Üretim Miktarları

Endonezya üretim miktarını sırası ile Filipinler, Rusya ve Avustralya izlemektedir. Avrupa kıtasına bakıldığında ise, bahsedilen diğer ülkeler kadar olmasa da, üretim vardır. Özellikle Finlandiya’da nikel üretimi Avrupa ortalamasına göre yüksektir. Ayrıca, sadece kıtalarda olmayıp, okyanus tabanında da büyük miktarda nikel madeni bulunduğu düşünülmektedir. Özellikle Pasifik ve Hint Okyanus tabanlarında bulunan manganez katmanlarında bulunan nikel, Dünya’daki rezervlerin büyük bir kısmını kapsamaktadır. Ancak; okyanus tabanında madencilik çalışması hem zaman hem de teknik zorluklar nedeni ile yapılamamaktadır.

Rezerv miktarlarına bakıldığında ise, başı Avustralya çekmektedir. Avustralya’dan sonra ise sırası ile Brezilya, Rusya ve Yeni Kaledonya gelmektedir.

Dünya ” Ni” üretiminin büyük bir çoğunluğu lateritik madenlerde, geriye kalan kısmı ise sülfitik madenlerden elde edilmektedir. Lateritik maden yataklarındaki en önemli iki mineral ” Limonit “ ve ” Garniyerit dir. Sülfitik madenlerde bulunan en önemli mineral ise ” Pentlandit “ dir.

Türkiye’de Bulunan Cevher Tipleri ve Yerleri

Türkiye’de lateritik cevherlerin bulunduğu bölgeler aşağıda listelendiği gibidir.

  • Manisa-Turgutlu
  • Bolu
  • Mudurnu
  • Hatay-Dörtyol
  • Eskişehir-Yunus Emre

Sülfitik cevherlerin bulunduğu bölgeler de aşağıda listelenmektedir.

  • Bursa
  • Bitlis
  • Sivas-Divriği

Nikel Üretim Yöntemi

Mond Prosesi

Karbonil prosesi olarak da bilinen Mond Prosesi, en saf nikel üretimi için kullanılan yöntemdir. Bu yöntem 19. yy sonlarında keşfedilmiştir ve o dönemde bol miktarda kullanılmıştır. Bu yöntem ” NiO ” bileşiğini tamamen saf hale getirmektedir.  Toplam 3 adımı mevcuttur.

Mond Prosesi

Mond Prosesi 1. İşlem

İlk adımı yukarıda kimyasal formulü verildiği gibidir. Oksitli bileşik hidrojen gazı ile reaksiyona girer. Burada elde edilen metal, çeşitli empürüte yani istenmeyen artıklara sahiptir. Bunun saflaştırılması gerekmektedir.

Mond Prosesi

Mond Prosesi 2. İşlem

Birinci işlem basamağında elde edilen sıvı metal, ikinci işlem basamağında karbon monoksit ile reaksiyona girer. Karbonil bileşiğini meydana getirir.

Mond Prosesi 3. İşlem

Mond Prosesi 3. İşlem

Son işlem basamağında ise, ikinci reaksiyonda elde edilen karbonil yüksek sıcaklıklara çıkartılır. Bu sıcaklıklar aşağı yukarı 250 – 260 santigrat derecedir. Açığa saf metal ile birlikte karbon monoksit gazı çıkar. Sonuç olarak yüksek saflıkta elde edilen metal katılaştırılır.

Diğer Nikel Üretim Yöntemleri

Mond prosesi haricinde hidrometalurji ve pirometalurji diye 2 farklı yöntemle de ” Ni ” üretimi yapılabilmektedir.

Hidrometalurji Yöntemi

Nikel Hidrometalurji Yöntemi

Hidrometalurji Yöntemi

 

Pirometalurji Yöntemi

Nikel Pirometalurji Yöntemi

Pirometalurji Yöntemi

 


Nikel ve Zararlı Etkileri

Ni doğal yollarla su ve yiyeceklerde az miktarda bulunabilmektedir. Ancak bu bulunma oranını insanlar bir miktar arttırabilmektedirler. Örnek olarak nikel üretiminden meydana gelen atıkların, deniz ve akarsulara karışması, nikel alaşımlı çeliklerin yiyeceklerin pişirildiği kaplarda ve tencerelerde kullanılması bu miktarları arttırmaktadır.

Su ve gıda ürünlerine karışması haricinde, atmosfere de bol miktarda nikel salınımı yapılabilmektedir. Bunların başlıca nedenleri, nikel üretim esnasında gazların atmosfere salınması ya da egzoz gazlarında bulunan nikeldir.

İnsanlar bu gibi etkenler ile direkt olarak havadan nikel alabilmektedir. Direkt olarak havadan alınmayan nikel, sigara kullanan kişiler tarafından akciğerlerine çekilmektedir.

Son bir etkileşim de, madeni para kullanımı ve kuyumculuk sektöründe kullanılan takılardır. İçerisinde bu alaşım elementi bulunan parçalar direkt olarak insan derisi ile temas halinde oldukları için, derisi hassas insanları alerjik olarak etkilemektedir.

Geri Dönüşüm Süreci

En çok geri dönüşüm prosesi uygulanan metaldir. Maden ve Metalurji sektöründe cevherden metal elde etmektense, bu metallerin hurdalarının eritilip tekrar kullanılması her zaman hem maddi hem de zaman açısından avantajlıdır. Bu nedenle bu konunun önemini iyi kavramış ülkeler genellikle geri dönüşümü yapılacak ürünleri kaynağında ayrıştırırlar. Geri dönüşüm konusunda elektronik cihazlar, lityum piller ve hibrit araçlar kullanılmaktadır.

Özellikle ” Ni ” elementine bakıldığında, yer kabuğunda bulunma oranı diğer metallere oranla çok yüksek değildir. Bu nedenle hurdadan yeniden üretilmesi tercih edilir. Doğal kaynakların tüketilmemesi açısından bu yöntemin seçilmesi normaldir. Örneğin ABD’de toplam üretimin yarısına yakını geri dönüşüm yolu ile olmaktadır.

 

 

The post Nikel Nedir ? Nikel Özellikleri Nelerdir ? appeared first on Metalurji & Malzeme Bilimi.

]]>
https://www.metalurjimalzeme.net/nikel-nedir-nikel-ozellikleri-nelerdir/feed/ 0
Alüminyum Nedir ? https://www.metalurjimalzeme.net/aluminyum-nedir/ https://www.metalurjimalzeme.net/aluminyum-nedir/#respond Sat, 20 Jul 2019 20:05:14 +0000 https://www.metalurjimalzeme.net/?p=2401 Alüminyum Nedir ? Nerelerde Kullanılır ? Alüminyum, kimyasal simgesi ” Al ” olan ve atom numarası 13 olan bir kimyasal element ve bir metaldir. Yeryüzünde oksijen ve silikondan sonra en çok bulunan element olarak kayıtlara geçmiştir. Çok aktif bir metal olan alüminyumun yüzlerce değişik bileşik hali bulunmaktadır. Ancak; doğada en çok bulunan hali ” Boksit “ mineralidir. Görüntüsü gümüş, gri veya beyaza yakın haldedir. Manyetik özellikte olmayan bir metal olan alüminyum, sahip olduğu YMK – Yüzey Merkezli Kübik yapısından dolayı kolaylıkla şekil verilebilen metaller sınıfındadır. Alüminyum ve Periyodik Tablodaki Yeri Periyodik tablo, kimyasal ve fiziksel olarak alüminyum incelendiğinde, periyodik cetvelde

The post Alüminyum Nedir ? appeared first on Metalurji & Malzeme Bilimi.

]]>
Alüminyum Nedir ? Nerelerde Kullanılır ?

Alüminyum, kimyasal simgesi ” Al ” olan ve atom numarası 13 olan bir kimyasal element ve bir metaldir. Yeryüzünde oksijen ve silikondan sonra en çok bulunan element olarak kayıtlara geçmiştir. Çok aktif bir metal olan alüminyumun yüzlerce değişik bileşik hali bulunmaktadır. Ancak; doğada en çok bulunan hali ” Boksit “ mineralidir.

Alüminyum - Boksit Minerali

Boksit Minerali

Görüntüsü gümüş, gri veya beyaza yakın haldedir. Manyetik özellikte olmayan bir metal olan alüminyum, sahip olduğu YMK – Yüzey Merkezli Kübik yapısından dolayı kolaylıkla şekil verilebilen metaller sınıfındadır.

Alüminyum ve Periyodik Tablodaki Yeri

Periyodik tablo, kimyasal ve fiziksel olarak alüminyum incelendiğinde, periyodik cetvelde 13. Grup, 3. Periyot ve P – Bloğunda bulunmaktadır. Yoğunluk olarak demir ile kıyaslandığında neredeyse 1/3’lük bir yoğunluk farkı görülmektedir. Saf alüminyumun yoğunluğu 2.70 gr/cm3 iken, saf demirin yoğunluğu 7.87 gr/cm3 ‘tür. Bu da, demire ve dolayısı ile çeliğe göre kıyaslandığında hafiflik anlamında bir kazanım sağlamaktadır.

Aton numarası 13, Atom ağırlığı ise 26.9 olarak kabul edilmektedir. Görüntüsü gümüş-metalik bir renkte olup, oda sıcaklığında katıdır.

Konu ile ilgili detaylı bilgi için Wikipedia ilgili sayfasından yararlanabilirsiniz.

Nerelerde Kullanılır ?


Alüminyum, demir dışı metaller statüsünde en çok kullanılan metal sınıfına girmektedir. Demir kullanımı ve üretimi hariç bırakıldığında, bu kullanım miktarına hiç bir metal yaklaşamamaktadır. Yıllık 60 milyon tona yakın bir üretim miktarı mevcuttur. Hem cevherden üretildiği gibi, geri dönüşüm ile de büyük bir kısmı üretilebilmektedir.

Saf halde kullanımı yaygın olmayan bu metalde, genellikle alaşım hali kullanılmaktadır. Alaşım elementleri genellikle, bakır, silisyum, magnezyum ve çinkodur.

Bir çok kullanım alanı olan alüminyumun kullanım alanlarını sıralarsak aşağıdaki gibi bir liste elde ederiz.

  • Taşımacılık sektöründe son yıllarda kullanımı artmıştır. Bunun temel nedeni, yakıt ekonomisi olmaktadır. Çünkü taşımacılık sektöründe yakıt tasarrufu aracın ağırlığının azaltılması ile mümkün olmaktadır. Düşük yoğunluğa sahip olması nedeniyle kullanımı yaygındır. Otomobiller, Trenler, Uçaklar, Bisikletler başlıca kullanıldığı yerler olarak karşımıza çıkmaktadır.
  • Gıda sektöründe yine kullanımı çok yoğun bir şekilde hissedilmektedir. Alüminyum folyo ile gıdaların bozulmadan saklanması uzun yıllardan beri süre gelen bir alışkanlıktır. Ayrıca nem absorbe etmemesi, korozyona uğramaması ve toksik özellikler göstermemesi gıda ürünlerinde kullanılmasının başlıca sebeplerindendir. Folyo kullanımı haricinde, kutu içecekler de alüminyum kutu içerisinde saklanmaktadır. ( Kutu Kola vb. )
  • Binalarda kullanımı oldukça yaygınlaşmıştır. Örnek olarak yeni tip pencere çerçevelerinde kullanılmaktadır. Ayrıca, kapılar, kaplamalarda da paslanmama ve hafiflik özelliklerinden dolayı kullanılmaktadır. Bir çok binada dış çephe kaplaması olarak kullanılmaktadır.
Alüminyum Kaplama

Alüminyum Bina Kaplama

  • Hafifliğin ve korozyon dayanımının önemli olduğu bir çok uygulamada kullanılabilir. Bazı otomobil üreten firmalar, araç şasisini alüminyumdan yaptığı gibi, motor bloklarını da yine bu metalden yapabilmektedir. Tabiki kullanımı saf hali ile değil alaşım olarak mümkündür.

Alüminyum Tercih Sebepleri Nelerdir ?

Yüzbinlerce farklı uygulamada kullanılmasının elbetteki çok sebebi olacaktır. Bu sebeplerin bazıları şu şekilde sıralanabilir.

  • Öncelikli olarak yoğunluğunun düşük olmasından dolayı hafif bir metaldir. Bu nedenle hafifliğin önemli olduğu yerlerde kullanılır.
  • Hava ile temas ettiğinde üzerinde alüminyum oksit Al2O3 denilen ve çok sert ve kırılgan bir tabaka oluşturur. Bu tabaka alüminyumu aynı paslanmaz çelikte olduğu gibi, oksijenin korozif etkilerinden korumaktadır. Yani korozyona uğramazlar. Bu tabaka, bir kaç mikron kalınlığındadır ve kaynak işlemini zorlaştırır. Bu konuyu alüminyum kaynak yazımızda inceleyebilirsiniz.
  • Sünek malzemeler sınıfına girmektedir. Sünek, malzemenin tokluğunun yüksek olduğu yani gevrek yapıda bir özellik göstermediği anlamına gelir. Çelik ile kıyaslandığında, çeliğin gevrek davranış gösterdiği düşük sıcaklıklarda, alüminyum kristal yapısı ( YMK – Yüzey Merkezli Kübik ) nedeni ile sünek davranır. Yani darbe dayancı yüksektir.
  • Plastik şekil verilmesi ve talaşlı işlenmesi kolay bir metal olduğu için özellikle sanayide çok kullanılmaktadır. Çünkü, şekil verilmesi ve talaşlı işlenmesi daha az masraf ve zaman gerektirmektedir.

Alüminyum Neden Paslanmaz ?

Daha önceki yazılarımızda da bahsettiğimiz gibi, alüminyum saf halde bulunmaz. Hava ile temas ettiği anda ya bileşik yapar ya da üzerinde bir alüminyum oksit tabakası oluşturur. Bu tabaka bir kaç mikron kalınlığındadır ve seramik özelliktedir yani kırılgandır.

Aynı paslanmaz çelikte olduğu gibi, bu tabaka oksijen ile ana malzemenin bağlantısını kestiği için, korozyon yani paslanma meydana gelmez. Kısacası kendisini koroyucu bir tabaka ile oksijenin zararlı etkilerinden korumaktadır. Bu, oksitlenme açısından faydalı olsa bile, kaynak gibi bazı uygulamalarda problem çıkarabilmektedir.

Kaynakta problem çıkarmasının temel nedeni, üzerinde bulunan Al2O3 tabakası çok yüksek sıcaklıklarda erir iken, alüminyum 660 Santigrat derecede erir. Kaynak işlemi bir ergitme işlemi olduğu için kaynak alevi malzemeye temas ettiğinde üstündeki tabakayı eritemeden ana malzemeye ulaşır. Bu da, ısı enerjisinin, eritilmek istenen yere uygulanamamasına neden olur. Bunun çözümü özellikle argon kaynağında pulse akım kullanılarak giderilmiştir.

Geri Dönüşüm Önemi

Bir çok konuda olduğu gibi, alüminyumun da geri dönüşümü çok önemlidir. Üretim yöntemlerinin doğası gereği, cevherden üretilmesi çok yüksek enerji ve zaman demektir. Ancak; özellikle içecek kutularında alüminyum kullanılması, geri dönüşümü kolaylaştırmaktadır. Günlük hayatta çok karşımıza çıkan bu içecek kutuları, özel atık alanlarında toplanmaktadır. Cevherden üretilmesi ile geri dönüşüm ile üretilmesi arasında 20 kat enerji farkı bulunmaktadır. Yani geri dönüşüm, enerji kaynaklarının 20 ‘de 1 oranında daha az kullanılması anlamına gelir.

Ayrıca üretimden kaynaklı oluşan atıkların bertaraf edilmesi oldukça zordur. Bu nedenle üretim esnasında ortaya çıkan atıklar bir alanda toplanarak özellikle asfaltlarda ya da çimento imalatlarında kullanılmaktadır.

Alüminyum Üretimi

Bu metalin üretimi elektrik enerjisi çok kullanıldığı için, masraflıdır. Bu nedenle, üretim yapılacak yerler Dünya’da özenle seçilmektedir. Özellikle elektrik enerjisinin nispeten daha düşük olduğu lokasyonlar ilk tercih nedeni olmaktadır. Hem işçilik hem de enerjinin ucuz olduğu yer olan Çin, bir çok konuda olduğu gibi, yine alüminyumun imalatında Dünya’da başı çekmektedir. Hatta, Dünya toplam üretiminin yarısından fazlasını Çin Halk Cumhuriyeti tek başına üstlenmektedir.

Üretimi genelde 2 aşamada meydana gelir. Bunlardan birinci aşama Bayer Prosesi denilen ve cevherden alınan ürünü alümina yani alüminyum oksite ( Al2O3 ) çevirir.

Alüminyum - Bayer Yöntemi Üretimi

Bayer Prosesi ile Alüminyum Üretimi

Yukarıdaki şemada gösterilen Bayer Prosesine göre, ince öğütülmüş boksit minerali, kostik soda – sodyum hidroksit ( NaOH ) ile karıştırılıp, ısıtıldıktan sonra ortaya kırmızı çamur adı verilen bir yan ürün çıkar. Bu tehlikeli bir atık olduğu için bertaraf edilmektedir.

Kırmızı çamurdan ayrıldıktan sonra, çökeltme ve filtreleme işleminden geçer. Filtreleme işleminden sonra yıkanır. Onun akabinde ise kalsinasyon denilen ve kireç ocağında meydana gelen ısıtma işlemden sonra alüminyum oksit oluşmaktadır. Kalsinasyon ile bünyede bulunan su uzaklaştırılmış olur.

Hall-Herault Prosesi

Alüminayı ( Al2O3 ) metal saf alüminyuma çevirmek için uygulanan ikincil prosestir. Bu proseste, alümina, ergimiş kriyolit ve kalsiyum florid ile birlikte 1000 Santigrat derecenin biraz altında reaksiyona sokulmaktadır. Yapılan elektroliz işlemi ile metalik alüminyum elde edilmektedir. Bu işlem ile elde edilen alüminyum % 99 saflıktadır. Prosesin ayrıntılı Wikipedia açıklaması için bu bağlantıyı inceleyebilirsiniz.

Uygulanan elektroliz işleminde kullanılan anot, karbon, katot ise antrasittir. Bu işlemde kullanılan karbon anodun saf olması gereklidir. Çünkü, reaksiyon sırasında herhangi bir şekilde kontamine hale gelmemelidir. Bu üretilen alüminyumun saflığını da olumsuz etkileyecektir.

 

 

 

 

 

 

 

 

The post Alüminyum Nedir ? appeared first on Metalurji & Malzeme Bilimi.

]]>
https://www.metalurjimalzeme.net/aluminyum-nedir/feed/ 0
Dozimetre Nedir ? Dozimetre Çeşitleri Nelerdir ? https://www.metalurjimalzeme.net/dozimetre-nedir-dozimetre-cesitleri-nelerdir/ https://www.metalurjimalzeme.net/dozimetre-nedir-dozimetre-cesitleri-nelerdir/#respond Sat, 20 Jul 2019 06:50:24 +0000 https://www.metalurjimalzeme.net/?p=2390 Dozimetre Nedir ? Dozimetre, bir mekan, cisim ya da canlının etkileşimde olduğu iyonize edici radyasyon seviyesini ölçen cihazlara verilen isimdir. Radyasyon olgusu, canlılar için çok tehlikeli olduğu için bu tip işlerde çalışan kişilerin kesinlikle kişisel dozimetre taşıması gerekmektedir. Sağlık örgütlerinin ve ilgili kanunların alınabilecek maksimum doz miktarlarını belirlediği dokümanlara uygun hareket edilmelidir. Aksi taktirde radyasyonun canlılar üzerindeki yıkıcı etkisi kaçınılmaz olmaktadır. Alınan doza ve süreye bağlı olarak canlıların ölümüne kadar gidecek hadiselere neden olabilir. Özellikle, nükleer enerji ile çalışan fabrikalarda, santrallerde bu ölçümlerin sürekli yapılması büyük önem arz etmektedir. Çünkü, radyasyon insan bünyesinin algılayamadığı bir olgudur. Kişi uzun bir süre

The post Dozimetre Nedir ? Dozimetre Çeşitleri Nelerdir ? appeared first on Metalurji & Malzeme Bilimi.

]]>
Dozimetre Nedir ?

Dozimetre, bir mekan, cisim ya da canlının etkileşimde olduğu iyonize edici radyasyon seviyesini ölçen cihazlara verilen isimdir. Radyasyon olgusu, canlılar için çok tehlikeli olduğu için bu tip işlerde çalışan kişilerin kesinlikle kişisel dozimetre taşıması gerekmektedir.

Sağlık örgütlerinin ve ilgili kanunların alınabilecek maksimum doz miktarlarını belirlediği dokümanlara uygun hareket edilmelidir. Aksi taktirde radyasyonun canlılar üzerindeki yıkıcı etkisi kaçınılmaz olmaktadır. Alınan doza ve süreye bağlı olarak canlıların ölümüne kadar gidecek hadiselere neden olabilir.

Özellikle, nükleer enerji ile çalışan fabrikalarda, santrallerde bu ölçümlerin sürekli yapılması büyük önem arz etmektedir. Çünkü, radyasyon insan bünyesinin algılayamadığı bir olgudur. Kişi uzun bir süre radyasyona maruz kalıp bunu hissetmez. Ancak, hücrelerini tahrip etmiş olur.

Özellikle kanser hastaları için uygulanan radyoterapi tedavisinde, hastalara kişisel dozimetre verilmelidir. Çünkü, belirlenen üst limit değerin aşılmaması hayati önem taşımaktadır. Hastanın aldığı radyasyon miktarı dozimetre ile ölçülerek, uygulanacak tedavi sırasında kayıt altına alınmalıdır. Böylece bir sonraki aşamaya geçilir iken, kişinin belirli bir süre içerisinde ne kadar radyasyon aldığı belirlenmiş olur.

Özellikle fabrikalar ve şantiye sahalarında çok uygulanan bir NDT – Tahribatsız Muayene Yöntemi olan radyografik muayene ( RT ) işi ile ilgilenen kişilerin de aynı şekide, dozimetre taşıması zorunludur. Genellikle dozimetre vücudun ön kısmına ( yaka kısmına ) takılarak kişinin aldığı radyasyon miktarı kontrol altında tutulur.

Dozimetre Çeşitleri Nelerdir ?

Kişisel Dozimetre


Günümüzdeki dozimetre cihazları kişinin daha önce almış olduğu ve o an aldığı radyasyonu anlık olarak ölçer ve belirli bir doz artışı olduğunda kişiyi sesli bir şekilde uyarır. Radyografik muayene işlerinde çalışanlar, nükleer santral çalışanları, tıp sektöründe çalışanların ( radyoterapi ) kullanması zorunludur.

Kişisel Dozimetre

Genellikle vücudun tamamını temsil eden bir yere takılması gereklidir. Göğüs hizasında yaka kısmına takılan dozimetre genellikle bütün vücudu temsil eder. Özellikle hayati organların bulunduğu yer olduğu için bu bölgeye takılır.

Kişisel Radyasyon Ölçer

Kişisel Radyasyon Ölçer

Film Tipi Dozimetre

Film tipi dozimetre kullanan kişiler anlık olarak uyarılmaz. Çünkü bu tip dozimetreler, dozimetre kullanılmaya başladığı andan günümüze kadar toplam ne kadar radyasyona maruz kalındığını bilgisini verir. Ne yazık ki anlık bilgi veremez. Bu nedenle günümüzde kullanımı yaygın değildir. Yerini modern TLD tip dozimetrelere bırakmıştır.

Film Tipi

Film Tipi

Elektronik Tip

Cihaz kullanılmadan önce belirlenen doz seviyelerine ulaşıldığında otomatik olarak uyarı verir. Hem anlık ölçüm yapar, hem de belirli tarih aralıklarında biriken doz seviyesini gösterir ve kullanıcıyı uyarır. Yüksek doza maruz kalınabilecek çeşitli laboratuvar çalışmalarında ya da nükleer enerji santrallerinde kullanılması önerilir.

TLD Tip

TDL Dozimetre

TLD Dozimetre

İlk olaark 1954 yılında Prof. Farrington Daniels tarafından icat edilmiştir. Maruz kaldığı iyonlaştırıcı radyasyon sonucunda, içerisinde bulunan kristalden görünür ışık yayılır. Bunun ışık yoğunluğunun ölçülmesi ile de, maruz kalınan iyonlaştırıcı radyasyon miktarı ölçülmüş olur. Işık yoğunluğu arttığında, radyasyon miktarının da artmış olduğu anlaşılmaktadır.

Bu tip cihazlar ile, daha önce maruz kalınan radyasyon miktarı ölçülmüş olur. Anlık radyasyon uyarısı bu cihazlarda mümkün değildir. Bu nedenle, radyasyon sızıntısı gibi hadiselerin olabileceği yerlerde kullanılması bir anlam ifade etmez. Bu cihaz, genellikle kabul edilebilir radyasyon seviyelerinde çalışan kişilerin, üst sınır doz miktarını aşıp aşmadığını kontrol etmekte kullanılmalıdır.

TAEK’in ilgili web sitesi konu ile ilgili faydalı bilgiler içermektedir. Siteye bu bağlantıdan ulaşabilirsiniz.


İyonlaştırıcı Radyasyon Nedir ? Neden Korunmak Gerekir ?

Kimya derslerinden de hatırladığınız gibi, iyonlaşma atomlarda meydana gelen bir olaydır. Bir atom, elektron kaybettiğinde artı + değerlik alır. Kaybedilen elektron başka bir atoma geçtiğinde ise, bu atom elektron bakımından zenginleşeceği için eksi – değerlik kazanır. Oluşan bu artı + ve – atomlara ” İyon “ denmektedir.

İyonlaştırıcı Radyasyon

İyonlaştırıcı Radyasyon Açıklaması

Yukarıdaki şekilden de görüleceği üzere, bir atoma dışarıdan bir enerji geldiğinde, elektronun yörüngesinden elektron kopartarak, atomu iyon haline getirmektedir.

Dozimetre Kullanımının Önemi

Dozimetre Kullanımının Önemi

Benzer şekilde, radyasyon kaynağından iyonlaştırıcı ışınlar çıktığında ve bu ışınlar yukarıdaki şekilde olduğu gibi canlı bir hücre ile karşılaştığında, hücre içerisinde bulunan DNA hasar görmektedir. Hepimizin bildiği üzere, DNA canlıların genlerinin bulunduğu ve yaşamın devamlılığını sağlayan bir yapı taşıdır. Kesinlikle hasar görmemesi gereken bir yapıdır.

Radyasyon DNA’ya hasar verdiğinde, kanser hücresi oluşacaktır. Bu kanser hücresi de ilerleyen zaman diliminde çoğalacak ve tümör adını verdiğimiz, vücudumuzda istemediğimiz oluşumlara neden olacaktır. Kanser kontrolsüz bir çoğalma demek olduğu için, halen günümüzde bile kanser hücrelerinin çoğalmasını engellemek pek de mümkün olamamaktadır. Tabi ki bu olayların oluşabilmesi için gereken süre, alınan doz ve bünyeye göre değişebilir.

Yukarıda anlatılanlar belirli bir doza kadar radyasyon almış insanlarda oluşabilir. Ancak; bu dozun aşırı miktarda aşılması sonucunda bu süre çok daha kısa sürelere çekilebilir. Çok ciddi radyasyon alan canlılar çok daha kısa bir süre içerisinde hastalanıp ölebilirler.

İşte bu yüzden, radyasyon ile uğraşan insanların kişisel dozimetre cihazlarını kullanması hayati önem taşımaktadır.

Çernobil’de günümüzde halen radyasyon bulunmaktadır. Ancak; insanlar özel koruyucu donanımlar ile belli bölgelerine giriş yapmaktadırlar. Bu videoda Çernobil’de bulunan bir hastanede radyasyon seviyesinin kişisel dozimetre ile ölçümü gösterilmektedir. Videonun bazı bölümlerinde alarm çaldığını görebilirsiniz. Çünkü aradan yıllar geçmesine rağmen halen radyasyon seviyesi belli yerlerde çok yüksektir.

 

 

 

 

The post Dozimetre Nedir ? Dozimetre Çeşitleri Nelerdir ? appeared first on Metalurji & Malzeme Bilimi.

]]>
https://www.metalurjimalzeme.net/dozimetre-nedir-dozimetre-cesitleri-nelerdir/feed/ 0
Polietilen Nedir ? https://www.metalurjimalzeme.net/polietilen-nedir/ https://www.metalurjimalzeme.net/polietilen-nedir/#respond Tue, 16 Jul 2019 20:57:10 +0000 https://www.metalurjimalzeme.net/?p=2373 Polietilen Nedir ? Özellikleri Nelerdir ? Polietilen, günlük hayatımızda ve sanayide en çok kullanılan termoplastiktir. Kısa gösterimi bir çoğumuzun bildiği üzere ” PE ” olan polietilen, kimyasal gösterimi C2H4‘tür. Her bir karbon atomuna 2 adet hidrojen bağlanması ile oluşan 2 adet CH2 atomunun birleşmesi ile etilen meydana gelir. Oluşan bu etilen molekülünden -n sayıda bağlanarak elde edilen plastik malzemeleye polietilen denir. Her ne kadar bu malzemeye termoplastik dense de, polietilen çapraz bağ ile modifiye edildiğinde ortaya geri dönüşümü mümkün olmayan termeset plastik malzemeler de ortaya çıkar. Termoset malzemeler de, tekrardan eritilip kullanılamazlar. Polietilen Özellikleri Nelerdir ? Polietilen, genellikle düşük bir

The post Polietilen Nedir ? appeared first on Metalurji & Malzeme Bilimi.

]]>
Polietilen Nedir ? Özellikleri Nelerdir ?

Polietilen, günlük hayatımızda ve sanayide en çok kullanılan termoplastiktir. Kısa gösterimi bir çoğumuzun bildiği üzere ” PE ” olan polietilen, kimyasal gösterimi C2H4‘tür. Her bir karbon atomuna 2 adet hidrojen bağlanması ile oluşan 2 adet CH2 atomunun birleşmesi ile etilen meydana gelir. Oluşan bu etilen molekülünden -n sayıda bağlanarak elde edilen plastik malzemeleye polietilen denir.

polietilen-nedir

Polietilen Molekül Yapısı

Her ne kadar bu malzemeye termoplastik dense de, polietilen çapraz bağ ile modifiye edildiğinde ortaya geri dönüşümü mümkün olmayan termeset plastik malzemeler de ortaya çıkar. Termoset malzemeler de, tekrardan eritilip kullanılamazlar.

Polietilen Özellikleri Nelerdir ?

Polietilen, genellikle düşük bir dayanıma ve sertliğe sahiptir. Yani metallerde olduğu gibi yüksek çekme mukavemetleri bu tip malzemelerde görülmez. Düşük çekme dayanımı ayrıca, düşük sertlik anlamına da gelmektedir. Ancak; yüksek bir darbe dayanımına sahiptir. Yani, gevrek kırılganlık göstermezler. Ancak güneş ışığına maruz kaldıklarında yapılarındaki bozulmalar neticesinde kırılgan özellik göstermeye başlarlar. Bu malzemelerin statik yükler altında dayanımları iyidir. Ancak metaller ile karşılaştırılmayacak kadar kötüdür. Bir çok özelliği ile parafine benzer.

Isıl Özellikleri


Polietilen, plastik grubunda bir malzemedir ve doğal yapısı gereği yüksek sıcaklık uygulamalarında kullanılamaz. Bir çok farklı tipi ve farklı özellikte yapısı vardır ancak; genel olarak ortalama 120-130 santigrat dereceden sonra erimeye başlarlar. Metallerdeki gibi korozyona uğramaması, sünek bir yapısının olması gibi tercih nedeni olabilecek karakteristiklere sahiptir. Ancak, sıcaklıklar yükseldiğinde dayanımı düşer ve kullanılamaz hale gelirler.

Kimyasal Özellikleri

Birinci başlığımızda bahsettiğimiz gibi, polietilen, karbon ve hidrojen atomlarından meydana gelmektedir. Teorik olarak milyonlarca sayıda etilenden meydana gelir. Düzenli bir moleküler yapısına sahip olduğu için kristalleşme eğilimi gösterirler. Normal şartlar altında, bu plastiklerin bir kısmı kristal yapıdadır ancak tamamı değildir. Kristalleşme miktarı arttıkça, fiziksel ve kimyasal dayanımları ve yoğunlukları da o derece artar.

Yazımızın devamında bahsedeceğimiz çeşitleri olan yüksek, düşük veya orta dereceli yoğunluklara sahip olan PE, yüksek bir kimyasal dayanıma sahiptir. Bu da bu malzemelerin birçok asit ve baza karşı dayanıklı olduğu anlamına gelmektedir. Yani bu tip aşındırıcılar, PE kaplarda saklanabilirler.

Polietilen neredeyse hiç su absorbe etmez. Bünyesinden su geçirmediği gibi, nem ve bir çok gazı da absorbe etmemektedir. Bu da onu iyi bir yalıtım maddesi olarak kullanmamıza olanak sağlar.

Parafin

PE, kolaylıkla alev alabilir ve mumsu bir artık bırakır. Kokusu da parafine benzer. Bir çok tipi termoplastik olduğu için, eritilip tekrar şekillendirilmeye müsaittir. Ayrıca, plastik kaynak yazımızda olduğu gibi, kaynak yöntemi ile birleştirilebilir.

Polietilen Elektriksel Özellikleri

Sahip olduğu bağ yapısı ve moleküllerin birleşme şekli sayesinde elektrik akımına karşı bir yalıtım özelliği göstermektedir. Her ne kadar yüksek elektrik akımlarında sıcaklığın artmasına bağlı olarak erime eğilimi gösterse de, metallere kıyasla elektriksel iletimi sıfıra yakındır. Ancak; bir çoğumuzun bildiği gibi kolaylıkla statik elektrik ile yüklenebilir. Örnek olarak PE bir çubuğu yünlü bir kumaşa sürttüğümüzde statik bir elektriksel yük ile yüklenirler.

Optik Özellikleri

Bu malzemeleri çok ince bir kağıt kadar imal ederseniz transparan bir madde elde etmiş olursunuz. Ancak; ışığı geçirip geçirmemesi sadece sahip olduğu incelik-kalınlık hususuna bağlı değildir. Önceki paragraflarımızda da bahsettiğimiz üzere, sahip olduğu kristal bağ sayısı arttıkça yoğunluğu da paralel yönde artacaktır. Dolayısı ile kristal yapı arttıkça, yoğunluk da artacak doğal olarak ışık geçirgenliği azalacaktır.

Düz mantık ile, düşük yoğunluklu PE’den yüksek yoğunluklu PE’ye doğru gidildikçe, yüksek yoğunluklu polietilenin ışığı geçirmeyeceği yani opak bir yapıda olacağı aşikardır.


Polietilen Nasıl Üretilir ?

Dünya’da en çok üretilen ve tüketilen plastik türü polietilendir. Yılda 100 milyon tondan fazla üretimi mevcuttur. Geri dönüşümü de mümkün olduğu için, bir yandan hammaddesi olan petrolden bir yandan da geri dönüşüm ile toplanan atıklardan yenileri rahatlıkla imal edilirler.

Yazımızın ilk paragrafında da bahsettiğimiz üzere, etilenden imal edilmektedir. Etilen de, petrolden elde edilir. Petrolde bulunan hidrokarbonların parçalanması etileni meydana getirir. Etilen de yüksek basınç ve sıcaklık yardımı ile polimerizasyon işlemine tabi tutulur. Polimerizasyon en temel anlatım ile, ” Mer ” lerin bir araya gelerek çok sayıda bağ yaparak ” Polimer ” oluşturmasıdır. Yani etilen moleküllerinin milyonlarcasının bir araya gelmesi ile polimerizasyon işlemi tamamlanmış olur.

Yüksek sıcaklık ve basınçta elde edilen polietilene, düşük yoğunluklu PE adı verilir. ( LDPE ). Üretim esnasında basınç ve sıcaklık ne oranda düşürülür ise, yoğunluk da o oranda artacaktır. Yani daha düşük sıcaklık ve basınçta imalat yapılır ise yüksek yoğunluklu polietilen ( HDPE ) elde edilir.

Çeşitleri Nelerdir ?

HDPE – Yüksek Yoğunluklu Polietilen

HDPE, nispeten daha düşük sıcaklık ve basınçta imal edilirler. Adından da anlaşılacağı üzere yüksek yoğunluğa sahiptir.

Moleküllerin Dallanması

Moleküllerin Dallanması

Yukarıdaki şekillerde açıkça göreceğiniz üzere, PE, ne kadar az dallanmaya sahip ise, o derece yüksek yoğunluğa sahip olacaktır. Bir polimer zincirinde ne kadar az dallanma var ise, moleküller aralarındaki bağı o kadar güçlü yaparlar. Yani, dallanmaya ekstradan bağ kullanmayacakları için yoğunlukları da o derece fazla olacaktır.

Sahip olduğu yüksek yoğunluk ve bağ enerjisi sayesinde, çekme dayanımları ve sertlikleri de diğer PE’lere göre yüksektir. Dolayısı ile, sağlamlığın ön planda olduğu uygulamalarda tercih edilmektedirler. Örnek olarak çöp konteynırları, su boruları gibi.

HDPE Polietilen Boru

HDPE Boru

LLDPE – Lineer Düşük Yoğunluklu Polietilen

LLDPE, etilenin kopolimerizasyon işlemi ile elde edilmektedir. Düşük yoğunluklu PE ‘ye göre daha yüksek bir çekme dayanımı ve sertliği vardır. Ancak dayanım ve sertliği yüksek yoğunluklu PE ‘ye göre daha düşüktür. Dallanma miktarı, yüksek yoğunluklu PE’den daha fazla, düşük yoğunluklu PE’den ise daha azdır. Bu nedenle mekanik ve kimyasal dayanımı her ikisinin ortasındadır.

Streç Film

Streç Film

Düşük kalınlıklarda üretildiğinde saydamdır ve yukarıdaki fotoğraftan da görüleceği gibi streç film imalatında kullanılır. Ayrıca kabloların yalıtım malzemesi olarak da kullanımı mümkündür.

LLDPE Kablo Yalıtımı

LLDPE Kablo Yalıtımı

LDPE – Düşük Yoğunluklu Polietilen

LDPE, üst başlıklarda anlatılan çeşitlerine göre daha düşük yoğunluğa sahiptir. Ancak; dallanma miktarı en fazla olandır. Çok fazla dallanmaya bağ harcadığı için arasındaki bağ kuvveti düşüktür. Dolayısı ile hem sertliği hem de dayanımı yüksek yoğunluklu kardeşlerine göre düşüktür. Kullanıldığı yerler en çok plastik poşetler, hafif şişeler ve yine düşük dayanımlı streç filmlerdir.

Düşük Yoğunluklu Polietilen

Düşük Yoğunluklu Polietilen

Düşük Yoğunluklu Hafif Şişeler

Düşük Yoğunluklu Hafif Şişeler – LDPE


Polietilen ve Çevresel Etkileri

Polietilen, etilenden, etilen de doğal gaz veya petrolden elde edilmektedir. Bütün Dünya’da vazgeçilmez ve çok yoğun bir kullanımı vardır. Bu aşırı kullanım, ülkelerdeki atık yönetimini de zorlaştırmaktadır.

Bu tip malzemeler, atık yönetiminde kaynağında düzgün ayrıştırılmadığı takdirde doğaya karışıp, çevreyi ciddi oranda kirletebilirler. Bunun temel nedeni, bir çok bakteri tarafından parçalanamaz olması ve doğada çok uzun süre yok olamamalarıdır. Canlıların yaşam alanlarında atıkları biriktiğinde, bir çok türün sağlığını ciddi oranda tehlikeye atabilmektedir.

Az bilinen bir husus olmak ile birlikte, Dünya’da kullanım oranı düşünüldüğünde hiç de azımsanamayacak bir ölçüde küresel ısınmaya da katkı sağlamaktadır. Bu malzemeler güneş ışığına maruz kaldıklarında ortama düşük bir miktarda da olsa metan ve etilen gazı salınımı yapmaktadır. Bu iki gaz, küresel ısınmanın artmasına olanak sağlayan gazlardır. Bütün Dünya’daki plastik miktarı düşünüldüğünde, etkinin de fazla olacağı açıkça görülmektedir.

Gelişmiş ülkeler bu konunun önemine artık varmış olsalar bile, Dünya çapında halen konu tam olarak idrak edilememiştir.

 

 

 

 

 

The post Polietilen Nedir ? appeared first on Metalurji & Malzeme Bilimi.

]]>
https://www.metalurjimalzeme.net/polietilen-nedir/feed/ 0
Kuru Buz Nedir ? Nerelerde Kullanılır ? https://www.metalurjimalzeme.net/kuru-buz-nedir-nerelerde-kullanilir/ https://www.metalurjimalzeme.net/kuru-buz-nedir-nerelerde-kullanilir/#respond Mon, 15 Jul 2019 07:56:05 +0000 https://www.metalurjimalzeme.net/?p=2360 Kuru Buz Nedir ? Nerelerde Kullanılır ? Kuru buz en temel ve sade anlatım ile karbon dioksit gazının katı hali olarak tanımlanmaktadır. Normal şartlar altında yani oda sıcaklığında gaz fazında bulunan karbon dioksit, dondurularak katı hale getirilir. Karbon dioksit gazının katı hale gelmesi ile oluşan bu maddeye kuru buz denmektedir. Kurubuz öncelikli olarak soğutma işlemlerinde kullanılmaktadır. Suyun katı hali olan buzdan çok daha düşük sıcaklıklarda bulunmaktadır. Kuru buz -78.5 santigrat derece yüzey sıcaklığına sahiptir. Suyun donma sıcaklığının normal şartlar altında 0 santigrat derece olduğu düşünüldüğünde, daha düşük sıcaklıklara ihtiyaç duyulması durumunda kuru buz kullanımı mantıklı olacaktır. Wikipedia ilgili makalesi için

The post Kuru Buz Nedir ? Nerelerde Kullanılır ? appeared first on Metalurji & Malzeme Bilimi.

]]>
Kuru Buz Nedir ? Nerelerde Kullanılır ?

Kuru buz en temel ve sade anlatım ile karbon dioksit gazının katı hali olarak tanımlanmaktadır. Normal şartlar altında yani oda sıcaklığında gaz fazında bulunan karbon dioksit, dondurularak katı hale getirilir. Karbon dioksit gazının katı hale gelmesi ile oluşan bu maddeye kuru buz denmektedir.

kuru buz görüntüsü

Kuru Buz Görüntüsü ( Süblimleşme )

Kurubuz öncelikli olarak soğutma işlemlerinde kullanılmaktadır. Suyun katı hali olan buzdan çok daha düşük sıcaklıklarda bulunmaktadır. Kuru buz -78.5 santigrat derece yüzey sıcaklığına sahiptir. Suyun donma sıcaklığının normal şartlar altında 0 santigrat derece olduğu düşünüldüğünde, daha düşük sıcaklıklara ihtiyaç duyulması durumunda kuru buz kullanımı mantıklı olacaktır.

Wikipedia ilgili makalesi için bu bağlantıyı inceleyebilirsiniz.

Kuru Buz Nerelerde Kullanılır ?

Kuru buzun birçok kullanım alanı bulunmaktadır. Özellikle gaz fazından direkt olarak katı fazına geçtiği için sıvı depolama gibi bir husus söz konusu olmayacaktır. Örnek verecek olursak;

  • Metal ve Malzeme ile ilgili test yapan kuruluşlarda kullanılabilir. Örneğin malzeme testlerinde düşük sıcaklık testi yapılacak ise, kuru buz, malzemelerin istenilen sıcaklığa soğutulması için kullanılmaktadır. Mesela, düşük sıcaklıkta malzemelerin darbe dayancı ölçüleceği zaman, kuru buz içerisine daldırılan parçalar istenilen sıcaklığa erişildikten sonra, test gerçekleşir.

Darbe Testi ile ilgili açıklayıcı video için bu bağlantıyı inceleyebilirsiniz.

  • Yiyecek – içecek sektöründe gıdaların uzun süre bozulmadan dayanabilmesi için soğuk saklamalarda kullanılmaktadır. Uzun süreli soğuk sevkiyatlarda bozulmasını istemediğiniz gıda maddeleri kuru buz ile birlikte paketlenir ise gideceği yere bozulmadan gidecektir.
  • Kuru buz kullanılarak sanayi uygulamalarında yapılan temizlik işlemlerinde kullanılır. Bu temizlik işlemleri gıda sektöründe kullanılan makinelerde oldukça revaçtadır.
Temizlik

Temizlik

  • Son dönemlerde popüler olan, restaurant ya da cafelerde sunum yapılırken kullanılmaktadır. Ancak buharı yüksek miktarda karbon dioksit içerdiği için bu işlem insan sağlığı açısından tehlikelidir.
Kuru Buz Kahve Sununu

Kuru Buz ile Kahve Sunumu

  • Özellikle sahne sanatlarında, konser ya da tiyatro gibi, sahneye buhar verilmesi, sis efektleri yine kurubuz ile yapılabilmektedir. Su içerisine atıldığında süblimleşme yani katı fazdan gaz fazına geçişi hızlanmaktadır. Bu işlemde buhar makinelerinde kullanılmaktadır.
  • Bazı böceklerin ve sivrisineklerin öldürülmesi için kullanılabilmektedir. Böceklerin karbon dioksite olan ilgilerinden dolayı, bu maddeyi yem zannederek yiyebilirler.

Tıp Sektöründe Kuru Buz Kullanılması


  • Önemli ilaçların, serum ya da nakil yapılacak organların soğutulması işlemlerinde kullanılmaktadır. Çünkü çoğunlukla suyun donması ile elde edilen buz, gerekli soğutmayı yapamamaktadır. Ayrıca mekanik soğutmaya, dolayısı ile ekstra maliyete gerek kalmayacaktır.
  • Siğil tedavisinde kullanılmaktadır. Bir deri hastalığı olan siğillerin kurutulup, deriden uzaklaştırılması için gerekli donma işlevini yerine getirir.

Endüstride Kullanılması

Herhangi bir ilave kimyasal madde kullanmadan, hassas yüzeylerin sanayide temizlenmesi işlemini kurubuz yapabilmektedir. Granül halde güçlü hava ile temizlenecek yüzeye püskürtüldüğünde, yüzeye zarar vermeden hijyenik bir temizlik yapabilmektedir. Yüzeye zarar vermemesinin nedeni, sahip olduğu yumuşak yapıdır. Bir paslanmaz çeliğe yüksek hızla vurduğunda bile yüzeyi çizmez. Bu da özellikle ilaç ve gıda sektöründe kullanılan paslanmaz çelik ve diğer parçaların temizlenme işleminin hassas yapılmasını sağlar. Buz gibi sıvı faza geçmeden direkt olarak buharlaştığı için ardında pis su gibi atıklar da bırakmayacaktır.

Çok bilinmeyen bir uygulama olmasına rağmen, tehlikeli, parlayıcı ya da patlayıcı gaz bulunduran ancak boşaltılmış tankları temizleme işleminde de kullanılabilmektedir. Bir çoğunuzun bildiği üzere, içerisinde tehlikeli gaz bulunduran depolama tankları ne kadar boşaltılırsa boşaltılsın, içerisinde tehlike arz edecek miktar buhar kalabilir. Kurubuzun tank içerisinde konarak süblimleşmesini sağlamak, ve tankı bir süre sonra açmak bu tehlikeli gazların hızlı bir şekilde karbon dioksit ile dışarı atılmasına neden olacaktır. Bu işlem hayati öneme sahiptir. Çünkü, endüstride bu gibi uygulamaların yapılmadan tankların alevle kesme ya da kaynak işlemleri yapılırken patlamalar ve ne yazık ki ölüm ve yaralanmalara neden olduğu tecrübe edilmiştir.


İmalat Yöntemi

Kuru buzun imalat yöntemi çok basittir. Bu maddeyi elde etmek için karbon dioksit bulunması yeterlidir. Öncelikle, karbondioksit açısından zengin bir gaz bulunur. Daha sonra yüksek basınç ve soğutma altında bu gaz sıvılaştırılır. Basınç biraz arttırılır ve sıvılaşan gaz buharlaşmaya başladığında sıcaklık tekrar hızlı bir şekilde düşürülür. Tam bu aşamada oluşan ve kara benzeyen madde kuru buzdur.

Geniş bir plaka halinde üretilebildiği gibi, farklı çaplarda küresel pelet ya da silindirik halde de üretilebilmektedir. Laboratuvar uygulamalarında kullanılacağı zaman bu pelet ya da silindirik formu kullanılır.

Sağlık Açısından Dikkat Edilmesi Gerekenler

Bir üst başlıkta açıkladığımız ve çoğaltılabilen örnekleri olmasına rağmen, kuru buz kullanımı sırasında dikkat edilmesi gereken hususlar vardır. Her ne kadar toksik olmamasına rağmen, içerdiği karbon dioksit, doğru kullanılmadığı zamanlar insan sağlığını tehlikeye atabilir.

Dar ve havalandırması olmayan mekanlarda kurubuz bırakılması havayı kirletebilir. Soluduğumuz hava içerik olarak çok düşük karbon dioksit içeriğine sahiptir. Ancak; bu malzeme katı halden buharlaşmaya başladığı zaman dışarıya bol miktarda karbondioksit verecektir. Bu da belli bir limit değerinden sonra toksik hale gelebilir. Bu nedenle, buhar fazına geçtiği yerlerde, bulunduğu ortamların havalandırılması gerekmektedir.

Tehlikeleri

Cilt ile Temas Ettirilmemelidir

  • (-78.5) Santigrat derece sıcaklığa sahip olduğu için, insan cildine temas ettiğinde yukarıdaki fotoğrafta da görüleceği üzere, soğuk kesmesine neden olup, uzuvların kaybına kadar gidecek tehlikelere sahiptir. Bu nedenle kesinlikle bu madde ile çalışacak insanların kalın eldivenler ile korunması gerekmektedir. Aşırı soğuk, cilt ile temas ettiğinde aynı sıcak maddelerin yaptığı etkiyi yapacaktır ve cildi yakacaktır.

 

 

 

 

 

The post Kuru Buz Nedir ? Nerelerde Kullanılır ? appeared first on Metalurji & Malzeme Bilimi.

]]>
https://www.metalurjimalzeme.net/kuru-buz-nedir-nerelerde-kullanilir/feed/ 0
Plastik Kaynak Nedir ? https://www.metalurjimalzeme.net/plastik-kaynak-nedir-nasil-yapilir/ https://www.metalurjimalzeme.net/plastik-kaynak-nedir-nasil-yapilir/#respond Sat, 13 Jul 2019 19:30:39 +0000 https://www.metalurjimalzeme.net/?p=2347 Plastik Kaynak Nedir ? Plastik Kaynak Nasıl Yapılır ? Plastik kaynak, temel olarak plastik malzemelerin aynı metallerde olduğu gibi ancak farklı yöntemler ile birleştirilmesi işlemine denir. Plastik kaynak, adından da anlaşılacağı üzere plastik malzemelere yapılmaktadır ancak; hepsine uygulanamamaktadır. Temel mantık olarak, malzemenin eritilip birleştirilmesidir. Ya da ilave bir başka plastik kullanılarak diğer iki ana malzeme birleştirilir. Bu kaynak yöntemi sadece termoplastik malzemelere uygulanabilmektedir. Termoset malzemelere bu birleştirme yöntemi uygulanamaz. Termoset malzemelere plastik kaynak uygulanamamasının temel nedeni, bu tip plastiklere bir kez şekil verildiğinde, tekrar ne kadar ısıtılırsa ısıtılsınlar asla erimezler, sadece kömür halini alırlar ve kullanılamayacak hale gelirler. Bunun temel

The post Plastik Kaynak Nedir ? appeared first on Metalurji & Malzeme Bilimi.

]]>
Plastik Kaynak Nedir ? Plastik Kaynak Nasıl Yapılır ?

Plastik kaynak, temel olarak plastik malzemelerin aynı metallerde olduğu gibi ancak farklı yöntemler ile birleştirilmesi işlemine denir. Plastik kaynak, adından da anlaşılacağı üzere plastik malzemelere yapılmaktadır ancak; hepsine uygulanamamaktadır. Temel mantık olarak, malzemenin eritilip birleştirilmesidir. Ya da ilave bir başka plastik kullanılarak diğer iki ana malzeme birleştirilir. Bu kaynak yöntemi sadece termoplastik malzemelere uygulanabilmektedir. Termoset malzemelere bu birleştirme yöntemi uygulanamaz.

Termoset malzemelere plastik kaynak uygulanamamasının temel nedeni, bu tip plastiklere bir kez şekil verildiğinde, tekrar ne kadar ısıtılırsa ısıtılsınlar asla erimezler, sadece kömür halini alırlar ve kullanılamayacak hale gelirler. Bunun temel nedeni, termoplastik malzemelerde wan der waals atomik bağları var iken, termoset plastiklerde çapraz bağlar molekülleri bir arada tutar. Böylece, bu malzemeler hem daha rijit hem de bir kez şekillendikten sonra tekrar eritilip kullanılamazlar. Yani geri dönüşümleri imkansızdır.

Termoplastik malzemelerde ise, molekül zincirleri arasında wan der waals bağları vardır. Bu tip bağlar çapraz bağlara göre daha az mukavemetlidir. Şekillendirildikten sonra tekrar tekrar eritilip başka şekillerde şekillendirilip kullanılabilirler. Yani geri dönüşümleri mümkündür. Bu özellikleri nedeniyle de çevreye daha duyarlı tip malzemelerdir.

Plastik Kaynak Nasıl Yapılır ?

Plastik kaynak temelde bir kaç yöntem ile yapılmaktadır. Bu başlığımızda bu yöntemleri kısaca açıklayacağız. İlk yöntem sıcak hava kaynağı olarak da bilinen sıcak gaz kaynağıdır. Wikipedia’nın konu ile ilgili makalesi için bu bağlantıyı inceleyebilirsiniz.

Sıcak Gaz Kaynağı


Bu yöntem, ilave bir malzeme kullanılarak yapılmaktadır. Yöntem ile ilgili faydalı ve eğitici bir video için bu bağlantıyı inceleyebilirsiniz.

Sıcak Gaz Plastik Kaynak Yöntemi

Sıcak Gaz Plastik Kaynak Yöntemi

Yukarıdaki şekilden ve eğitici videodan da anlaşılacağı üzere, kaynak yapılacak yer bir sıcak hava tabancası ile ısıtılır. Gerekli ısıtma yapıldıktan sonra, ilave plastik ile aralık doldurulur. Bu işlem bir kaç pasoda gerçekleştirilebilir. Burada kullanılan sıcak gaz azot olabilmektedir. Bunun temel nedeni, plastik malzemelerin yüksek sıcaklıkta oksitlenmelerini engellemektir. Oksitlenme sadece metallerde olmamaktadır. Plastik malzemeler de oksitlenerek kırılgan hale gelmektedir.

Plastik kaynak yapılacak olan parçalar çok sert ise, ilave malzeme, birleştirilecek malzemeler arasına konur. Ancak; kaynak yapılacak plastikler yumuşak bir termoplastik ise, ek bir bastırma aparatı ile, kaynak dikişine baskı uygulanması gerekmektedir.

Sıcak Eleman Kaynağı

Bu yöntem nispeten daha çok bilinen bir yöntem olup konu ile ilgili faydalı bir video için bu bağlantıyı inceleyebilirsiniz.  Plastik kaynak yapılacak parçalar ( Genellikle boru ) uç kısımları ilk önce tıraşlanarak düzeltilmelidir. Bu, iyi bir bağlantı yüzeyi sağlamak için yapılır.

Sıcak Eleman Kaynağı

Sıcak Eleman Kaynağı

Düzgün bir ara yüz elde edildikten sonra, ısıtıcı disk ya da plaka boru uçlarını ısıtmaktadır. Burada dikkat edilecek nokta, makinanın doğru sıcaklığa ulaşıp ulaşamadığının kontrol edilmesidir. Bu işlem için sıcaklık ölçüm kalemleri kullanılmaktadır. Uygun sıcaklığa ulaşan ısıtıcı, boruların arasına getirilerek, boruların uçlarını istenilen sıcaklığa getirir.

Boru uçları erimeye başladıktan sonra, ısıtıcı disk hızlıca aradan çekilerek boruların iki ucuna baskı uygulanır ve birleştirme sağlanır. Yukarıdaki açıklayıcı şekilden de anlaşılacağı üzere, kaynak yapılan yerlerde şekil bozukluğu oluşmaktadır. Bunu gidermek için, o kısımlar tıraşlanarak, homojen bir yüzey elde edilebilir.

Ultrasonik Plastik Kaynak

Bu yöntemde, yüksek frekanslı ultrasonik ses dalgaları ( 20-40 kHz ) kullanılmaktadır. Bu dalgalar ile, düşük genlikte bir titreşim oluşmaktadır. Bu titreşim birleştirilecek parçaların birbirlerine hızlı bir şekilde sürtünerek ısı ortaya çıkarmasına ve sonuç olarak gerekli sıcaklığa ulaşıp birbirlerine kenetlenmesine neden olacaktır. Hızlı ve kolay bir yöntem olarak bilinmektedir.

Aşağıda, görülen ” plastik materials ” pembe ve sarı parçalara, ” sonotrode ” adı verilen parça yardımı ile titreşim uygulanır. Bu titreşim yüksek frekanslı olduğu için, aralarında sürtünme kaynaklı bir sıcaklık artışı olacak ve parçalar birbirlerine kaynatılmış olacaklardır.

Ultrasonik Kaynak

Ultrasonik Kaynak


Plastik Kaynak ve Dikkat Edilmesi Gereken Hususlar

Kaynak yapılacak parçaların yüzeyleri temiz olmalıdır. Birleştirilecek yüzeyde herhangi bir düzensizlik, yağ, toz vb. bulunması kaynağın mukavemetini düşürecektir. Çünkü aynı metallerde olduğu gibi, gözenek vb. oluşumlara neden olacaktır.

Kaynak makinasının yeterli sıcaklığa çıkıp çıkmadığı kontrol edilmelidir. Yeterli ergime sıcaklığına çıkamayan ana malzeme, sağlıksız bir kaynak dikişi oluşturacaktır. Bu da mukavemeti düşürecektir. Makinanın ulaşması gereken sıcaklık, kaynak yapılacak malzemeye göre değişse bile, genellikle 250 – 260 santigrat derece civarında olmalıdır.

Paftaların iç ve dış yüzeyleri temiz olmalıdır. Eğer temiz olmaz ise, hem paftalar tam olarak ısınamaz dolayısı ile kaynak yapılacak plastik malzemeleri tam olarak ısıtamaz. Homojen bir ısınma olmaz ise, kaynak hataları oluşacaktır.

Kaynak Makinesi

Kaynak Makinesi

Yapılan en büyük hatalardan biri, kaynak yapılacak parçaların gerekli sıcaklığa çıkmadan birleştirilmeye çalışılmasıdır. Bunun önlenmesi için, borular yeterli süre makine içerisinde tutulmalıdır. Makinadan çıkarılan borular, zaman geçmeden birleştirilmelidir. Bu birleştirme sırasında, uygulanacak güç az ya da fazla olmamalıdır. Güç uygulanır iken borular çevrilmemelidir.

Kaynak işlemi bittikten sonra, makina soğumaya bırakılmalıdır. Ekstradan bir soğutma işlemi yapılmamalıdır. Bu ani soğuma, kaynak makinesine zarar verebilir. Özellikle şantiye ortamlarında, ortamdan kaynaklı toz vb. maddeler, makineden uzakta tutulmalıdır.

Metalik malzemelerin kaynak işlemi için bu makalemize göz gezdirin.

 

 

 

The post Plastik Kaynak Nedir ? appeared first on Metalurji & Malzeme Bilimi.

]]>
https://www.metalurjimalzeme.net/plastik-kaynak-nedir-nasil-yapilir/feed/ 0
Şanzıman Nedir ? https://www.metalurjimalzeme.net/sanziman-nedir/ https://www.metalurjimalzeme.net/sanziman-nedir/#respond Sun, 07 Jul 2019 19:30:50 +0000 https://www.metalurjimalzeme.net/?p=2320 Şanzıman Nedir ? Şanzıman Çeşitleri Nelerdir ? Şanzıman, en temel ve kısa tanımı ile, araçlardaki çalışan motorun hareketini tekerleklere iletmeye yarayan bir mekanizmadır. Bir güç aktarım organıdır ve mevcut gücü, hızı ve torku dişliler yardımı ile başka bir çalışan mekanizmaya minimum kayıp ile aktarır. Bu kelimenin kökeni Fransızca olup, Türkçeleştirilmiştir. Fransızca kelime anlamı ” Hız Değiştirmeye Yarayan Kutu ” dur. Şanzıman bu işlevleri yerine getirirken, motordan aldığı dönme hareketini baskı balata denilen parça ile volan ve dolayısı ile şafta iletir. Şafttan da tekerleklere iletim gerçekleşir. Burada, hız ve tork değerleri istenilen değerlerde aktarılmaktadır. Bu değerlerin değişimi, manuel vitesli araçlarda şöföre,

The post Şanzıman Nedir ? appeared first on Metalurji & Malzeme Bilimi.

]]>
Şanzıman Nedir ? Şanzıman Çeşitleri Nelerdir ?

Şanzıman, en temel ve kısa tanımı ile, araçlardaki çalışan motorun hareketini tekerleklere iletmeye yarayan bir mekanizmadır. Bir güç aktarım organıdır ve mevcut gücü, hızı ve torku dişliler yardımı ile başka bir çalışan mekanizmaya minimum kayıp ile aktarır. Bu kelimenin kökeni Fransızca olup, Türkçeleştirilmiştir. Fransızca kelime anlamı ” Hız Değiştirmeye Yarayan Kutu ” dur.

Şanzıman bu işlevleri yerine getirirken, motordan aldığı dönme hareketini baskı balata denilen parça ile volan ve dolayısı ile şafta iletir. Şafttan da tekerleklere iletim gerçekleşir. Burada, hız ve tork değerleri istenilen değerlerde aktarılmaktadır. Bu değerlerin değişimi, manuel vitesli araçlarda şöföre, otomatik vitesli araçlarda ise, araç beynine ( ECU ) bağlıdır.

Şanzıman Çeşitleri Nelerdir ?

Temelde 2 farklı vites kutusu çeşidi olduğu bilinse de biz bu ayrımı 3 farklı vites kutusu olarak gruplandıracağız.

1- Manuel Vites

2- Yarı-Otomatik Vites

3- Tam Otomatik Şanzıman

Manuel Şanzıman


Manuel Vites

Manuel Vites

Düz vitesli araçlarda, motorun deviri ve hızına göre doğru vites seçimini sürücü kendi belirler. Debriyaja basıldığında motorun dönüş hareketi manuel olarak tekerleklerden kesilir. Böylece sürücü, uygun vitese geçer ve debriyajı yavaş bir şekilde tekrar bırakarak motoru şanzımana bağlar. Debriyaj artık basılı olmadığından, motorun hareketi tekrar tekerleklere verilmiş olur.

Bu sistemi çok iyi anlatan bir video için bu bağlantıyı inceleyebilirsiniz.

Önceki paragrafta da bahsettiğimiz üzere, debriyaj sistemi motorun dönüş hareketinin tekerleklere iletilmesini keser. Normal şartlar altında vites değişimi yapılması için motorun hareketin durdurulması gerekmektedir. Ancak; bu normal şartlar altında mümkün olamayacağı için, şanzıman bu görevi üstlenmektedir. Çünkü debriyaj sistemi olmadan vites değişimi yapılacak olur ise, ya motor stop edecektir ya da şanzıman dişlileri kırılacaktır.

Baskı Balata

Baskı Balata

Yukarıdaki fotoğraftan göreceğiniz üzere, baskı balata üstünde yaylar bulunmaktadır. Bu yaylar, debriyaja basılma ve geriye bırakma anında motorun dönüş hareketini yavaşlatarak, vites değişim esnasında vibrasyonu ortadan kaldırmak için yerleştirilmiştir.

Yarı-Otomatik Vites

Tam otomatik şanzımanlara kıyasla, manuel prensipte çalışan bir otomatik vites olarak algılanmalıdır. Günümüzde, tam otomatik şanzımanların yerini hızlı bir şekilde bu tip ” tiptronik ” şanzımanlar almaktadır. Yarı otomatik şanzıman ile tiptronik aynı olguyu ifade etmektedir. Triptronik ya da triptonik yazılışları yanlıştır.

Bu tip vitesleri, manuelden ayıran fark, debriyaj olmamasıdır. Otomatik vites gibi çalışmazlar. Ya vites kolunda ekstra olarak belirtilen bir + / – bölümü vardır. Ya da direksiyon arkasındaki kulakçıklar yardımıyla vites arttırılır ya da azaltılır. Yani otomatik şanzımanlı araçlara göre bu viteslerin farkı, vites değiştirme insiyatifinin sürücüde kalabilmesidir. Ancak ; tek bir farkla, bu viteslerde debriyaj yoktur.

Çift Kavramalı Şanzıman

Çift Kavramalı Şanzıman

Çift Kavramalı Şanzıman

Günümüzde bir çok otomobilde artık tork konvertörlü tam otomatik vites yerine, bu yeni tip çift kavramalı sistemler kullanılmaktadır. Önceki başlığımızda da bahsettiğimiz üzere, bu tip şanzımanların çalışma prensibi manuel gibidir. Tek farkı sürücünün insiyatifinde olan bir debriyaj sistemi yoktur. Burada çift kavramadan kasıt, iki ayrı kavrama yani debriyaj sistemi olmasıdır. 1. kavrama tek sayılı dişlileri, 2. kavrama ise çift sayılı dişlileri birbirlerinden ayırır. Örnek olarak; bir kavrama 2-4-6. vitesleri hazır bulundururken, diğer kavrama ise, 1-3-5 ve 7. viteslerde bulunabilir. Yani araç 1. vites ile kalktıktan sonra, 2. vites kavraması hazır bulunduğu için 1. vitesten 2. vitese çok daha hızlı ve sarsıntısız geçiş sağlanmaktadır. Bu da geleneksel tork konvertörlü otomatik viteslerden daha ekonomik bir sürüş sağlamaktadır. Bu tip viteslerde, araç ışıkta dururken vitesi boşa – N’ye almaya gerek yoktur. Çünkü çalışma prensibi manuel gibidir ve bu işlemi vites kendiliğinden yapacaktır.

Yukarıdaki çift kavramalı şanzıman grafiğinde görüldüğü gibi, kırmızı renk ile işaretlenen 1-3-5. dişliler ( vitesler ) 1. debriyaj ile kontrol edilir iken, geriye kalan vitesler ise ( 2-4 ve 6 ) 2. debriyaj ile kontrol edilmektedir.

Tam Otomatik Vites

Otomatik Şanzıman

Otomatik Sanzıman

Tam otomatik şanzıman, tork konvertörü içermektedir. Yani, manuel vitesteki debriyajın görevini, tam otomatik viteslerde tork konvertörü yapmaktadır. Yarı otomatik vitesli rakiplerine göre daha basit bir sistem olan bu vites tipi, daha az problem çıkarması ile ve daha yüksek yakıt tüketimi ile anılmaktadır.

Aracın, uygun devir bandında seyretmesini sağlamak için bir şanzıman beyni bulunmaktadır. Bu sistem, sürücünün yapacağı manuel vites değişlikliklerini otomatik olarak kendi yapar. Şanzıman beyni, aracın eğimini, motorun ürettiği gücü ve ne kadarının sağlıklı bir şekilde tekerleklere iletildiğini sürekli ölçer. Örnek olarak yokuş yukarı çıkılıyorsa, düşük vites gerekli olacaktır. Aracın ürettiği gücün yetersiz olduğunu algılayan sensörler, şanzıman beynine sinyal göndererek, vites düşürmesi gerektiği bilgisini verir. Bu sayede, araç vites düşürüp motor devrini arttırarak, daha yüksek beygir ve tork değerleri elde eder.

Aynı durum, gaz kelebeğinin açısı ile de ilişkilendirilmektedir. Örneğin düz bir yolda otomatik şanzıman bir araç kullanıyorsunuz. Araca ihtiyacından fazla gaz verdiniz diyelim. Bu şekilde de, yine gaz kelebeği açısı çok artacak, şanzıman beyni daha yüksek güce ihtiyaç duyulduğu sinyalini alacak ve vitesi düşürecektir. Vites düştüğü zaman, araç yüksek devirle gerekli hızlanmayı sağladıktan sonra, tekrar eski vitese otomatik olarak geri dönecektir.

Otomatik Şanzıman Kullanırken Dikkat Edilmesi Gereken Hususlar

Bu konuda bir çok farklı yazı bulunmasına rağmen, kısaca özetlersek uygulanacak kesin bazı hususlar vardır.

1- Araç, düz vitesli gibi sportif kullanılmamalıdır. Her ne kadar günümüzdeki şanzımanlar, sürücünün her hareketini analiz ederek uygun vitesi seçmelerine rağmen hassas yapılardır. Bu nedenle otomatik vitesli araçlarda ani hareketlerden kaçınılmalıdır.

2- Aracı durdurduğunuzda ( Özellikle eğimli yerlerde ) frene basarken ilk önce vitesi  N – Boş konumuna alıp, daha sonra el frenini çekerek, ayağınızı frenden çekmeniz gerekmektedir. Böylelikle aracın ağırlığı vitese değil, el frenine yüklenmiş olur. Daha sonra da aracı Park Vitesine – P’ ye alarak araç stop edilebilir. Bu uygulamayı otomatik vitesli araçlarda uygulamaz isek, aracın dişlilerine ekstradan yük bindirmiş oluruz, bu da orta vadede şanzımanın bozulmasına neden olmaktadır. Eğer bu maddede yapılan hatayı yaparsanız, araç tekrar çalıştırılıp P’den D’ye alınır iken, aracın şanzımanından metal sesleri gelecek ve D konumuna zor geçecektir.

3- Yokuş aşağı giderken kesinlikle N – Boş konumuna vitesi almayın. Bu yakıt tüketimini arttıracaktır. Günümüz araçlarında, yokuş aşağı inerken eğer gaza basılmaz ise, yakıt tüketimi sıfır – 0 olacaktır. Aracın devri, tekerleklerin dönüş hareketi ile sağlanır.

4- Islak Tip şanzıman kullanılıyor ise, vites yağı belirli aralıklarla değiştirilmelidir. Genellikle şanzımanlar yağ eksiltmez ancak; viskozitesi bozulacağı için yani akışkanlık özelliği gideceği için, dişlileri koruyamaz duruma gelir. Genellikle otomatik araçlarda, yağlamaya daha çok dikkat edilmesi gerekmektedir.

5- Araç tam olarak durdurulmadan, kesinlikle geri vitese alınmamalıdır. Bu geri dönülemez hasarlara neden olacaktır. İlerleye n zamanlarda aracın geri kaçırmasına neden olabilir.

6- Özellikle yokuşta dur kalk yapılıyor ise, frene basılmadan yarım gaz vererek aracı sabit tutma kesinlikle denenmemelidir. Bu husus, manuel vitesli araçlardaki yarım debriyaj ile aracı yokuşta frene basmadan tutma ile aynı şekilde şanzımana hasar verecektir.

7- Araç seyir halindeyken, vites üzerine yük uygulamayın. Yani tek eliniz vites üzerinde seyahat etmeyin. Bu da, her ne kadar ufak bir problem gibi gözüksede, yüksek kilometrelerde şanzımanın arıza yapabilmesine neden olacaktır. Vitesler çok yüksek beygir ve tork değerlerinde çalışabilecek gibi tasarlanmışlardır ancak; dikey yönde gelecek yüklere karşı dayanıksızdır. Bu nedenle mecbur kalmadıkça elinizin ağırlığı dahi olsa, vites üzerinde elinizi bekletmeyin.

8- Hızlı kalkış yapabilmek adına, araç boşta iken gaza basıp daha sonra direkt ” D ” konumuna almayın. Bu şanzımanınıza geri dönüşü mümkün olmayan hasarlar verecektir.

Konu ile ilgili faydalı bir video için bu bağlantıyı inceleyebilirsiniz.

Debriyaj Nedir ?

Debriyaj, vites kutusu yani şanzıman ile krank mili – şaft arasında konumlanmış bir düzenek olup, motorun dönme hareketini istenildiği zaman tekerleklere ileten, ya da iletimi kesen bir mekanizmadır. Günlük hayatta kullanılan düz vitesli – manuel şanzımanlı araçlarda debriyaja basıldığında ve gaza basılmadığında motor rölantide gibi çalışır ancak; güç tekerleklere iletilmez. Aynı şekilde, debriyaja basıldığında ve gaza basmaya devam edildiğinde, yine motorun gücü tekerleklerden tamamen bağımsız şekilde çalışır. Yani debriyaja basılı haldeyken gaza ne kadar basılırsa basılsın, motordaki güç tekerleklere iletilmez.

şanzıman-debriyaj sistemi

Debriyaj Sistemi

Kavrama Sistemi

Debriyaj sistemini biraz daha açarsak; aşağıdaki şekilde görülen kavrama elemanları iyice anlamamız gerekmektedir. Kavrama, temelde krank mili yani şaft hizasında bulunmakla birlikte, dişli kutusu ile krank mili arasında konuşlanmıştır.

Kavrama Sistemi

Kavrama Sistemi

Kavrama sistemi, ne kadar kusursuz tasarlanır ise, motorda üretilen güç de o kadar az kayıpla tekerleklere iletilmiş olur. Debriyaja her basıldığında, basma miktarına bağlı olarak ayrılma miktarı da ayarlanmış olur. Debriyaja tamamen basıldığında ayrılma işlemi de tam olur. Araç viteste kalsa ve motor çalışıyor olsa bile, araç stop etmez.

Bu sistemdeki temel mantık şudur. Hepimizin bildiği gibi, vites kutusu içerisinde dişliler mevcuttur ve çapları, dönüş hızları birbirlerinden farklıdır. Çevresel hızları birbirlerinen farklı olduğu için, eğer kavrama sistemi olmadan bir vitesten diğer vitese geçiş işlemi yapılır ise, iki dişli de dönerken birbirlerine çarpar ve hasar görürler. İşte kavrama hasarın oluşmasını engellemektedir. Kavrama ayrık durumda iken, dişliler birbirlerine yüksek hızlarda çarpmazlar ve vites hasar oluşmadan değiştirilebilir.

Özet

Daha da özetlersek, debriyaja basıldığında dönen dişli boşa çıkacağı için diğer dişli ile hızları çok daha kolay eşitlenebilir. Çünkü dönen dişli artık gücünü motordan almaz. Böylelikle vites boşta iken vites değiştirildiğinde her hangi bir ekstra güce maruz kalmadan ve hasar görmeden uygun dişliye, dolayısı ile uygun vitese geçilir. Debriyaj tekrar bırakıldığında ise, motor ile tekerlekler arasındaki iletim tekrar sağlanmış olur. Gaza basıldığında artık farklı dönüş hızı olan bir dişliye iletim sağlandığı için, daha yüksek ya da daha düşük hızlarda motor yorulmaz.

Yukarıdaki şekilde gösterilen 3 numaralı parça ( kavrama diski ), atalet momenti az olmalıdır. Çünkü, Dönen bir parça olduğu için hız değişimlerinde o parçaya hareket verilmesi için ekstradan enerji harcanmaktadır. Atalet momenti ne kadar düşük olur ise, o kadar rahat bir vites geçişi sağlanır. Bu da o parçanın nispeten hafif bir malzemeden yapılması gerekliliğini doğurmaktadır.

Krank milinde, motor çalışmasının doğal bir sonucu olarak titreşim oluşmaktadır. İyi bir vites kutusu bu titreşimleri vites koluna aktarmamalıdır. Araç viteste giderken gaza basıldığında vites kolu gereksiz titreşim ya da oynama yapıyor ise, şanzımanda bir problem olması muhtemeldir.

Şanzıman Sistemindeki Volan Ne İşe Yarar ?
Volan ve Baskı Balata

Volan ve Baskı Balata

Yukarıdaki resimden de anlaşılacağı üzere, volan içten yanmalı motorlarda motorun alt kısmında bulunan krank miline bağlıdır. Krank mili döndükçe volan da döner. Bu parça aynı zamanda, motoru kendi ataletiyle de döndürmeyi başarır. Normal şartlar altında benzinli bir içten yanmalı motor buji aracılığıyla ardı ardına yapılan patlamalar yardımı ile dönmektedir. Bu dönüş, krank milini de döndürür. Volan ağır bir parça olduğu için dönüş yaparken, bir yandan da krank milinin de problemsiz ve kesintisiz bir şekilde dönüş yapmasına olanak sağlamaktadır.

Motor çalışır haldeyken ve araç belirli bir viteste sabit bir hızda ilerliyor iken, debriyaj baskı balatası ile volan birbirlerine kenetlenmiş halde dönmektedir. Yani şanzıman ile motor, volan sayesinde birbirlerine bağlı bir şekilde güç aktarımı yapmaktadır. Siz manuel vitesli bir araçta debriyaja bastığınızda, volan – balata yüzeyi birbirinden ayırmış olursunuz. Böylece motorun dönme hareketi, vitesteki dişlilerden tamamen ayrılır. Tam bu konumdayken ne kadar gaz pedalına basılırsa basılsın, güç aktarımı volana geçmeyeceği için, tekerlekler dönmeyecektir.

Tork Konvertörü Ne İşe Yarar ?

Tork Konvertörü

Tork Konvertörü

Otomobiller ile biraz ilgili olan bir çok kişinin kulağının aşina olduğu bir kavram. ” Tork Konvertörü ” . En basit anlatımla, aynı manuel vitesli araçlarda debriyajın yaptığı işi, otomatik vitesli araçlarda tork konvertörü yapmaktadır. Yani motor ile şanzıman arasındaki bağlantıyı gerektiğinde belirli ölçülerde sınırlar. Bu sınırlama, aracın D konumunda iken durması ile olur.

Örnek olarak, araç otomatik vitesli ve ışıkta D konumunda durmaktadır. Ayağınızı frenden çektiğinizde araç öne düşük de olsa bir hamle yapar. ( Siz gaza basmasanız bile. ) İşte bu hareketi yaptıran tork konvertörüdür. Özellikle şehir trafiklerinde otomatik şanzıman araçların daha fazla yakıt tüketimi olmasının temel nedeni budur.

Yukarıdaki şekilde parçaları ayrı ayrı gösterilmektedir. Bir tarafından türbin, diğer tarafında pompa, ortasında ise stator denilen parça bulunmaktadır. Bu çalışan parçanın içerisinde yağ bulunmaktadır. Pompa dönerken kanallardan yağ girmektedir. Dönmenin etkisi ile, türbine de bu yağ gitmektedir. Ancak; resimden de görebileceğiniz üzere, türbin içerisindeki kanallar pompaya göre ters yöndedir. Yani bu iki parça birbirlerine zıt çalışmaktadırlar. Farklı hızlarda dönme yaparlar iken, aradaki yağ dengesini stator sağlamaktadır. Ancak; her iki parça da aynı hızda döner ise, burada statora ihtiyaç duyulmaz. Bu da genellikle aracın sabit hızla gittiği durumlarda geçerli olmaktadır. Sabit hız ile giden aracın daha az yakıt tüketmesinin bir diğer nedeni de budur.

Son olarak, türbin ile pompanın genellikle farklı yöne ve farklı hızlarda dönmesinin nedeni, motor devri ve tekerlek hızlarının farklılığını tolere etmek içindir. Yani bir tarafı diğer tarafa yavaş yavaş alıştırır. Böylelikle dişlilerin hasar görmemesini sağlar.


Şanzıman Görevleri Nelerdir ?

Bir çok kişinin bildiklerine artı olarak, vites ya da şanzıman aslında aracın boşta ( rölanti ) çalışmasını sağlamaktadır. Motor hareketinin ufak duraksamalarda tamamen durmasını engeller Aracın kullanım koşullarına göre, motorun en verimli çalıştığı devir bandında aracı tutar. Bu da motorun ömrünü uzatır.

Aracın geri vites yardımı ile ters yönde gitmesine olanak sağlar. Değişik yol ve araç yük koşullarında, doğru devir bandında motorun çalışması sağlanarak, yokuş yukarı çıkılması, arabanın yüklü ya da boş olmasına göre, doğru ve sağlıklı bir şekilde hızlanmasını ( vites düşürerek ya da arttırarak ) sağlar. Bu şekilde, ya sürücü ya da araç beyni – ECU, optimum yakıt tüketimini şanzıman ile sağlar.

Uygun vites seçimi ile, ( Aracın sahip olduğu en yüksek vites ) yüksek hızlarda yakıt ekonomisi ve düşük devirde çalışma sağlar.

 

 

 

 

The post Şanzıman Nedir ? appeared first on Metalurji & Malzeme Bilimi.

]]>
https://www.metalurjimalzeme.net/sanziman-nedir/feed/ 0
Titanyum Nedir ? https://www.metalurjimalzeme.net/titanyum-nedir/ https://www.metalurjimalzeme.net/titanyum-nedir/#respond Fri, 05 Jul 2019 19:54:51 +0000 https://www.metalurjimalzeme.net/?p=2309 Titanyum Nedir ? Fiziksel ve Kimyasal Özellikleri  Titanyum, kimyasal simgesi Ti ve atom numarası 22, atom ağırlığı ise 48 olan bir kimyasal elementtir. En belirgin özelliği düşük yoğunluğa sahip olmasına rağmen, yüksek bir akma ve çekme dayanımına sahip olmasıdır. Gri renktedir ve periyodik cetvelde 4-B grubunda geçiş metalleri arasında yer almaktadır. Yüksek dayanıma sahip olmasının yanında, korozyona karşı çok dirençlidir. Ağırlık – Dayanım oranı en iyi metaldir. Hafif ve güçlü ayrıca paslanmaya dayanıklı olması, titanyumun bir çok ileri teknolojinin kullanıldığı sektörde kullanımına olanak sağlamıştır. Bu sektörler genellikle, havacılık, uzay, endüstri, kimya, sağlık ve askeri sektörlerdir. Oksijene karşı yüksek bir afinitesi

The post Titanyum Nedir ? appeared first on Metalurji & Malzeme Bilimi.

]]>
Titanyum Nedir ? Fiziksel ve Kimyasal Özellikleri 

Titanyum, kimyasal simgesi Ti ve atom numarası 22, atom ağırlığı ise 48 olan bir kimyasal elementtir. En belirgin özelliği düşük yoğunluğa sahip olmasına rağmen, yüksek bir akma ve çekme dayanımına sahip olmasıdır. Gri renktedir ve periyodik cetvelde 4-B grubunda geçiş metalleri arasında yer almaktadır.

Titanyum

Titanyum Görüntüsü

Yüksek dayanıma sahip olmasının yanında, korozyona karşı çok dirençlidir. Ağırlık – Dayanım oranı en iyi metaldir. Hafif ve güçlü ayrıca paslanmaya dayanıklı olması, titanyumun bir çok ileri teknolojinin kullanıldığı sektörde kullanımına olanak sağlamıştır. Bu sektörler genellikle, havacılık, uzay, endüstri, kimya, sağlık ve askeri sektörlerdir.

Oksijene karşı yüksek bir afinitesi yani kimyasal reaksiyona girip bileşik oluşturma ilgili bulunmaktadır. 

Titanyum Fiziksel Özellikleri

Yüksek bir ergime sıcaklığına sahip olması ( yaklaşık 1650 °C ), yüksek sıcaklık uygulamalarında titanyum alaşımlarının kullanılmasına olanak sağlar. Görüntüsü, beyaz-gümüş bir renktedir. Alüminyuma göre yaklaşık 2 kat ağırdır ancak; dayanımı 6 serisi bir alüminyum alaşımından 2 kat daha yüksektir. Çekme dayanımı çeliğe yakın değerlerde olmasına rağmen, çelikten yaklaşık %40  daha hafiftir. Yoğunluğu 2.40 g·cm−3  Bazı titanyum alaşımları çekme dayanımı 1200-1300 MPa’a kadar çıkabilmektedir. Sertliği çok yüksektir. Metal olmasına rağmen bazı seramik malzemeleri çizebilmektedir.

Saf Titanyum

Saf Titanyum

Elektrik ve ısı iletkenliği düşük olan titanyumun, manyetiklik seviyesi çok düşüktür. Mıknatıs ile çok zayıf bir şekilde etkilenir.


Titanyum Kimyasal Özellikleri

Fiziksel özelliğini öğrendiğimiz titanyumun, kimyasal özellikleri de bir o kadar ilgi çekicidir. Belki de en önemli kimyasal özelliği, korozyona olan mükemmel dayancıdır. Burada bahsettiğimiz korozyon dayanımı sadece normal şartlar altında havaya karşı göstermiş olduğu direnç değildir. Normal şartlar altında oksijene karşı güçlü bir dayanım gösteren titanyum, yüksek sıcaklıklarda da bu özelliğini korur. Ayrıca, bir çok güçlü aside karşı ( hidroklorik asit ve sülfürik asit ), klor, deniz suyu ve doğal olarak tuza karşı çok iyi bir korunma sağlar.

Bu metale bu özelliğini sağlayan etmen ise, aynı alüminyum ve bakırda olduğu gibi üzerinde oluşturduğu pasif bir koruyucu katman oluşturmasıdır. Birkaç nanometre kalınlığında olan bu koruyucu katman, zamanla kalınlığını arttırarak koruyuculuk özelliğini de aynı oranda iyileştirmektedir.

Titanyum reaktif bir metaldir ve reaksiyona girme eğilimi de yüksektir. Oksijene karşı afinitesi yüksektir.

Kullanım Alanları

Bu metalin kullanım alanlarından bahsederken, nadir bulunduğu, üretim yöntemlerinin zor ve zahmetli olduğunu bilmemizde fayda var. Bütün bu nedenlerde dolayı da pahalı ve sadece özel ve teknolojik ürünlerin imalatında metal halinin kullanıldığını bilmemizde fayda var.

Titanyumun en çok kullanıldığı alan pigment sektörüdür. Bu sektörde titanyum olarak değil ancak; bunun oksit hali kullanılmaktadır. Burada metal alaşım hali ile karıştırılmamalıdır. Pigment sektöründeki kullanımı yaklaşık % 90 civarındadır. Pigmentler genellikle boya imalatında renk verici temel madde olarak kullanılmaktadır. TiO2 de, beyaz renk konusunda en güçlü pigmenttir. Deri, kumaş boyaları, cam renklendirilmesinde, seramik sır tabakasında kullanılmaktadır.

Pigmentler dışında, titanyum di oksit ( TiO2 ), kaynak işleminde de kullanılmaktadır. Kaynak elektrotlarının imalatında büyük oranda kullanılmaktadır. Sektör ile az çok ilgili olan herkesin yakından tanıdığı Rutil elektrotların örtüleri çoğunlukla titanyum di oksitten meydana gelmektedir. Rutil elektrotlar, kaynağın en kolay yapıldığı elektrotlar olarak bilinmektedir.

Pek çok kişinin bilmediği ek bir bilgi olarak, titanyum plastiklerde de kullanılmaktadır. Örnek olarak Polietilende ya da PVC – ( Binalardaki Pencere Sistemleri ) adı verilen –  Polivinilklorürde az miktarda kullanılmaktadır. Bu tip plastiklerde kullanılmasının temel nedeni, güneşin zararlı UV ışınlarının plastik yapısını bozmaması içindir. Titanyum, bu plastiklerde koruyucu görevi görmektedir. Çünkü, devamlı güneş ile temas halinde bulunan bu plastikler, UV ışınları etkisi ile çatlar ve ilerleyen safhalarda paramparça olabilmektedirler.

Toksik yani zehirli bir özelliği yoktur. Dolayısı ile insana zarar vermez. Bu nedenle de bazı implantlar titanyumdan yapılabilmektedir. En çok kullanıldığı yerler arasında diş implantları gelmektedir. Uzun yıllar boyunca hem özelliğini bozmaz hem de insan vücudu ile reaksiyona girip, kişiyi zehirlemez.

Diş İmplantı

Diş İmplantı

 

Nerelerde Bulunur ?


Titanyum, Dünya’da yanardağ faaliyetleri sonucunda oluşmuş kayalarda ve toprakta da bir miktar bulunur. Bu oran yaklaşık % 1 civarındadır. Metal olarak bulunma sıklığı açısından 4. Olup, elementsel olarak toprakta 9. Sıradadır. 

Dünya’daki en büyük üretici ülke konumunda Avustralya başı çekerken, Kanada ve Güney Afrika ile azalarak devam etmektedir. Dünya’daki rezervi fazladır ve kullanımı az olduğu için insanlığı daha uzun yıllar hizmet edecek kadar rezervi bulunmaktadır.

Dünya’ya düşen meteorlarda yapılan metal analizleri sonucunda, bazı meteorlarda bulunduğu tespit edilmiştir. Ay’a giden Apollo ekibinin getirmiş olduğu toprak analizlerinde de titanyuma rastlanılmıştır. Bu da güneş sisteminde bu metalden bol miktarda bulunabildiğini bizlere göstermektedir. Bütün canlılarda az da olsa titanyum elementi bulunmaktadır.

Titanyum Üretimi

Titanyum, üretimi çok zor ve zahmetli bir metaldir. Bu nedenle de pahalıdır. Dünya’da genel olarak 2 farklı cevheri bulunmaktadır. Bunlardan ilki Rutil, diğeri ise İlmenittir. İlmenit, ismini Rusya’nın Ilmensky dağlarından almaktadır. İlk burada keşfedilmiştir.

  • Rutil TiO2
  • İlmenit FeTiO3

Rutili en çok önceki paragraflarda da bahsettiğimiz üzere, Avustralya üretir. Hatta 2017 verilerine göre Dünya rutil cevheri üretiminin yarısını tek başına Avustralya karşılamaktadır. İlmenit ise, Güney Afrika tarafından üretilir. 

Ülkemize baktığımızda ise, Türkiye bu verilerde çok geridedir. Topraklarımızda cevherinin çok az bulunması buna en önemli etken olarak kabul edilir. Ancak; hem üretim zorluğu hem de yüksek teknoloji gerektirmesi nedeni ile, Türkiye bu metali genellikle ithal etmektedir.

Üretim prosesi ile ilgili faydalı bir makale için bu bağlantıyı inceleyebilirsiniz.

Üretim Prosesi

Üretim Prosesi

Yukarıdaki resimde de detaylı şekilde anlatılan sünger titanyum üretiminde, cevherden elde edilen titanyum di oksit, klor ve karbon ile reaksiyona sokulur. Bu işleme klorlama denmektedir. Bu işlem sonucunda karbondioksit ve karbon monoksit çıkmaktadır. Sonunda elde edilen ürün, titanyum tetra klorürdür. 

Ara işlem olan arıtmadan sonra, magnezyum ile reaksiyona girer. Bu işleme redüksiyon denmektedir. Yani ” Ti ” bünyesinde bulunan klordan kurtulur. Klor, magnezyuma bağlanarak saf ” Ti ” açığa çıkar. Son olarak vakum distilasyonu işlemi ile, ortaya çıkan saf titanyum ile magnezyum klor bileşikleri birbirlerinden ayrılır. 

İşlem sonucunda, titanyum süngeri elde edilmiş olur. İstenilen ölçülerde parçalanıp, öğütülerek stok sahalarına yönlendirilir. Bu yöntem esası Kroll Prosesidir. Elde edilen sünger titanyum daha sonra eritilip çeşitli formlarda dökülerek külçe haline de getirilebilir. 

Sünger Titanyum

Wikipedia’nın geniş ve bir o kadar da faydalı makalesi için bu bağlantıyı inceleyebilirsiniz.

The post Titanyum Nedir ? appeared first on Metalurji & Malzeme Bilimi.

]]>
https://www.metalurjimalzeme.net/titanyum-nedir/feed/ 0
Karbon Nedir ? https://www.metalurjimalzeme.net/karbon-nedir/ https://www.metalurjimalzeme.net/karbon-nedir/#respond Tue, 02 Jul 2019 13:15:57 +0000 https://www.metalurjimalzeme.net/?p=2289 Karbon Tanımı, Karbon Özellikleri Nelerdir ? Karbon, çok yaygın bir şekilde doğada bileşik ya da serbest halde bulunan ve kimyasal simgesi “ C “ olan bir ametaldir. Dünya tarihine bakıldığında ilk olarak Mısırlılar ve Sümerler tarafından Milattan Önce 3500-4000 Yılları arasında bulunmuştur. Yani antik dönemden beri bilinen birkaç nadir elementten biridir. Ancak element olarak ilk keşfi, 1789 yılında Antoine Lavoisier tarafından yapılmıştır. Karbon ve Bulunma Sıklığı Evrende, hidrojen, helyum ve oksijenden sonra en fazla karbon bulunur. Karbon elementi bilinen yaşamın kaynağı olarak nitelendirilir. Biyolojik organizmalarda reaksiyonlarda bulunması, organik bileşiklerin hepsinde bulunması, polimer diye nitelendirilen plastik tabanlı bütün malzemelerde yer alması,

The post Karbon Nedir ? appeared first on Metalurji & Malzeme Bilimi.

]]>
Karbon Tanımı, Karbon Özellikleri Nelerdir ?

Karbon, çok yaygın bir şekilde doğada bileşik ya da serbest halde bulunan ve kimyasal simgesi “ C “ olan bir ametaldir. Dünya tarihine bakıldığında ilk olarak Mısırlılar ve Sümerler tarafından Milattan Önce 3500-4000 Yılları arasında bulunmuştur. Yani antik dönemden beri bilinen birkaç nadir elementten biridir. Ancak element olarak ilk keşfi, 1789 yılında Antoine Lavoisier tarafından yapılmıştır.

Karbon ve Bulunma Sıklığı

Evrende, hidrojen, helyum ve oksijenden sonra en fazla karbon bulunur. Karbon elementi bilinen yaşamın kaynağı olarak nitelendirilir. Biyolojik organizmalarda reaksiyonlarda bulunması, organik bileşiklerin hepsinde bulunması, polimer diye nitelendirilen plastik tabanlı bütün malzemelerde yer alması, en yaygın element olmasında başlıca nedenler arasındadır. Ayrıca, insan bedeninde oksijenden sonra en fazla bulunan ikinci elementtir. 

Bilinen en fazla bileşik yapabilen element karbondur. Yaklaşık 10 milyon farklı bileşik türü mevcuttur. Bilinen en yüksek ergime sıcaklığına sahip metallerden olan tungstenin bile eridiği sıcaklıklarda stabil bir şekilde kalabilmektedir. 

Tüm yer kabuğunda, 4000 milyon gigaton karbon bulunduğu tahmin edilmektedir. Bu miktar bütün okyanus ve atmosferdeki miktardan fazladır. Neredeyse aklınıza gelen her şeyde bu element bulunmaktadır. Örnek olarak; 

Denizlerde, atmosferdeki karbon monoksit, dioksit gazlarda, petrol kaynaklı yakıtlarda ( doğalgaz, kömür vb. ), yağlarda, hidrokarbon bileşiklerinin tümünde, plastiklerde… Örnekler çoğaltılabilmektedir. 


Karbon ve Özellikleri

  • Ametal statüsündedir. Birbirlerine kovalent bağ ile bağlanırlar.
  • Atom Numarası : 6’dır.
  • Atom Ağırlığı : 12’dir.
  • Rengi, farklı allotropik yapılarda farklıdır. Kömür siyah iken, elmas renksizdir. 
  • Yeryüzünde en çok bulunan 6. Element olma özelliğini göstermektedir.
  • Oda sıcaklığında katı halde bulunmaktadır. Atmosferik basınç şartlarında sıvı hale gelmez. Süblimleşir. Yani katıdan direkt olarak buhar fazına geçer. Bu sıcaklık da 3642 °C’dir.Bu da bilinen en yüksek süblimleşme sıcaklığıdır. 
  • Periyodik cetvelde P bloğunda, 2. Periyod, 14. Grupta bulunur. 
  • Demir ve bakır gibi metaller ile kıyaslandığında, oksijene olan ilgisi yok denecek kadar azdır. Ancak çok yüksek sıcaklıklarda oksidasyona uğrar. 
  • Sülfirik asit ya da hidroklorik asitler ile reaksiyona girmez.
Karbon

Periyodik Tabloda Karbon

Farklı kimyasal dizilimlerde bulunan karbon atomları, allotrop meydana getirir. Elmas da, grafit de saf karbon atomlarından meydana gelmektedir. Sadece karbon atomlarının dizilimleri farkından dolayı bambaşka özellikler göstermektedir.

Karbon Allotropi

Karbon Allotropi

 

Örnek verecek olursak; grafit ve elmas da karbon bileşikleridir.  Aralarındaki fark, karbon atomlarının farklı allotropik yapıda birleşmeleridir. Elmas, 3 boyutlu bir şekilde birleşir. Tek bir “ C “ atomu, 4 farklı “ C “ atomu ile güçlü bir bağ yapar. Grafit üst üste levha şeklinde 2 boyutlu bir biçimde birleşmektedir. Grafitte, bu atomlar birbirleri üstünden levha halinde rahat bir şekilde kayıp gidebilirlerken, elmasta bu olay çok zordur. Güçlü bağ yapısı buna izin vermez.

Grafit-Karbon Kullanımı

Kurşun Kalem – Grafit

Kurşun kalemlerin ucu grafittir. Bir önceki paragrafta da bahsettiğimiz üzere, levhalar halinde birbirleri üzerilerine yığın halinde bulunan karbon atomları, bir kuvvet etki ettiğinde kolay bir şekilde ayrılabilmektedir. Bu özelliklerinden dolayı kurşun kalemlerde kullanılabilirler. 

Elmas


Saf hali ile doğada bulunan elmas, karbon atomlarının her birinin 4 farklı karbon atomu ile çok güçlü bağ yapması ile meydana gelir. Kristal yapısı, kübik sistemlidir. Ancak çok çok yüksek basınçlarla karbon atomları grafitten elmasa doğru oluşum gösterirler. Yoğunluğu grafitin iki katıdır.

Elmas

Elmas

Bilinen doğal en sert malzemedir. Kimyasal olarak tepkimeye girmez ve renksiz, saydam bir malzemedir. Elmas, ısıyı çok iyi iletirken, elektriği iletmez, yani elektriksel olarak yalıtkandır. Elmas bilinen en iyi aşındırıcıdır.

Grafit

Daha önceki paragraflarda da bahsettiğimiz üzere, burada karbon atomları birbirlerine üst üste ince plakalar halinde Van Der Waals bağları ile bağlıdır. Hekzagonal bir kristal yapıya sahiptir. Sahip olduğu bağlar çok zayıf bağlar olup, grafitin, kağıt üzerine sürüldüğünde bile kopup iz çıkarması bu nedenledir. Grafit, elektriği çok iyi iletirken, elmas elektriksel olarak yalıtkan bir malzemedir. Ayrıca grafit, bilinen en yumuşak malzemelerden biridir. Elmas, bilinen en sert malzemedir ancak; elmas ile aynı atomlara sahip olan grafit, çok iyi bir yağlayıcıdır. Çalışan parçaların arasında kullanılır ise, sürtünme kayıplarını minimuma indirir.

Karbon-Grafit

Grafit

Grafen

Grafen, karbon atomu kullanılarak elde edilen ve son yıllardaki en büyük başarılara imza atan yeni tip bir malzeme türüdür. Grafitte anlattığımız yapıyı gözünüzde canlandırın. Üst üste yığılmış ince plakalar halinde ” C ” atomları sadece tek bir plakasını aldığınızı düşünün. İşte sonsuz sayıda ” C ” atomu tek bir düzlemde yayılmış hali ile üretildiğinde ortaya grafen çıkmaktadır. Grafen sadece ” 1 Atom ” yüksekliğindedir.

Grafen Atom Dizilişi

Grafen Atom Dizilişi

Aynı ebatlardaki bir çeliğe göre, 100 kat daha sağlamdır. Isıyı ve elektriği çok az kayıpla iletirken aynı zamanda transparan bir görünüme sahiptir. Yarı iletkenler, elektrik-elektronik, kompozit malzemeler ve enerji sektöründe kullanılabilecek üstün özelliklere sahiptir.

Çok genel bir tabir ile kısaca açıklasak bile, grafen ayrı ve uzun bir makale konusudur. Ancak; ilerleyen yıllarda bilim bu malzemenin önemini daha da anlayıp, günlük uygulamalar katmaya başladıkça, insanlık da grafenin ne kadar mükemmel bir son teknoloji malzemesi olduğunu idrak edecektir. Ancak; grafenin uygulamasında şöyle bir kısıtlama vardır. ( Şimdilik ! )

İlk paragrafta da bahsettiğimiz üzere, grafen tek katmanlı bir malzemedir ve gösterdiği üstün özellikleri sadece nano boyutta yapabilmektedir. Henüz mikro ölçekte bir grafen üretilip günlük hayatta kullanabileceğimiz özellikte bir grafen yapılamamıştır. Tek atom yüksekliğinde olan ( tek katman ), günlük hayatta kullanabilmek için aşırı miktarda malzeme üretilmesi gerekmekte bu da çok aşırı bir maliyet ortaya çıkarmaktadır. Ancak; bilim günden güne gelişmekte ve ilerleyen 5 – 10 yıl içerisinde neler olup biteceğiniz hep birlikte göreceğiz.

Demir ve Grafit

Karbon - Demir Reaksiyonu

Karbon – Demir Reaksiyonu

Yukarıdaki ekzotermik reaksiyonlardan görüleceği üzere, demir çelik imalatında, demir oksitler karbon ile reaksiyona girerek demir elde edilmektedir. Ayırıca, demir ile alaşım oluşturarak çeliğin temel yapısını meydana getirir. Çelik yapısında bulunarak, dayanımı ve sertliği arttırmaktadır. Ancak; daha önceki yazılarımızdan da inceleyebileceğiniz üzere, çelik yapısında fazla bulunursa kırılganlık meydana getirir. Hem şekillendirme işlemi zorlaşır hem de kaynakla birleştirme sırasında çatlama vb. gibi problemler ile karşılaşılabilir.

Elektrik Ark Fırınları ile ilgili yazımız için bu bağlantıyı inceleyebilirsiniz.

Karbon ve Organik Bileşikler

Karbon atomları birbirleri arasında çok güçlü kovalent bağ oluşturmaktadır. Çok uzun zincirler halinde bu bağlar sonsuz sayıda uzar gider. Bu bağlara hidrojen atomu da girdiğinde ortaya hidrokarbon çıkmaktadır. Hidrokarbonlar organik bileşiklerdir.

Atomik bağlarla ile ilgili yazımız için bu bağlantıyı inceleyebilirsiniz.

Hidrokarbon

Hidrokarbon

En az atoma sahip hidrokarbon bileşiği ” Metan ” olarak bilinmektedir. Bir ” C ”  atomuna 4 adet ” H ” atomu bağlanarak oluşmuştur. Kimyasal gösterimi CH şeklindedir. Genelde hidrokarbonlarda doymuş ve doymamış olmak üzere 2 türden bahsedilir. ” C ” atomları zinciri ne kadar çok hidrojene bağlanırsa o kadar doymuş bir yapıdır. ” C ” atomları birbirleri arasında tek bağ yapıyor ise, zincir doymuştur. Çünkü artık daha fazla bağ yapacak durumda değildir.

Yukarıda da bahsettiğimiz üzere, karbon atomları hem organik yaşamın bütününde, hem de organik kimyanın tamamında bulunmaktadır.

Bir başka örnek verecek olursak; Dünya’da petrol yataklarından çıkarılan ham petrol, işlenerek sanayide kullanılan bir çok ürüne dönüştürülmektedir. Bunlar çeşitli yağlar, petrol ürünleri, fosil yakıtlar, plastikler vb. olarak sıralanır. Bütün bu ürünlerin temel bileşini ” C ” ve ” H ” atomlarının yaptığı değişik bağlardır. Farklı kombinasyonlar farklı ürünleri beraberinde getirmektedir.

Örneklerimize farklı varyasyonlar ile devam ediyoruz;

” C ” atomu ile hidrojen farklı şekillerde birleştiğinde, şeker, alkol, yağ, ester meydana getirir. Bu bağlara ekstradan Sülfür – S atomu da eklendiğinde antibiyotik ve aminoasitler de meydana gelmektedir. Bu elementlere ilaveten fosfor da eklendiğinde genetik kodumuzu oluşturan DNA ve RNA da elde edilmiş olur.

DNA

DNA

 


Karbon ve Uygulamaları

Karbon, bütün yaşayan organizmalar için gereklidir. Eğer var olmasaydı çok büyük ihtimalle yaşam da mümkün olmayacaktı. En temel örnek olarak bitkilerin doğal olarak kendi bünyelerinde sentezlediği selüloz verilebilir. Selüloz, bitkilerin yapılarının temellerini oluşturan bir doğal polimer malzeme olarak nitelendirilir.

Ancak; sadece yaşam için gerekli olan moleküllerin tamamına yakınında değil, yine yaşam için gerekli olan araç gereçler için de kullanılmaktadır.

Petrol ve türevlerinin tamamı ” C ” içermektedir. Fosil yakıtlar, benzin, kerosen yine aynı şekilde ” C ” içermektedir. Her ne kadar günümüzde bu tip yakıtlardan kurtulmak ve temiz enerji kaynaklarına yönelim sağlansa da hala bu tip yakıtlar Dünya’da dominanttır, uzun yıllar da öyle kalmaya devam edeceklerdir.

İnsanoğlunun vazgeçemediği ve uzun yıllar boyunca da vazgeçemeyeceği bir diğer ürün grubu ise plastiklerdir. Plastikler sentetik olarak elde edilen polimer zincirleridir ve uygulama alanları çok geniştir. Oluşan bu karbon zincirlerine oksijen ve azot eklenerek plastikler elde edilmektedir.

Malzeme bilimi ve mühendisliğinin nispeten yeni malzemesi statüsünde olan kompozit malzemelerde kullanılan ana bileşiklerden biri olan karbon fiberler de isminden anlaşılacağı üzere ” C ” atomları içermektedir.

Wikipedia’nın konu ile ilgili makalesi için bu bağlantıyı inceleyebilirsiniz.

Science Direct konu ile ilgili çok sayıda bilimsel makalesi mevcuttur. Ücretli olan bu site için bu bağlantıyı inceleyebilirsiniz.

 

 

 

The post Karbon Nedir ? appeared first on Metalurji & Malzeme Bilimi.

]]>
https://www.metalurjimalzeme.net/karbon-nedir/feed/ 0
Kaynak Nasıl Yapılır ? https://www.metalurjimalzeme.net/kaynak-nasil-yapilir/ https://www.metalurjimalzeme.net/kaynak-nasil-yapilir/#respond Sun, 30 Jun 2019 16:14:52 +0000 https://www.metalurjimalzeme.net/?p=2272 Kaynak Nasıl Yapılır ? Kaynak Yaparken Dikkat Edilecekler Nelerdir ? Bu yazımızda kaynak nasıl yapılır olgusunu inceleyeceğiz. Bir çok kaynak yöntemi kendisine göre farklı ve kendine has özellikleri olmasından dolayı değişik yöntemler uygulamak gerekmektedir. Şu unutulmamalıdır ki, kaynak işlemi kadar, öncesinde yapılan hazırlıklar da çok önemlidir. İngilizce hazırlanan çok faydalı bir yazı için bu bağlantıyı inceleyebilirsiniz. Oksijen Kaynağında Kaynak Nasıl Yapılır ? Kaynak nasıl yapılır sorusunun cevabını ararken, aslında en fazla dikkat edilmesi gereken yöntem oksijen kaynağıdır. Çünkü, bilinen yöntemler içerisinde en fazla ” Manuel ” olan yöntem budur. Yani operatöre çok iş düşmektedir. Tecrübe, el becerisi bu yöntemde ön

The post Kaynak Nasıl Yapılır ? appeared first on Metalurji & Malzeme Bilimi.

]]>
Kaynak Nasıl Yapılır ? Kaynak Yaparken Dikkat Edilecekler Nelerdir ?

Bu yazımızda kaynak nasıl yapılır olgusunu inceleyeceğiz. Bir çok kaynak yöntemi kendisine göre farklı ve kendine has özellikleri olmasından dolayı değişik yöntemler uygulamak gerekmektedir. Şu unutulmamalıdır ki, kaynak işlemi kadar, öncesinde yapılan hazırlıklar da çok önemlidir. İngilizce hazırlanan çok faydalı bir yazı için bu bağlantıyı inceleyebilirsiniz.

Oksijen Kaynağında Kaynak Nasıl Yapılır ?

Kaynak Nasıl Yapılır

Oksijen Kaynak Nasıl Yapılır ?

Kaynak nasıl yapılır sorusunun cevabını ararken, aslında en fazla dikkat edilmesi gereken yöntem oksijen kaynağıdır. Çünkü, bilinen yöntemler içerisinde en fazla ” Manuel ” olan yöntem budur. Yani operatöre çok iş düşmektedir. Tecrübe, el becerisi bu yöntemde ön plandadır.

Oksijen kaynağı için iyi ya da kötü özellikler sunulabilmektedir. Diğer modern kaynak uygulamalarına göre, nispeten yavaş bir kaynak olması ve kaynakta hiç istenmeyen ısı girdisinin fazla olması bu kaynağın kötü özellikleri arasında yer alır. Bu kaynak yönteminde, diğer yöntemlere göre en mükemmel avantajı ” Kontrol ” dür. Çünkü oksijen kaynağında kontrol tamamen kaynakçıdadır. Kaynak nozuluna istenilen açının verilmesi ilave metal kullanımına uygun olması olumlu yanları arasındadır. Kaynak üflecine, kaynakçı istediği çalışma açısını verir. Bu sayede, iş parçasının çok ısınmasını önleyebilir ya da kaynak banyosunu rahatlıkla göreceği bir açıda da çalışabilir.

Kaynaktaki çok önemli bir diğer husus ise, kaynak dikişinin, ana malzeme ile benzer özelliklerde olmasıdır. Eğer en az aynı mekanik özelliklere sahip bir kaynak metali oluşturulabilir ise, kaynak başarılı bir kaynak sayılmaktadır. Oksijen kaynağında, gerektiğinde ilave metal kullanılmadığı için, sadece ana malzeme ergitilerek işlem tamamlanır. Böylece ana malzeme ise kaynak metali aynı özellikte olmuş olur.

İlave kaynak metali kullanıldığında da mekanik özelliklerinin bir tık daha iyi seçilmesi, kaynağın hatalı yapılması ihtimaline karşı mekanik olarak sağlamlık sağlar. Özellikle metal kalınlığı arttıkça, kullanılacak ısı girdisi de arttırılacak ve ilave metal kullanma zorunluluğu oluşacaktır.

Sağ  Taraftan ve Sol Taraftan Kaynak Nasıl Yapılır ?


Kaynak işlemi sağ taraftan ya da sol taraftan yapılabilir. Bunların birbirlerine göre avantajları ve dezavantajları bulunmaktadır. En büyük avantaj burada ısı girdisinin ayarlanabilmesidir. Kaynak işlemini sağ taraftan ya da sol taraftan yapabilme işlemi, oksijen kaynağının en büyük avantajlarından birisidir. Böylelikle, iş parçasına uygulanacak ısı girdisinin miktarı kaynakçı tarafından ayarlanabilmektedir.

Sağ Yöne Kaynak Nasıl Yapılır

Sağ Yöne Kaynak Nasıl Yapılır ?

Sağ tarafa yapılan kaynakta, oksijen kaynağı alevi sağ tarafta, ilave metal ise sol tarafta kalacak şekilde ve sol taraftan sağa doğru yapılan bir işlemdir. Bu tip kaynakta çok iyi bir gaz koruması sağlanır ve kalın parçalarda kaynak rahatlıkla yapılabilir. Kaynak yapılan malzeme, hızlı soğumaz böylece istenmeyen faz dönüşümleri meydana gelmez. Sağ yöne doğru olan kaynakta, ince malzeme kaynatılması zor bir işlemdir.

Sol Yöne Kaynak Nasıl Yapılır ?

Sol Yöne Kaynak Nasıl Yapılır ?

Sol yöne olan kaynakta ise,  ince malzemelerin kaynağı rahatlıkla yapılır. Çünkü bu kaynak yönteminde malzeme az ısınır. Kaynak dikişi daha düzgün çekilebilir. Ancak; bu yöntemde de kalın malzeme kaynağı yapılamaz. Özellikle kalın malzemelerin kök kaynağında sıkıntılar çıkabilmektedir.

 

Parçaları Kaynağa Hazırlama

Düzgün ve sağlam bir kaynak dikişinin elde edilebilmesinin ön koşulu, parçaların kaynağa hazırlanmasına gösterilecek özene bağlıdır. Her kaynak yönteminde olduğu gibi, kaynak yapılacak parçaların üzerlerinde herhangi bir pislik, yağ boya gibi kalıntıların kalmaması gerekmektedir. Bu tip kontamine atıklar, parça üzerlerinden temizlenmelidir.

Kaynak Ağzı

Kaynak Ağzı

Parça temizlendikten sonra, parça kalınlığı ve uygulanacak kaynak yöntemine göre kaynak ağzı açılıp açılmayacağına karar verilir. Özellikle kalın parçalar ile çalışılacak ise, kaynak ağzı açılmasında fayda vardır. Çünkü kaynak ağzı olduğunda, kaynakçının köke rahat ulaşılması sağlanır ve kaynak hatalarının önüne geçilmiş olur.

Kaynak işlemi yüksek ısı girdileri ile olduğu için, özellikle ince parçalarda ( 1.5 mm ve aşağısı ) kaynak sırasında ve sonrasında parçalarda distorsiyon yani şekil bozukluğu meydana gelebilir. Bunu önlemek için kesinlikle kaynağa başlamadan önce puntalama işlemi yapılmalıdır. Böylece parçalar birbirlerine sabitlenerek düzgün bir kaynak işlemi yapılmış olur.

Malzeme kalınlığı arttıkça, punta sıklığı arttırılabilir.

Üfleç Mesafesinin Ayarlanması

Oksijen ve Asetilen Gaz Ayarlamaları

Yukarıdaki şekilden de görülebileceği üzere, oksijen ve asetilen miktarları optimum – normal ayarlandıktan sonra, çekirdek kısmının yaklaşık 4-5 mm önü, alev sıcaklığının maksimum olduğu yerdir. Kaynak genellikle bu kısıma denk getirilerek yapılmalıdır. Bu kısmın önüne doğru gidildikçe sıcaklık git gide düşer.

Telin Verilmesi

Elektrik ark kaynağından farklı olarak, oksijen kaynağında çıplak kaynak telleri kullanılır. Bunların üzerlerinde herhangi bir örtü yoktur. Kullanılacak ilave metal, ana malzemenin fiziksel ve kimyasal özelliklerine en yakın olanı seçilmelidir. Burada, tel üreticilerinin kataloglarından faydalanabilirsiniz.

Kaynak telleri farklı çaplarda imal edilmiştir ve sizin yapacağınız kaynak işlemine göre uygun çapı belirlemelisiniz. Bu daha çok tecrübe ve deneme yanılma yöntemlerine göre yapılır. Temel mantık olarak, ince parçalarda küçük çap kullanılırken, daha kalın parçalarda ise, büyük çaplı tellere geçilebilir.

Kaynak telleri kullanılırken bitmesine yakın bir duruma gelindiğinde, kalan küçük parçayı atmak yerine, yeni bir ilave metal çıkararak eski tele punta ile tutturabilirsiniz. Böylece gereksiz israftan da kaçınmış olursunuz.

Doğru kaynak yöntemi ile ilgili başarılı bir video için bu bağlantıyı inceleyebilirsiniz.


MIG-MAG Kaynak Nasıl Yapılır ?

Ön Isıtma

İşleme başlamadan önce, malzemenin bir ön ısıtmaya ihtiyacı olup olmadığının tayini yapılmalıdır. Bunun için de karbon eşdeğeri formülü ile kritik değerin aşılıp aşılmadığı tespit edilir. Bu formül ile hesap yapıldıktan sonra aşağıdaki tabloya göre karşılaştırma yapılır.

Karbon Eşdeğeri Tablosu

Kaynak Eşdeğeri Tablosu

Formüle göre hesaplama sonucu örnek olarak 0.50 çıkar ise, ortalama 100 – 200 Santigrat derecede bir ön tavlama yapılmalıdır. Bunun nedeni, metal içerisinde bulunan alaşım elementlerinin, kaynak sonrasında malzemeyi çatlatmaması içindir. Ön ısıtma yapılan metal, daha yavaş soğuyacağı için çatlama riski de azalacaktır.

Arkı Başlatma

Mig-Mag kaynağında gerekli olan ısı enerjisi, iş parçası ve eriyen elektrot arasında oluşan elektrik arkı tarafından sağlanmaktadır. Bu olayın gerçekleşmesi için çalışır durumdaki kaynak makinesine ait torçun iş parçasına yaklaştırılması ve tetik mekanizmasının çalıştırılması yeterli olacaktır. Tetik mekanizması, kaynak metali oluşması için gerekli olan kaynak akımının yanında, kaynak telinin de kaynak bölgesine iletilmesini sağlar.

Kaynak tekniğinizi geliştirmek için 5 adım…

Amper-Akım Şiddeti Ayarı

Gazaltı kaynak makinelerinde akım ayarı kolaylıkla yapılabilmektedir. Özellikle akım ayarı, kaynak görüntüsüne ve sağlamlığına en çok etkiyi yapan ayardır. Modern kaynak makinelerinde, tel verme hızı arttırıldığında akım şiddeti de doğrudan artmış olur. Yapılan PQR çalışmalarında önceden belirlenen bir akım değeri seçilerek kaynak yapılır.

Akım ayarını belirleyen faktörlerin başında, malzemenin kalınlığı ve elektrod çapı gelmektedir. Kalınlık ve çap arttıkça, kullanılan akım şiddeti de paralel olarak artmaktadır. Nüfuziyeti arttıran en temel faktör akım şiddetidir. Akım şiddeti arttırıldığında, kaynak nüfuziyeti de artacaktır. Ancak; gerilim arttırıldığında kaynağın genişliği artar. Bu ayrımın düzgün yapılması gerekmektedir.

Akım şiddeti belirlenirken aşırıya kaçmamak gerekmektedir. Çünkü, gereğinden yüksek seçilen amper değeri, malzemenin delinmesine ya da fazla ısı girdisi dolayısı ile, malzemenin yapısının istenmeyen şekilde değişmesine neden olacaktır.

PQR – WPS Kullanımı

Aslında kaynak nasıl yapılır sorusuna cevap verirken, ilk düşünülmesi gereken şey, kaynağın bir PQR belgesine sahip olmasıdır. Bu belge, uygulamada kullanılacak her şeyin daha önceden testlerinin yapıldığını ve kalite kontrol testlerinden geçtiğinin bir garantisidir.

Kaynak işlemini yapacak operatöre, gerekli akım, voltaj, gaz debisi, kaynak hızı gibi en önemli hususları adeta bir reçete gibi bildirir. Geriye sadece kaynak operatörünün bu bilgileri makinede ayarlayarak kaynak işlemini yapması kalır.

Sertifikalı Kaynakçı Çalıştırma

Teknoloji her ne kadar çok gelişse de, Dünya’da halen kaynak işleminin çok büyük bir kısmı insan gücü tarafından yapılmaktadır. Bu nedenle, çalışan kaynakçıların işlerinde uzman olduklarını belgelendirmeleri gerekmektedir. Bunun için de özellikle tehlikeli yerlerde kullanılacak parçaları imal eden kaynakçıların, ehliyetleri yani sertifikaları olması gerekmektedir.

Burada dikkat edilecek nokta, hangi kaynakçının hangi kaynak yöntemini yapacağı önceden belirlenmeli ve uzmanlık alanının dışarısına çıkarılmamalıdır. Ayrıca, hangi pozisyonda yetkiliği var ise, o pozisyondaki kaynağı yapmalıdırlar.

Gaz Koruması

Kaynak nasıl yapılır diye sorulduğunda verdiğimiz yanıtlardan en önemlilerinden biri de uygun gaz korumasıdır. Hem uygun gaz çeşidi kullanılmalı hem de uygun debide bir akış seçilmelidir. Uygun gaz akış hızı, yine tecrübe, deneme yanılma yöntemleri ile tespit edilir. Kaynak sırasında, debinin nasıl olduğu tam anlaşılamaz. Ark eğer kararsız bir yanma sergiliyorsa bunun nedenlerinden biri gaz debisinin fazla olmasıdır. Ancak; tek nedeni bu değildir.

Debimetre

Debimetre

Gaz korumasının uygun olup olmadığını belirlemek için, kaynak sonrasında dikişin kesilip iç kısmının incelenmesi gerekmektedir. Gözenekli bir yapı tespit edildiğinde uygun bir akış hızından çalışılmadığı anlaşılır. En uygun gaz akışı bulununa kadar denenmelidir. Çünkü, gaz debisi fazla ya da az olursa bu hem görüntü hem de sağlamlık açısından kötü sonuçlanacaktır.  Yukarıdaki şekilde kaynak gaz debisini ölçen bir debimetre görebilirsiniz.

Kaynak Nasıl Yapılır

Kaynakta Köpürme

Yukarıdaki şekilden de görüleceği üzere, eğer gaz koruması düzgün yapılmaz ise, kaynak dikişi yukarıdaki gibi bir hal alır. Bu da hiç istenmeyen bir durumdur. Akım, voltaj düzgün ayarlansa bile, gaz debisi düzgün ayarlanmaz ise yukarıdaki şekil kaçınılmaz olur.

Isı Girdisinin Ayarlanması

İyi bir kaynakçı, işlem yaptığı malzemeye aşırı bir ısı girdisi uygulamaz. Bunun temel nedeni, özellikle çelikte oluşabilecek malzeme yapı dönüşümleridir. Malzemenin karakteristiği bozulduğu zaman, eski haline döndürmek için ekstra bir ısıl işlem gerekmektedir. ( Normalizasyon Tavı vb. )

Bir çoğunuzun iyi bildiği üzere, dikişlerde ITAB ( Isı Tesiri Altındaki Bölge ) bulunmaktadır. Bu bölge kaynak dikişinin yaklaşık 1-2 mm yanında bulunan ve malzeme yapısının değiştiği kısımdır. Bu kısım ne kadar küçük olur ise, kaynak o kadar kalitelidir. Çünkü, genellikle malzemenin hem mekanik hem de kimyasal olarak en zayıf noktası burasıdır. Bu nedenle ısı girdisi her zaman minimumda tutulmalıdır. Çünkü ısı girdisi ne kadar arttırılır ise, ITAB bölgesi genişliği de o derece artar.

Kaynak Nasıl Yapılır

HAZ – ITAB Bölgesi

Kaynak nasıl yapılır sorusuna, kaynak nasıl yapılamamalıdır şeklindeki cevabı yukarıdaki gibi olmalıdır. Yukarıdaki fotoğrafta görüldüğü üzere, çevresel boru kaynağında meydana gelen mavi kısım yapının değiştiği bölümdür. Burası hem korozyona hem de mekanik zorlanmalara karşı dayanıksızdır. Bu nedenle, işi eğer özetlersek aşağıdakilere dikkat edilmesi gerekmektedir.

  • Mümkün olan en düşük akım şiddeti ile çalışmak
  • Akım şiddetine uygun, optimum bir gerilim ile çalışmak
  • Çok büyük çaplı elektrod kullanmamak. Büyük çaplı elektrod kullanılır ise akım şiddeti de artacağı için ısı girdisi direkt olarak artacaktır.
  • Kaynağı çok yavaş yapmak. Yavaş yapılan kaynak işlemi, ısı kaynağının gereğinden uzun bir süre metal üzerinde bulunmasına neden olur. Dolayısı ile parça aşırı ısınarak yapısı bozulabilir.

 

Kaynak ile ilgili Wikipedia sayfası için bu bağlantıyı inceleyebilirsiniz.

 

 

 

 

The post Kaynak Nasıl Yapılır ? appeared first on Metalurji & Malzeme Bilimi.

]]>
https://www.metalurjimalzeme.net/kaynak-nasil-yapilir/feed/ 0
Nipel Nedir ? https://www.metalurjimalzeme.net/nipel-nedir/ https://www.metalurjimalzeme.net/nipel-nedir/#respond Fri, 28 Jun 2019 21:57:06 +0000 https://www.metalurjimalzeme.net/?p=2259 Nipel Tanımı, Çeşitleri ve Kullanım Alanları Nipel, en temel tanımı ile genellikle tesisatlarda kullanılan ve boruları kaynaksız birleştirmeye yarayan bir bağlantı elemanıdır. Aslında ucuna erkek diş açılmış kısa kesilmiş boru olarak da adlandırılabilir. Nipel, diş kısımları yukarıdaki şekilden de görüleceği üzere dış kısımdadır. Yani erkek dişli olarak adlandırılır. Farklı varyasyonları olsa da genellikle, her iki ucunda diş ya da tek taraflı diş olanlar en genel kullanılan çeşitleridir. Dişler genellikle; BSPP ( paralel ), BSPT ( konik ) ya da NPT ( konik ) şeklinde açılır. Bağlanacakları boru ya da diğer bağlantı elemanları da aynı tip dişli olmalıdır. Nipeller kullanım yerlerine

The post Nipel Nedir ? appeared first on Metalurji & Malzeme Bilimi.

]]>
Nipel Tanımı, Çeşitleri ve Kullanım Alanları

Nipel, en temel tanımı ile genellikle tesisatlarda kullanılan ve boruları kaynaksız birleştirmeye yarayan bir bağlantı elemanıdır. Aslında ucuna erkek diş açılmış kısa kesilmiş boru olarak da adlandırılabilir.

Nipel Nedir ?

                                                 Altı Köşe Nipel

Nipel, diş kısımları yukarıdaki şekilden de görüleceği üzere dış kısımdadır. Yani erkek dişli olarak adlandırılır. Farklı varyasyonları olsa da genellikle, her iki ucunda diş ya da tek taraflı diş olanlar en genel kullanılan çeşitleridir. Dişler genellikle; BSPP ( paralel ), BSPT ( konik ) ya da NPT ( konik ) şeklinde açılır. Bağlanacakları boru ya da diğer bağlantı elemanları da aynı tip dişli olmalıdır.

Nipeller kullanım yerlerine ve basınç koşullarına göre boyutları değişmektedir. Nipel boyu genellikle çok uzun olmamakla birlikte maksimum 100 mm civarında üretilmektedirler. Buradaki önemli ve hayati hususların başında kullanım yerindeki basınca uygun nipel seçilmesi gelir. 

Yüksek basınçta kullanılacak parçalarda daha kalın malzeme kullanılmalıdır. Kullanılan boru hatları büyüdükçe, boru çapları da büyür ve dolayısı ile nipellerin çapı, uzunluğu ve kalınlığı da artmış olur.

https://www.theprocesspiping.com/nipple-as-pipe-fitting/

Nipel Çeşitleri 

Altıköşe Hortum Uçlu Nipel


Hortum uçlu nipel

Tek tarafında erkek diş mevcut olup, diğer tarafı hortum bağlanacak şekilde dizayn edilmiştir. Yukarıdaki şekilde görülen parçada, markalamasında 316 yazısını görebilirsiniz. Bu paslanmaz çelik olduğu ve kalitesinin de 316 olduğunu belirtmektedir.

Çift Taraflı Nipel

Çift Taraflı Nipel

Bu tip olanların altı köşe olanlarından farkı anahtar ile sıkılamamasıdır. Bunlarda da her iki tarafında diş mevcuttur. İç tarafında diş olan bağlantı elemanları ile birleştirilebilir.

Tek Taraflı Nipel

Tek Taraflı Nipel

 

Tek tarafında erkek diş mevcuttur. Diğer tarafı düz ya da kaynak ağzı açılmış şekildedir. Düz olan kısmı boruya ya da başka bir bağlantı elemanına kaynak ile birleştirilir.

Altı Köşe Çift Taraflı Tip

 

                          Altı köşe nipel

Her iki tarafında da erkek diş mevcuttur. Başka bir dişli bağlantı elemanına ya da diş açılmış herhangi bir boruya takılır. Altıgen anahtar ağzı, anahtar ile sıkıştırılması için yapılmıştır. Ölçü tablosu için bu bağlantıyı inceleyebilirsiniz.

Redüksiyon Tip 

Redüksiyon Nipel

 

Birleştirilecek boru ya da başka bir bağlantı elemanının çapları birbirlerinden farklı ise redüksiyon tip nipel kullanılması gerekmektedir. Örnek olarak, 2” bir boru, 1” bir boru ile birleştirilecek ise, ve bunların ucu dişli ise, 2” x 1” bir nipel kullanılması uygun olacaktır. Örnek ölçü tablosu için bu bağlantıyı inceleyebilirsiniz.


Nipel Malzemeleri

Çok büyük bir kısmı çelikten yapılmış olsa da, karbon çelik ( siyah malzeme ), paslanmaz çelik, galvanizli çelik, pirinç ya da bakır alaşımları en yaygınlarıdır.

Malzeme Seçiminde Dikkat Edilmesi Gerekenler

İster fabrikada, ister şantiyede isterse de ev tesisatlarında kullanılsın, genel olarak kullanılacak malzeme hattın malzeme kalitesi ile uyumlu ve aynı olmak zorundadır. Örnek olarak yapılan en büyük yanlışlardan biri, genel boru hattı karbon çelik olan bir sistemde paslanmaz çelikten imal edilen nipel kullanılmasıdır. Ya da bunun tam tersi de örnek verilebilir. Çünkü, paslanmaz çelik ile karbon çeliğin bir arada kullanılması, paslanmaz çeliğin kısa bir süre sonra korozyona uğramasına neden olacaktır.

Aynı mantıkla hareketle, bakır bir hatta yine bakırdan imal edilen bir bağlantı elemanı kullanılması gerekmektedir.

Paslanmaz çelik boruların kullanıldığı bir hatta, nipel kullanılması gerekiyorsa, burada seçilecek malzeme büyük önem taşımaktadır. Korozyona müsait bir ortam yok ise, 304L kalite paslanmaz çelik kullanılabiliyor iken, klor iyonlarının bulunduğu bir ortamda 316L kullanımı daha doğru olacaktır. Çünkü 316L kalitede, 304L kaliteye göre içerisinde Molibden bulunmaktadır. Bu da özellikle pitting korozyona karşı ve yüksek sıcaklığa dayanım sağlamaktadır. Ancak; her tesisatın sıcaklık, klor miktarı değişiklik gösterebileceği için bu seçimler yerlerini daha farklı alaşımlara bırakabilir. Duplex paslanmaz çelik kullanmak gibi.

Bu ürünler nerede kullanılacak olursa olsun, paslanmaz çeliklerin kalite seçimlerinin “ L “ olması büyük önem taşımaktadır. Çünkü bu malzemeler “ L  “ harfinden de anlaşılacağı üzere “ Low “ kelimesinin kısaltılmasından gelir. Yani Türkçe’de düşük anlamına gelir ve paslanmaz çeliklerde düşük karbon içeriğini belirtir. Düşük karbon bulunması, malzemenin mekanik özelliklerini iyileştirir. Özellikle kaynak işlemi yapılacak ise, düşük karbonlu malzemelerle çalışmak hem kaynakçıyı hem de mal sahibini üzmeyecektir. 

Nipel Kullanım Alanları

Apartman, ev ve iş yerlerinin su tesisatlarında bol miktarda kullanılmaktadır. Çok fazla kıvrım olan ulaşılması zor olan yerlerde, boruların kesilerek kullanılması gereken yerlerde ve vana gibi bağlantı elemanlarının borulara bağlanması gereken yerlerde kullanılırlar.

Manometre-Nipel Bağlantısı

Manometre Nipel Bağlantısı

Basınç ölçüm cihazları manometreler ya da regülatörlerin bağlantılarında kullanılmaktadırlar. Yukarıdaki fotoğraftan da görüleceği üzere, kolaylıkla sök-çıkar yapılabilmesi için bu tip bağlantı elemanları kullanılmaktadır.

Basınçlı kap imalatı yapan fabrikalarda, basınçlı tanklardan çıkışlarda kullanılabilmektedir. Bu çıkışlara boru ve flanşlı bağlantılar bağlanabileceği gibi, vanalar da bağlanabilir. Aşağıdaki şekilde görüldüğü gibi, dişi dişli bağlantısı olan vanalara, nipel bağlanabilmektedir.

Vana Bağlantıları

 

Nipel, manşon gibi bağlantı elemanlarının kullanılması, ilerde tesisatta yapılacak herhangi bir değişiklikte kolayca sök-tak yapılabilmesine olanak sağlar. Eğer sadece kaynaklı bağlantı kullanılır ise, bu tip bağlantıların kesilip sonra yeniden kaynatılması hem zaman hem maliyet hem de ustalık istemektedir.


Diş Tipleri

Bağlantı elemanlarında kullanılan diş yapıları genellikle BSP ya da NPT olarak adlandırılmaktadır. NPT – Nominal Pipe Threads , BSP – British Standartd Pipe olarak isimlendirilmektedir. BSP diş yapısı BSPP ve BSPT olarak ikiye ayrılmaktadır. 

Nipel Dişli Bağlantılar

Dişli Bağlantı Çeşitleri

Yukarıdaki şekilden de görüleceği üzere, BSPP dişli yapısında, dişler birbirlerine paralel olarak gitmektedir. Bu tip bağlantılarda sıkıştırma işlemi dişlerin sonuna kadar gidebilir. Sızdırmazlık sağlanması için diş sonuna pul ya da teflon conta sarılabilir.

Ancak; BSPT veya NPT dişlerde, paralellik söz konusu değildir. Bunlardaki “ T “ harfi Tapered anlamına gelir ve koniktir. Konik oldukları için de son dişe kadar sıkılmazlar. Her zaman sondan 3-4 adım boşta kalır. Yine de sızdırmazlık sağlanması için konik tiplere ( BSPT & NPT ) teflon bant uygulaması yapılabilir.

https://www.directmaterial.com/fittings-pipe-nipple

 

The post Nipel Nedir ? appeared first on Metalurji & Malzeme Bilimi.

]]>
https://www.metalurjimalzeme.net/nipel-nedir/feed/ 0
Buji Nedir ? https://www.metalurjimalzeme.net/buji-nedir/ https://www.metalurjimalzeme.net/buji-nedir/#respond Thu, 13 Jun 2019 06:36:14 +0000 https://www.metalurjimalzeme.net/?p=2224 Buji Nedir ? Görevleri Nelerdir ? Buji, benzinli araçlarda yanma odasında meydana gelen karışımı ateşlemek için kullanılan bir birimdir. Bu parça, aracın aküsünden aldığı elektrik enerjisini, silindir içlerine kıvılcım bırakarak, benzin – hava karışımını patlatarak motorun çalışmasını sağlar. Benzinli içten yanmalı motorlarda, buji motorun çalışmasını sağlayan en önemli parçalardan biridir. Dizel araçlarda buji bulunmamaktadır. İçten yanmalı motor yazımızda da göreceğiniz üzere, dizel araçlarda silindir içerisine alınan mazot ve hava yüksek basınç ve sıcaklık ile patlatılmaktadır. Zaten dizel araçlardaki çalışırken meydana gelen yüksek ses de bu yüksek basınç nedeni iledir. Temel olarak buji yapısına bakıldığında, metal bir kabuk içerisinde bir elektrot

The post Buji Nedir ? appeared first on Metalurji & Malzeme Bilimi.

]]>
Buji Nedir ? Görevleri Nelerdir ?

Buji, benzinli araçlarda yanma odasında meydana gelen karışımı ateşlemek için kullanılan bir birimdir. Bu parça, aracın aküsünden aldığı elektrik enerjisini, silindir içlerine kıvılcım bırakarak, benzin – hava karışımını patlatarak motorun çalışmasını sağlar.

Benzinli içten yanmalı motorlarda, buji motorun çalışmasını sağlayan en önemli parçalardan biridir. Dizel araçlarda buji bulunmamaktadır. İçten yanmalı motor yazımızda da göreceğiniz üzere, dizel araçlarda silindir içerisine alınan mazot ve hava yüksek basınç ve sıcaklık ile patlatılmaktadır. Zaten dizel araçlardaki çalışırken meydana gelen yüksek ses de bu yüksek basınç nedeni iledir.

Temel olarak buji yapısına bakıldığında, metal bir kabuk içerisinde bir elektrot bulunur. Bu elektrot porselen bir izolatör ile dışarıya karşı elektriksel olarak yalıtılmıştır. İşte bu elektrot silindir içerisindeki patlamayı sağlayan parçadır.

Buji

Buji

Buji İcadı

19. yy’da ilk içten yanmalı motorlar imal edilmeye başlandığında Etienne Lenoir silindir içerisindeki yakıt – hava karışımını patlamak için kıvılcım çıkaran bir cihaz icat etmişti. İşte bu cihaz modern makinelerde kullanılan bujilerin atasıdır. Temel prensip olarak halen aynı mantık çalışmaktadır. Tabi ki o döneme göre bujiler çok gelişmiştir.

Yine aynı yıllarda, Nikola Tesla ve Robert Bosch da ateşleme sistemleri ile ilgili patent başvuruları yapmışlardı. Yani bu ünlü isimler de bujilerin oluşmasına katkıda bulunmuşlardır.


Bujilerin Çalışma Prensibi

Buji, ateşleme bobinine bağlı halde bulunmaktadır. Ateşleme bobininden gelen akım, bujilerdeki  2 adet elektrodun arasındaki gerilimini arttırır. Bu gerilim genellikle 30.000 Voltlara kadar çıkabilmektedir. Bu aşamayı daha iyi anlayabilmeniz için lütfen ark nedir yazımızı inceleyiniz.

Ayrıca bujilerin nasıl çalıştığı ile ilgili faydalı bir video için bu bağlantıyı da inceleyebilirsiniz.

Benzin ve hava karışımının bir kıvılcımla patlatılması gerekmektedir. Önceki paragraflarda da bahsettiğimiz üzere, buji görevi tam olarak budur. Ancak; benzin ile hava karışımının kıvılcım ile patlatılabilmesi için bir akım oluşması gerekmektedir. İşte burada, voltaj o kadar yüksek olmaktadır ki ( 30.000 Volt ), hava bir süre sonra iyonize olur.

İyonize olan hava, akımı iletmeye başlar. İşte bu tıpkı kaynak işleminde görülen mavi ışığın kendisidir. Yani bujiler çalışırken ark oluşmaktadır. İşte oluşan bu ark, havayı çok sıcak bir hale getirerek havayı genleştirir. Her bir buji ark oluşumu, ufak bir patlama demektir. Günümüz motorlu araçlarında kullanılan bujiler dakikada binlerce kere bu işlemi yapmak üzere tasarlanmışlardır.

Buji İç Yapısı

Buji İç Yapısı

Bujilerde bulunan elektrotlar nikel alaşımlarından yapılmaktadır. Bunun nedeni yüksek sıcaklıklara ve korozyona dayanımdır. Orta elektrot içerisinde bakır çekirdek bulunmaktadır.

Buji Çalışma Prensibi

Buji ve Ateşleme Sistemi

Buji ve Ateşleyici Sistemin Açıklanması


Yukarıdaki detaylı şekile bakarsanız; bir içten yanmalı motorda kullanılan bujinin, hangi aşamalardan geçtikten sonra çalıştırıldığını daha rahat kavrayabilirsiniz.

Battery diye adlandırılan parça araçlardaki ” Akü ” dür. Aküden standart bir akım çekilir. Bu akım, Ignition Coil denilen parça içerisinden geçirilerek akım yüksek amper değerlerine çıkarılır. Bu parçanın adı ateşleme bobinidir. Ateşleme bobininden sonra yükseltilen akım, distribütöre geçer. Bu parça Türkçe’de de artık yer etmiş bir kelime olmasına rağmen tam Türkçe karşılığı ” Dağıtıcı ” dır. Yani; ateşleme bobininden gelen yüksek amperli akımı bujiler arasında dağıtır.

Bujilere gelen akım da, iki elektrot arasında gerilimi arttırarak voltajın çok yüksek değerlere çıkmasına neden olur ve ark oluşturur. Bu ark da kıvılcım yaratarak silindir içerisindeki benzin – hava karışımını ateşler-patlatır.

Buji Tipleri Nelerdir ?

Her ne kadar buji tiplerine etki etmese de, aşağıdaki şekilde bujilerde bulunan tırnak tiplerinin nasıl şekillerde olduğu gösterilmektedir.

Tırnak Tipleri

Tırnak Tipleri

Yeşil olan tırnak tipi, en ufak uçtur. Bu tip olanlarda kolay bir elektriksel deşarj olacağı için verimli bir akış sağlanacaktır. Ancak; tırnak alanı büyüdükçe elektriksel deşarj hususu zorlaşacaktır. Bu da bujinin verimini azaltacaktır. Kısaca, buji seçileceği zaman ince tırnaklı yani şekil uçlu şekildeki gibi olanların seçilmesi, daha verimli bir yanma sağlayacaktır.

Buji tırnak aralıkları genellikle 1.0 mm’den kısa olarak imal edilmektedirler. Ateşleme sistemine göre bu mesafe değişmektedir. Parçalar kullanıldıkça bu mesafe artabilir. Gerekli periyodik kontroller sonucunda, bujiler çıkartılarak bu mesafeler de ölçülebilir. Tırnak ölçüleri kontrol esnasında düzeltilebilir. Bu her kontrolde yapılması gerekir.

Gerektiğinden uzun tırnak uzunluğu ateşlemeyi geciktirebilir ya da hiç yaptırmayabilir. Bu da gerekli zamanlarda silindirlerde bazı ateşlemelerin olmaması anlamına gelir. Kusursuz çalışan içten yanmalı motorlarda her bir silindirin belirli zamanlarda yukarı aşağı hareket etmesi gerekir. Uygun patlama yapmayan bujiler araçlardan istenilen performansın alınamamasına ve yakıt sarfiyatının artmasına neden olurlar.

Sıcak – Soğuk Tip Bujiler

Sıcak - Soğuk Tip

Sıcak – Soğuk Tip Bujiler

Yukarıdaki şekilde ayrıca önceki paragrafta verilen video linkinden de anlaşılacağı üzere, bujilerin uç kısmında bulunan yalıtıcı porselenin ucun olduğu tip ” Sıcak “, kısa olduğu tip ise ” Soğuk ” tip bujidir.

Sıcak tip olanlarda, yanma odasında meydana gelen yüksek ısı enerjisi ve dolayısıyla oluşan sıcaklık, bujiyi daha fazla ısıtacaktır. Bu da çalışma verimini ve süresini düşürecektir. Yukarıdaki şekilde de görüleceği üzere, sıcak tip olanlarda ısı transferi düşük iken, soğuk olan ( kısa porselen ), ısı transferi yüksektir. Yani soğuk tip, bünyesinde oluşan fazla ısıyı daha iyi dışarıya atabilir. Kısaca soğuk tip olan bujiler daha verimlidir ve daha yüksek sıcaklıklarda çalışabilmektedir.

Bu nedenle soğuk tip bujiler, yüksek devirli çalışan motorlar, yarış motoru ya da spor arabalarda tercih edilirken, sıcak tip olanlar ise, klasik motosiklet ve günlük kullanım için olan düşük-orta performanslı otomobillerde kullanılmaktadır.

Çalışma Sıcaklığı

Bu parçaların belirli bir optimum çalıştığı sıcaklık aralığı vardır. Her motor ve her bujide bu değişken dahi olsa, genellikle 400 – 450 Santigrat derecenin üstünde çalışılır. Bunun temel nedeni, bu sıcaklığın altında bir çalışma olursa, parçaların uç kısımlarında kurum birikir. Bu kurum adı verilen pislikler, ateşlemeyi zaman zaman engellerler ve motorlarda sarsıntılı bir çalışma ve performans kaybına neden olabilirler.

450 Santigrat derecenin üstüne çıkıldığında ise, kurum oluşumu minimize edilmiş olur. Her araç için geçerli olmasa da 550-600 Santigrat dereceler genellikle bujilerin optimum çalışma sıcaklık değerleridir. 800 Santigrat derecenin üstüne çıkıldığında ise, bujilerde dengesiz çalışmalara neden olur. Bu da motorun sarsıntılı çalışmasına ve sonunda hasar almasına neden olacaktır.

Bujiler ile ilgili öncü bir firmanın internet sitesi için bu bağlantıyı inceleyebilirsiniz. Ayrıca Bosch bujiler ile ilgili ayrıntılı bilgileri bu bağlantıda bulabilirsiniz.

Özellikleri Nasıl Olmalıdır ?

Yüksek sıcaklıklarda çalıştıkları için, sıcaklık dayanımları çok iyi olmalıdır. Yine aynı şekilde yüksek sıcaklıklarda korozyona karşı dayanımları iyi olmalıdır.

Zor koşullarda çalıştığı bilindiği için, bu koşullara dayanıklı olmalı ayrıca yüksek gerilim ve akım ile çalışıldığı için herhangi bir yerinde kaçak olmamalıdır. Yani yalıtımları iyi yapılmış olmalıdır.

Yuvasına tam oturmalı, yani kullanılacak arabaya uygun boyutta buji seçilmelidir. Gaz kaçağına mahal vermemelidir. Bu nedenle sızdırmazlık pulu sağlam olmalıdır. Gaz kaçağı olması performans kayıplarına neden olur. Ayrıca, kaliteli ve zamanında kıvılcım oluşturmalıdır. Patlama zamanlarında bir gecikme yaşandığında motorlarda vuruntu oluşur ve araçlar güçten düşer.

Güçten düşen araçlar çok daha yüksek yakıt sarfiyatında bulunurlar. Bu nedenle, aslında en önemli olan, en iyi bujiyi kullanmak değil, aracınızın motor gücüne ve elektrik sistemine en uygun bujiyi seçmek olacaktır.

Wikipedia makalesine buradan ulaşabilirsiniz.

The post Buji Nedir ? appeared first on Metalurji & Malzeme Bilimi.

]]>
https://www.metalurjimalzeme.net/buji-nedir/feed/ 0
Krom Nedir ? https://www.metalurjimalzeme.net/krom-nedir/ https://www.metalurjimalzeme.net/krom-nedir/#respond Tue, 11 Jun 2019 11:57:48 +0000 https://www.metalurjimalzeme.net/?p=2205 Krom Nedir ? Temel Özellikleri Nelerdir ? Bu yazımızda krom nedir sorusunun cevabını sizlere elimizden geldiğince vermeye çalışacağız. Krom, simgesi ” Cr ” olan ve atom numarası 24 olan bir kimyasal elementtir. Paslanmaz çeliklerin ana alaşım elementidir ve paslanmaz çeliğin, paslanmazlık özelliğini veren temel elementtir. Genel olarak sert ve kırılgan bir yapıya sahip olan krom, gümüş – gri rengine sahiptir. Korozyona karşı çok dayanıklıdır. Paslanmaz çeliklere alaşım elementi olarak katılır ve yüzeyde krom oksit tabakası oluşturarak çeliği oksijenin paslandırıcı etkisinden korur. Parlatıldığında, ışığın büyük bir kısmını yansıtır. İyi bir zımparalama ve parlatma işleminden sonra neredeyse bir ayna kadar ışığı yansıtabilir.

The post Krom Nedir ? appeared first on Metalurji & Malzeme Bilimi.

]]>
Krom Nedir ? Temel Özellikleri Nelerdir ?

Bu yazımızda krom nedir sorusunun cevabını sizlere elimizden geldiğince vermeye çalışacağız. Krom, simgesi ” Cr ” olan ve atom numarası 24 olan bir kimyasal elementtir. Paslanmaz çeliklerin ana alaşım elementidir ve paslanmaz çeliğin, paslanmazlık özelliğini veren temel elementtir.

Paslanmaz Çelik

Paslanmaz Çelik

Genel olarak sert ve kırılgan bir yapıya sahip olan krom, gümüş – gri rengine sahiptir. Korozyona karşı çok dayanıklıdır. Paslanmaz çeliklere alaşım elementi olarak katılır ve yüzeyde krom oksit tabakası oluşturarak çeliği oksijenin paslandırıcı etkisinden korur. Parlatıldığında, ışığın büyük bir kısmını yansıtır. İyi bir zımparalama ve parlatma işleminden sonra neredeyse bir ayna kadar ışığı yansıtabilir.

Konu ile ilgili detaylı wikipedia sayfası için bu bağlantıyı inceleyebilirsiniz.

Krom ve Periyodik Tablodaki Yeri

Krom ve Periyodik Tablodaki Yeri

Kromun Periyodik Tablodaki Yeri

Yukarıda periyodik tablo görülmektedir. Bu tabloya göre, krom d-bloğunda geçiş metalleri içerisinde bulunur. 6. Grup ve 4. Sütuna bakarsınız 6b elementleri içerisinde görebilirsiniz. Atom numarası 24, standart atom ağırlığı ise 52 olarak belirlenmiştir.

Kristal yapısına bakıldığında KYM – Kübik Yüzey Merkezli bir yapıya sahip olduğu görülmektedir. Bu da şekil verilebilme kabiliyetinin KHM – Kübik Hacim Merkezli olan elementlere göre daha düşük olduğunun kanıtıdır. Kübik Yüzey Merkezli olan elementlere örnek olarak, Nikel, Alüminyum ve Bakır verilebilir. Hepinizin bildiği üzere bu metallerin plastik şekil değiştirme kabiliyetleri çok iyidir.


Krom ve Fiziksel Özellikleri

Fiziksel özelliklerini inceleyecek olursak eğer, krom bilinen en sert 3. elementtir. Bunlardan ilki ” C ” karbon yani Elmas olup diğeri ise Boron’dur. Bu kadar sert olması şekillendirilebilirliği olumsuz etkilemektedir. Bilinen Mohs sertliği 8.5 olup, kuvarsı bile çizebilmektedir.

Aynı bakır, magnezyum ve alüminyumda olduğu gibi, oksijenle birleşip yüzeyinde bir koruyucu tabaka oluşturmaktadır. Oluşturduğu krom oksit tabakası da korozyona karşı etkin bir koruma sağlamaktadır. Bu tabaka çok ince bir katmandır.

Saf krom yaklaşık 1900 santigrat derecede ergimeye başlamakta ve 2670 santigrat derecede ise kaynamaya başlamaktadır. Saf hali ile çok parlak bir görüntüye sahiptir ancak; paslanmaz çelik oluşturmak için diğer elementler ile birleştiğinde bu özelliği ortadan kalkmaktadır. En azından saf haline göre daha düşük bir ışık yansıtma kapasitesine sahip olur.

Mekanik özelliklerine bakacak olursak aşağıdaki sıralamayı görebiliriz. Çekme testi yapıldığında test sonuçları yaklaşık aşağıdaki gibi olacaktır;

Çekme Testi

Çekme Testi Grafiği

Çekme Dayanımı : 370 – 760 MPa

Akma Dayanımı : 245 – 285 MPa

arasında değişecektir.

 

Pasivasyon Tabakası


Daha önceki paragraflarda da bahsettiğimiz üzere, krom oksijenle temas ettiğince yalnızca birkaç molekül uzunluğunda yani çok çok ince bir koruyucu film tabakası ile kendini kaplar. Bu tabaka, oksijenin metalin iç kısımlarına ulaşmasını engelleyerek korozyon oluşumunu sıfırlar. Oluşan bu tabaka bir çok aside karşı da metali korur.

Bu tabaka oksijenle temas edildiğinde kendiliğinden oluşabileceği gibi, paslanmaz çeliklerde kaynak ile imalat yapıldıktan sonra asit ile yıkama işlemi ile sonradan da yapılabilir. İşte bu işleme paslanmaz çeliklerde pasivasyon denilmektedir. Bu işlem yapay olarak yapılarak paslanmaz çeliklerde bir pasivasyon krom oksit tabakası oluşturularak paslanmanın önüne geçilir.

Yüksek sıcaklıklarda çalışırken, bu metal hidrojen gevrekliğine sahip değildir. Yani hidrojene karşı bir zayıf noktası bulunmamaktadır. Ancak; nitrojene karşı savunmasız kalabilir. Bu nedenle nitrojen ve yüksek sıcaklık kromun yapısını bozmaktadır. Bu tip çalışma ortamlarından kaçınılmalıdır.

Doğada Var Olma

Krom, Dünya’da en fazla bulunan 13. element olarak kayıtlara geçmektedir. Volkanik patlamalar ya da krom oksit içeren kayaların parçalanıp ufalanması ile elde edilirler. Demir ve oksijene olan yüksek afinitesinden yani ilgisinden dolayı, madencilikte genellikle demir ve oksijenle bileşik halde bulunurlar. Kimyasal gösterimi FeCr2O4 şeklindedir.

Özellikle Türkiye’de bol miktarda bulunmaktadır. Geriye kalan 5’te 2’si ise Güney Afrika’da çıkarılmaktadır.

Üretim Aşamaları

Krom Formülleri

Krom İmalat Aşamaları

Önceki başlığımızda da açıkladığımız üzere, Dünya krom imalatının en büyük kısmını Güney Afrika sağlarken, geriye sırasıyla Kazakistan, Türkiye ve Hindistan kalmaktadır. Bu ülkeler o kadar çok imalat yapmaktadır ki, geriye Dünya üretiminin yaklaşık % 18’lik kısmı kalmaktadır. Dünya’daki imalatın çok büyük bir kısmı ferrokrom olarak yapılmaktadır.

Yukarıda görebileceğiniz formülasyonlar açıklanacak olursa;

Demir ve oksijen ile birleşmiş olan ” Cr “, yani ” Kromit “, sodyum karbonat ve oksijen ile reaksiyona girerek sodyum kromat bileşiğine dönüşür. Oluşan bu sodyum kromat, sülfürik asit çözeltisi ile reaksiyona sokulduğunda Na2Cr2O7 bileşiği ve su açığa çıkar.

Oluşan bu Na2Cr2O7 bileşik karbon ile reaksiyona girdiğinde Na2CO3 – Sodyum Karbonat ve CO – karbon monoksit gazı açığa çıkmakta, ayrıca ürün olarak da krom oksit oluşmaktadır. ( Cr2O3 ).

En son olarak da, krom- II-oksit alüminyum ile reaksiyona girerek alümina – Al2O3 ve saf Krom meydana gelir.


Krom ve Metalürji Uygulamaları

Metalürjik açıdan özellikle çeliklerde alaşım elementi olarak yaygın bir şekilde kullanılmaktadır. Sahip olduğu yüksek dayanım sayesinde, çeliğe eklendiğinde oluşturduğu bileşikler ile tane sınırlarında birikerek, malzemelerin dayanım ve sertliğini arttırır. Özellikle paslanmaz çelik imalatında kullanılan ” Ana Alaşım Elementi ” dir.

Bir çeliğin, paslanmaz olabilmesi için içerisinde minimum % 10 Cr elementi içermesi gerekmektedir. Paslanmaz çelikte bulunan Cr, oksit tabakası oluşturarak, oksijenin çelik içerisine daha fazla nüfuz etmesini engelleyerek paslanmasının önüne geçer. Paslanmaz çeliklerdeki, korozyon oluşmamasının temel nedeni bu şekildedir.

Yüksek hız takım çeliklerinde de, az bir miktar krom elementi katılmaktadır. Bu hem yüksek sıcaklıklarda şekil değişikliğinin önüne geçilmesi hem yüksek mukavemet hem de korozyon dayancı sağlar.

Krom kaplama ile ilgili video için bu bağlantıyı inceleyebilirsiniz.

Yüzey Kaplama Uygulamaları

Sadece alaşım elementi olarak değil, aynı zamanda yüzey kaplama uygulamalarında da Dünya’da çok kullanılmaktadır. Diğer yüzey kaplama metallerine göre çok daha stabil ve sağlam bir uygulama yapılabilmesi nedeniyle en çok uygulanan yüzey kaplama metalidir.

Krom Kaplama Jant

Krom Kaplama Jant

Elektro kaplama yöntemiyle uygulanan krom kaplama, malzemenin korozyon direncini arttırmaktadır. Ayrıca, ışığı çok iyi yansıtması ve düşük yüzey pürüzlülüğü sayesinde dekoratif amaçlarla kullanılabilir. Sektörde 2 tip kaplama vardır. Bunlardan bir tanesi ince, diğeri de kalın kaplama yöntemleridir. İnce kaplamalar genellikle dekoratif amaçlarla kullanılmaktadır. Kalın kaplamalar ise ” Sert ” kaplama olarak da bilinmektedir.

Sert Krom Kaplama

Sadece dekoratif kaygılardan dolayı değil, aynı zamanda çok yüksek 1000 HV sertlik değerlerine ulaşmak, aşınma ortamlarına dayanıklı malzemeler üretmek ve tabi ki korozyona karşı yüksek dayanım için sert kaplamalar uygulanabilmektedir. Bu ürünler genellikle makina sanayinde bol miktarda kullanılmaktadır.

Aşınma dayanımının yüksek olması istenen parçaların tamamının sert bir malzemeden yapmak maliyetli olacağı için, iç kısmı nipeten daha ucuz olan bir malzemeyi sert krom kaplama ile kaplarsak, hem maliyet yönünden daha ucuz bir çözüm bulunmuş olur hem de kaplama zamanla aşınır ise, kaplama yenilenerek uzun yıllar kullanılması sağlanır.

Renk Ham Maddesi Olarak Krom

Kurşun – II – Kromat denilen, PbCrO4 bileşiği, Dünya’da sarı renk için kullanılmaktadır. Çok yoğun bir renk verir ve genellikle sarı renk oluşturmak boyalarda pigment olarak kullanılmaktadır.

Okul Otobüsleri Renk Pigmenti

Sarı Krom Renk Pigment Kullanımı

Ancak; içerisinde yukarıda da belirtildiği üzere kurşun barındırdığı ve kurşunun da zehirli olması nedeniyle yerini organik pigmentlere bırakmıştır. Çünkü çevre ve sağlıkla ilgili endişeler, özellikle Avrupa’da yasaların bu konuda yasaklar getirmesin neden olmuştur.

Paslanmaz Çelikte Krom Karbür Oluşumu ve Korozyon

Paslanmaz çeliklerin kaynağında belki de en çok dikkat edilmesi gereken konu, CrC – KromKarbür oluşumunun engellenmesidir. Bu olay şu şekilde vuku bulmaktadır.

Krom Karbür Oluşumu

Paslanmaz çelik içerisinde bulunan Cr elementi normal şartlar altında tane içlerinde dağılmış şekilde bulunmaktadır. Ancak; kaynak sırasında yanlış işlem yapılması ya da yüksek karbonlu bir elektrot kullanılması neticesinde, Cr elementinin karbona olan afinitesinden dolayı karbon ile birleşerek, enerjisi yüksek olan tane sınırlarında yukarıdaki fotoğrafta olduğu gibi birikmektedir. Yukarıda tane sınırlarında oluşan siyah şerit CrC çökelmeleridir.

Bu durum paslanmaz çeliğin korozyona uğraması demektir. Çünkü, paslanmaz çeliğin ihtiyacı olan Cr, karbon ile bağlanıp etkisiz hale getirilmiş olur. Bunun önüne geçebilmek için, kaynak işlemi sırasında 600-800°C sıcaklık aralığını mümkün olduğunca hızlı geçmek, düşük karbon içerikli malzeme kullanmak gereklidir.

Değişik Kullanım Alanları

Manyetik Tape

Manyetik Tape

Manyetik Tape’lerde CrO2 kullanılmaktadır.

Katalizör Olarak Krom Kullanılması

Katalizör Olarak Kullanım

Kimyasal reaksiyonlarda katalizör olarak kullanılmaktadır. Katalizörler, kimyasal reaksiyonları hızlandıran maddelerdir. Yani bir reaksiyona girerler ve değişmeden çıkarlar. Ancak; reaksiyonu daha düşük enerji ile yapılmasını sağlarlar.

Kromun Pigment Olarak Kullanılması

Kromun Pigment Olarak Kullanılması

Yukarıdaki şekilde görüldüğü gibi bir çok renk oluşumunda pigment olarak kullanılmaktadır. Ancak; sağlığa zararlıdır.

Krom ve Sağlığa Etkileri

KromVI ( +6 ), insan sağlığına bir çok olumsuz etkisi vardır. Özellikle çelik endüstrisinde çalışan insanların sağlığını tehdit eder. Doğrudan temas ya da soluma halinde insanlarda meydana gelebilecek sağlık sorunları aşağıda listelendiği şekildedir ;

  • Cilt ve Deri Hastalıkları
  • Mide ve Bağırsak Rahatsızlıkları
  • Akciğer Kanseri
  • Solunum Problemleri
  • Bağışıklık Sisteminin Düşmesi

Önemli hatırlatma : Bu elementin metal hali çok düşük toksik ve zehirleyici etkisi varken, VI değerlikli olanlar yukarıdaki olayları meydana getirebilir.

 

 

 

 

The post Krom Nedir ? appeared first on Metalurji & Malzeme Bilimi.

]]>
https://www.metalurjimalzeme.net/krom-nedir/feed/ 0
Porselen Nedir ? https://www.metalurjimalzeme.net/porselen-nedir/ https://www.metalurjimalzeme.net/porselen-nedir/#respond Sat, 08 Jun 2019 16:21:29 +0000 https://www.metalurjimalzeme.net/?p=2175 Porselen Tanımı ve İmalatı Bu yazımızda porselen nedir sorusunun cevabını ayrıntıları ile cevaplayacağız. Porselen, 1200 – 1400 Santigrat derece arasında bir sıcaklığa sahip olan fırınlarda, genellikle içerisinde kaolin bulunan malzemelerden yapılan seramik malzemedir. Porselen dediğimiz seramik türünün sertliği, sağlamlığı ve yarı saydamlık özelliği esas olarak camsılaştırma ve bu yüksek sıcaklıklarda madde içerisindeki mineral mullit oluşumundan kaynaklanmaktadır. Bu konularda tanımlamalar çeşitli olmalarına rağmen, porselen 3 ana gruba ayrılır. Sert Porselen Yumuşak Porselen Çin Porseleni Bu malzemelerin ait olduğu grup, porselenin gövdesini yapmak için kullanılan macunun niteliğine ve yakılma koşullarına bağlıdır. Porselen Tarihte İlk Ortaya Çıkışı Porselen, Çin’de yaklaşık 2000 yıl kadar

The post Porselen Nedir ? appeared first on Metalurji & Malzeme Bilimi.

]]>
Porselen Tanımı ve İmalatı

Bu yazımızda porselen nedir sorusunun cevabını ayrıntıları ile cevaplayacağız. Porselen, 1200 – 1400 Santigrat derece arasında bir sıcaklığa sahip olan fırınlarda, genellikle içerisinde kaolin bulunan malzemelerden yapılan seramik malzemedir.

Porselen dediğimiz seramik türünün sertliği, sağlamlığı ve yarı saydamlık özelliği esas olarak camsılaştırma ve bu yüksek sıcaklıklarda madde içerisindeki mineral mullit oluşumundan kaynaklanmaktadır. Bu konularda tanımlamalar çeşitli olmalarına rağmen, porselen 3 ana gruba ayrılır.

  • Sert Porselen
  • Yumuşak Porselen
  • Çin Porseleni

Bu malzemelerin ait olduğu grup, porselenin gövdesini yapmak için kullanılan macunun niteliğine ve yakılma koşullarına bağlıdır.

Porselen Tarihte İlk Ortaya Çıkışı

Porselen, Çin’de yaklaşık 2000 yıl kadar önce ilk olarak ortaya çıkarıldı. Bir takım geliştirmeler yapıldı. Çin’den sonra yavaş yavaş Asya ülkelerinde yayılmaya başladı. Son olarak da Avrupa ve diğer Dünya ülkelerine yayıldı. Çanak çömleklere göre porselenin üretim süreci daha zorludur ve genellikle inceliği, dayanıklılığı ve beyaz rengi sebebiyle en prestijli seramik türü olarak kabul edilmektedir. Boya ve cila uygulaması ile iyi bir kombin oluşturur ve çok iyi şekillendirilebilir. Buradaki şekillendirme porselen oluşturulduktan sonra metallerde olanla karıştırılmamalıdır. Doğal yapısı gereği kırılgan olduğu herkes tarafından bilinmektedir.

İlgili özet bilgi için bu bağlantıyı inceleyebilirsiniz.

Çin Porseleni

Çin Porseleni

Fırınlanmadan önce macun kıvamında olduğundan dolayı istenilen şekil verilebilir. Bu sebepten dolayı sofra eşyaları, kaplar ve süs figürlerinde çok çeşitli dekoratif işlemler yapılmasına olanak sağlar. Sadece ev eşyaları değil, ayrıca teknoloji ve sanayi uygulamarı da mevcuttur.

Porselen Kelime Anlamı ve Temel Özellikleri


Porselen kelimesi yüzeyi deniz kabuğuna benzediği için eski İtalyanca’daki ” Porcellana – Deniz Kabuğu ” sözcüğünden gelmektedir. İlk olarak Çin’den ithal edilmesi sebebiyle İngilizce konuşulan bazı ülkeler porseleni Çin ya da kaliteli Çin olarak ifade etmektedirler. Porselenin özellikleri;

  • Yalıtkanlık
  • Basma Dayancı Yüksekliği
  • Sertlik
  • Düşük Tokluk
  • Beyaz Renk
  • Yarı Saydamlık
  • Isıl Şoka Karşı Dayanıklı Olması
  • Nihai Halinde Gözenek Bulunmaması.

 

Yarı Saydam Porselen

Yarı Saydam Porselen

Bazı Özelliklerinin Açıklaması

Bir çoğumuzun bildiği gibi porselenler, seramik malzemeler grubuna girmektedir ve bu tip malzemelerin doğal özelliği de genelde yalıtkan olmalarıdır. Buradaki yalıtkanlık özellikle elektriksel özelliktir. Yani elektrik iletkenliği düşük seviyededir. Bu da seramik malzemelerin elektriksel bazı cihazlarda yalıtkan olarak kullanılması anlamına gelmektedir.

Seramik – Porselen malzemelerin metallere göre artısı yüksek sertliğe sahip olmalarıdır. Sertliğin önemli olduğu durumlarda seramik ve porselen malzemeler kullanılabilir. Yalnız burada porselen ya da seramik olarak sadece evlerde kullanılan eşyaları düşünmeyiniz. Bu tip ürünler bizlerin gözle göremediği bir çok teknolojik cihazda ve sanayide kullanılabilmektedir.

Sertliğin getirdiği bir dezavantaj, diğer yazılarımızda da bahsettiğimiz üzere sertliğin yükselmesi ile meydana gelen tokluk direncinin düşmesidir. Tokluk, malzeme biliminde darbe dayancı olarak ifade edilir. Yani, seramik malzemeler, dolayısı ile porselen ve türevleri vurma – darbelere karşı dayanıksızdır.

Seramik malzemelerin genel olarak basma dayancı yüksektir. Yüzeylerinde gözenek ( sır tabakası nedeni ile ) olmaz. Ancak; iç yapılarında gözenekler mevcuttur ve herhangi bir basma kuvvetine maruz kaldıklarında bu gözenekler kapanma yolu ile esner ve ürünün hasar almasını engeller.

Yemek Sektöründe Kullanımı

Özellikle tabak – çanaklarda kullanımı bütün Dünya’da çok yaygındır. İmalat aşamasında yüzeyi sert bir sır tabakası ile kaplanır. Bu tabaka su emme özelliği olmadığından yüzeyde herhangi bir gözenek barındırmaz. Çok sert bir tabaka olduğu için çizilmez. Böylece yüzeyde gözle görülen ya da görülmeyen çizikler bulunmaması nedeniyle içerisinde bakteri oluşumu engellenir. Bakteri oluşumu olmadığı için de yemek sektöründe sağlıklı bir şekilde kullanılır. Yemeklerin saklandığı ya da yenildiği yerlerde mikro çatlaklar ya da çizikler var ise bakteriler bu alanlarda rahatlıkla üreyebilirler. Bu husus da insan sağlığı açısından son derece olumsuz bir durumdur.

Paslanmaz Çelik ile ilgili yazımız için bu bağlantıyı lütfen inceleyiniz.

Yukarıdaki paslanmaz çelik ile ilgili bağlantıda da görebileceğiniz üzere, özellikle gıda sektöründe kullanılan paslanmaz çeliklerde de yüzey pürüzlülüğü önemli bir parametredir. Aynı şekilde malzeme yüzeyinde çatlak ve gözenek olmaması bakteri oluşumunu engelleyen en önemli özelliklerden biridir. Yüzeyin parlak olması pürüzsüz olduğu anlamına gelir ve sağlık algısını pekiştirir.

Sert Porselen

İlk olarak Çin’den gelmiştir ve en iyi kategoriye sahip ürünlerin bazıları da bu kategori içinde yer alır. Avrupa’da ilk olarak Almanya’da Meissen kentinde üretilmiştir. Avrupa’da 18.yy başlarında ilk üretime başlayan Almanya bu konuda çeşitli denemeler yapmış ve doğru karışımı Kil – Feldspat – Kuvars ile yakalamıştır. Bu üçlü fırınlarda 1400 santigrat derecelere kadar pişirilmektedir. Sır tabakası uygulanması ile de kullanıma uygun hale gelmektedirler.

Avrupa’da imal edilen sert hamurlu porselenlerin çoğu;

  • Kaolinit,
  • Feldspat,
  • Kuvars ( Veya diğer silika formları )

bileşenlerinden imal edilmektedir.

Yumuşak Porselen

Yumuşak porselenler, sert olanlara göre daha düşük sıcaklıklarda fırınlanmaktadır. Yine Avrupa ‘lı üreticiler, Çin’i taklit etmek için kil ve cam tozu karışımları kullanmışlardır. Yer yer bu karışımlara kireç de eklendiği bilinmektedir. Bu ilk üretilen ürünler nispeten düşük kaliteliydi.

Oluşan bu düşük kaliteden memnun kalmayan hem tüketiciler hem de üreticiler formülasyonu değiştirme yoluna gittiler. Kuvars, feldspat kullanımı arttırıldı. Ayrıca düşük sıcaklıklarda fırınlandılar. Böylece yumuşak porselen ortaya çıkmış oldu. Ancak sert porselene oranla kullanımı daha düşük seviyelerde kalmıştır.


Porselen İmalat Aşamaları

Şekil Verme

Porselenlere şekil verme 2 yolla olur. Bunlardan birincisi çömlekçilikte kullanılan yöntemdir. Aşağıdaki şekilde görüleceği üzere, aynı çömlek yapımında kullanılan yöntemler porselen için de geçerlidir.

Porselen İmalatı

Porselen İmalatı

Diğer yöntem ise döküm yöntemidir. Bu yöntem halen porselenlerin şekillendirilmesinde en çok uygulanan yöntemdir.

Döküm Yolu İle Şekillendirme

Sır İşlemi Uygulaması

Şekillendirme işlemi sonrasında malzeme belirli bir sertliğe ve mukavemete erişmesi için fırınlarda 15-16 saat yaklaşık 1000 santigrat derecede pişirilir. Pişirme işleminden sonra ürünler sırlama işlemine hazır hale getirilir. Sırlama işlemine hazır hale getirilen ürünler, daldırma işlemi ile yüzeyleri sır tabakası kaplanır. Sır tabakası seramik bazlı alümina ya da silika katmanları ile meydana gelir. Bu işlemin aslında temel amacı mevcut gözenekli yapının kapatılması ve daha pürüzsüz ve göze hoş gelen görünüm içindir.

Sır işlemi ile ilgili video için bu bağlantıyı inceleyebilirsiniz.

Fırınlama İşlemi

Fırınlama İşlemi

Sır işlemi uygulandıktan sonra, yine yaklaşık 6 saat civarında 1400 santigrat derecede fırınlarda pişirme işlemi uygulanmaktadır. Bu işlem hem sırın tam olarak verimli olabilmesi hem de porselenin şeklini rijit olarak tam alması amacıyla yapılmaktadır. Ayrıca, doğal yapısı gereği meydana gelmiş olan gözenekler de bu işlem ile kapanır.

Wikipedia’nun konu ile ilgili bağlantısını inceleyebilirsiniz.

Porselen Diğer Kullanım Alanları

Elektriksel Yalıtım

Seramik malzemelerin fiziksel özellikleri gereği porselen de yalıtıcı bir özelliğe sahiptir. Özellikle yüksek voltaj uygulamalarında yalıtkan olarak kullanılan parçalarda porselenler bol miktarda kullanılmaktadır. Aşağıdaki fotoğraf bir çoğumuzun gözünün aşina olduğu genellikle trafolarda ya da santrallerde devasa büyüklükte görülen yalıtıcılardır.

Trafo Yalıtım Malzemesi

Trafolardaki Kullanım

İnşaat Sektörü

Fayans ve Yer Karoları

Porselen Fayans ve Yer Karoları

Yukarıdaki fotoğraftan da görebileceğiniz üzere, modern ve lüks yapılarda Dünya’nın bir çok yerinde porselen fayans kullanımı mevcuttur. Basma dayanımlarının iyi olması nedeniyle yerde basınca maruz kalacak şekilde rahatlıkla kullanılabilirler. Ancak; her ne kadar içlerindeki porlardan dolayı basınca dayanıklı olsalar da porselenlerin de bir seramik esaslı malzeme olduğu ve hiç bir zaman metaldeki darbe dayancına sahip olamayacağı unutulmamalıdır.

https://www.britannica.com/art/porcelain

 

 

The post Porselen Nedir ? appeared first on Metalurji & Malzeme Bilimi.

]]>
https://www.metalurjimalzeme.net/porselen-nedir/feed/ 0
Segman Nedir ? https://www.metalurjimalzeme.net/segman-nedir/ https://www.metalurjimalzeme.net/segman-nedir/#respond Thu, 06 Jun 2019 20:13:05 +0000 https://www.metalurjimalzeme.net/?p=2019 Segman Tanımı  Segman, içten yanmalı motor sistemlerinde halka şeklinde bulunan metalik esnek parçalardır. Pistonlarda bulunur. Segman, yanma odalarında meydana gelen gazın silindir ve piston arasından kaçışını engeller ve sızdırmazlık sağlar. Segman, sızdırmazlık sağladığı için yanma odasında oluşan basıncın düşmesini engeller böylece aracın verimliliği korunmuş olur. Segman, piston ile silindir arasındaki boşluğu kapatmaktadır. Bu parçalar ısıyı kontrol ederler ve oluşan ısı enerjisini silindir bloğunun duvarına iletirler. Böylelikle pistonların aşırı ısınmaları engellenmiş olur. Ayrıca, motor bloğunda bulunan silindir yuvalarının iç yüzeyini tamamen sıyırarak geçerler. Böylece yağlamayı kolaylaştırırlar. Aşağıdaki şekilden de göreceğiniz üzere, segmanlar pistonlardan biraz daha geniştir. Böyle olmaları sayesinde silindir bloğunu sıyırarak fazla

The post Segman Nedir ? appeared first on Metalurji & Malzeme Bilimi.

]]>
Segman Tanımı 

Segman, içten yanmalı motor sistemlerinde halka şeklinde bulunan metalik esnek parçalardır. Pistonlarda bulunur. Segman, yanma odalarında meydana gelen gazın silindir ve piston arasından kaçışını engeller ve sızdırmazlık sağlar.

Segman, sızdırmazlık sağladığı için yanma odasında oluşan basıncın düşmesini engeller böylece aracın verimliliği korunmuş olur. Segman, piston ile silindir arasındaki boşluğu kapatmaktadır. Bu parçalar ısıyı kontrol ederler ve oluşan ısı enerjisini silindir bloğunun duvarına iletirler. Böylelikle pistonların aşırı ısınmaları engellenmiş olur.

Ayrıca, motor bloğunda bulunan silindir yuvalarının iç yüzeyini tamamen sıyırarak geçerler. Böylece yağlamayı kolaylaştırırlar. Aşağıdaki şekilden de göreceğiniz üzere, segmanlar pistonlardan biraz daha geniştir. Böyle olmaları sayesinde silindir bloğunu sıyırarak fazla yağı da alarak yağların silindir blok duvarında yanmasını engellemektir. Bu olay halk arasında genellikle motorun yağ yakması olarak bilinir ve sebeplerinden biri de segmanların görevlerini tam olarak yerine getirememesidir.

Segman Yerleşimleri

Esnek malzemeden üretilmeleri gereklidir. Segman halka şeklinde üretilir ve bir ucu kesik durumdadır. Pistona takılırken bir ucu piston yüzeyindeki yuvaya oturtularak döndürülerek yerine takılır.

Segman Tam Olarak Ne İşe Yarar ?

Yukarıdaki şekli dikkatlice incelemenizi öneriyorum. Silindir bloğu içerisinde piston bulunmaktadır. Pistonun üst kısmında 2 adet kırmızı ve 1 adet de mavi renkte segman bulunmaktadır. İngilizce ” Ring ” denmektedir. Türkçe’de de bunun karşılığı yüzüktür. Aslında bu parçaları ucu kesilmiş bir yüzük olarak da düşünebilirsiniz. Normal şartlar altında pistona takılı şekilde 3 adet segman bulunmaktadır.

 

                  Segman Görüntüsü

Öncelikli olarak, silindir bloğunda yanma sonucu oluşan gazların piston ve silindir blok duvarından kaçmasını engeller. Gazların bloktan sızması sonucunda motor gücünde hissedilir bir güç kaybı yaşanacaktır. Ayrıca güç kaybı yaşayan sürücü, gaza daha fazla basacak ( istediği gücü elde edebilmek için ) ve yakıt sarfiyatını da arttıracaktır. Bu iki husus segmanların önemini bir kez daha bizlere göstermektedir.

Segmanlar ile ilgili yabancı dilde hazırlanmış ancak; faydalı bir video için bu bağlantıyı inceleyebilirsiniz. Bu video segman parçaları anlatılmasının haricinde İngilizce ” Blow-By ” denilen ve yanma odasında gerçekleşen yanma sonucunda oluşan gazların segmanlardan sızması olayını anlatmaktadır.

Hepimizin bildiği gibi araçlarda kullanılan motorlar metal parçalardır ve çok zorlu çalışma koşullarına dayanmak durumundadırlar. Parçaların kolay aşınmaması için hem uygun malzeme seçimi yapılmalı hem de parçalar arasında yağlama sağlanmalıdır. Motor çalışırken, piston silindir boşluğu içerisinde defalarca yukarı inip çıkar. Bu da aralarında sürtünmeye neden olup parçaların çabuk aşınmasına neden olur.

Yağ Filmi Tabakası Nasıl Sağlanır ?


Bu gibi durumlarda ince bir yağ tabakası eğer piston ile silindir bloğu arasında bulunur ise bu aşınma minimize edilmiş olacaktır. Bu nedenle segman, silindir bloğunu sıyırır ve belli bir kalınlıkta ince yağ filmi tabakası sağlar.

Yağ Tabakası

              Belli Kalınlıkta Yağ Filmi Oluşması

Yazımızın başında da bahsettiğimiz üzere, pistonlarda oluşan ısı enerjisini silindir bloğuna ileterek soğutma sağlar. Bu da parçaların yüksek sıcaklıktan kaynaklı çabuk aşınma sorununu ortadan kaldırır.

Piston ve Denge

Son olarak, piston ile silindir bloğu arasında bulunması nedeniyle çok hızlı yukarı aşağı hareket boyunca, pistonun dengeli bir biçimde silindirde hareket etmesini sağlar. Yani piston dengesini sağlar. Bu şekilde piston, silindir bloğuna çarpmaz. Herhangi bir hasar anında motor bloğunun çatlaması söz konusudur.

Wikipedia makalesi için bu bağlantıyı inceleyebilirsiniz.


Piston ve Silindir Arasında Boşluk Olmalı mı ?

Bu sorunun cevabı kısmı olarak ” EVET ” dir. Çünkü eğer çok sıkı geçmeli bir şekilde imal edilirler ise, motor çalışırken silindir bloğu içerisindeki piston, blok içerisinde takılabilir. Bunun sonucunda ise piston kırılır ve motor bloğu çatlar. Bu da geri döndürelemeyecek problemlere neden olur.

Bu nedenle imalat aşamasında piston ile silindirler birbirlerine çok sıkı geçmezler. Ancak; önceki paragraflarda da bahsettiğimiz üzere, sızdırmazlık sağlamaları gerekmektedir. İşte bu görevi segmanlar yapmaktadır. Pistona takıldıklarında hafif bir boşluk bulunmalı ve segmanlar pistondaki yerlerinde kendi etraflarında dönebilmelidirler. Bu dönme işlemini yapabilmeleri, sağlıklı çalışmaları açısından çok önemlidir.

Segman Malzemeleri

Bir otomobilin motoru düşünüldüğünde silindir ve pistonlar en çok aşınan ve en dayanıklı olması gereken parçalarıdır. Segman da silindir ile pistonlar arasında bulunduğu için, segman için seçilecek malzemenin bu ağır koşullara dayanması beklenmektedir. Bu özellikleri sıralayacak olursak eğer;

Segmanların imalatı için malzeme seçimi çok titiz yapılmalıdır. Çünkü özellikle en üstte bulunan kompresyon segmanı yaklaşık 600 Santigrad dereceleri bulan çalışma koşullarında mekanik özelliklerini bozmamalıdır. Bu özelliği nedeniyle alüminyum, kompozit malzemeler kullanımı direkt olarak elenir. Geriye 2 seçenek kalır. Bunlar çelik alaşımlar ya da dökme demir alaşımlarıdır.

Malzeme Seçimi

Eğer çelik kullanılacak ise, yay çelikleri doğru bir seçim olacaktır. Çünkü; yaklaşık 700MPa’lık bir çekme dayancının olması büyük gerilimlere dayanabileceği anlamına gelir. Çeliklerin dökme demirlere göre olan bir diğer üstünlüğü ise, şekil verilebilirlik kabiliyetleridir. Doğal yapıları gereği dökme demirler çeliklere göre daha kırılgan bir yapıdadırlar.

Segman malzemesi olarak dökme demir

       Dökme Demir Mikro Yapısı

Ancak; yine de segmanlar genellikle dökme demirlerden yapılmaktadırlar. Bunun temel nedenlerinden biri çeliğe göre fiyatının ucuz olmasıdır. Aynı şekilde, titanyum kullanılmamasının nedeni de yine fiyattır. Çünkü titanyum da segmanların kullanım şartlarına çok iyi dayanabileceği aşikardır. Dökme demir ile ilgili yazımız için bu bağlantıyı inceleyebilirsiniz.

Segmanların içerisinde en yukarıda bulunan birinci kompresyon segmanı, yanma odasına en yakın olan olduğu için yüksek sıcaklığa en dayanıklı olması gerekendir. Bu nedenle dökme demirden imal edilen parça kaplama yapılmalıdır. Bu kaplama malzemesi molibden olarak seçilebilir. Çünkü molibden yüksek sıcaklığa dayanıklılık sağlamaktadır.

Segman Kaplanması

İmalat malzemesi olarak dökme demir seçildikten sonra, bu ürünler olduğu gibi kullanılamazlar. Bunun nedeni demir elementinin doğal yapısı gereği korozyona uğrayabilmesidir. Bu nedenle öncelikle kaplama yapılması gerekmektedir. Çünkü oksijen, yüksek sıcaklık, yağ gibi bileşenlere maruz kalan dökme demir korozyona uğrayacaktır. Bunun önlenmesi için krom kaplama yapılabilmektedir.

Sadece krom kaplamak ile iş bitmemektedir. Çünkü, aşınma direncini arttırmak, korozyonun önünü kesmek, daha efektif bir yağlama sağlamak için kalay, molibden ve nikel gibi kaplamalar da segman yüzeylerine yapılabilmektedir. Segmanlar pistondaki yerlerine takıldıktan sonra, silindir duvarında çalışırken ilk aşamada çok yüksek aşınma olacaktır. Araçlardaki rodaj denilen ve parçaların birbirlerine alışması için söylenen terim buradan gelmektedir.

Segmanlar ile ilgili İngilizce olarak hazırlanmış ancak çok faydalı bir site için de bu bağlantıyı inceleyebilirsiniz.

Segman Yerleşimleri

Segman Yerleşimleri

              Yerleşim Pozisyonları

Yukarıdaki şekilden açıkça görüleceği üzere, her üç segman arasında 120 derecelik bir fark mevcuttur. Montaj esnasında segmanların kesik olan ağızları alt alta getirilmemelidir. Çünkü eğer alt alta gelirse, yağ veya gaz sızıntısı meydana gelir ve güç kayıpları yaşanır. Önceki paragraflarda da bahsettiğimiz üzere, bu parçalar pistonlara çok az boşluklarla takılır ve motor çalışması sırasında kendi etraflarına dönerler. Ancak; dönme açıları hemen hemen aynı olduğu için üç kesik tarafın da alt alta gelme ve uzun süre o şekilde kalma ihtimalleri zayıftır. Özellikle sanayide segman montajı yapılırken bu hususlara çok dikkat edilmelidir.

Bir ucunun kesip olmasının nedeni hem esnek olması hem de pistona rahatça takılabilmesi içindir. En alttaki ring, fazla yağı atmak için de kullanılır. Buradan süzülen yağ aşağı doğru süzülerek kartere geçer. Ancak; imalat kolaylığı açısından genellikle küt kesim olarak tercih edilmektedirler.

 

 

 

 

The post Segman Nedir ? appeared first on Metalurji & Malzeme Bilimi.

]]>
https://www.metalurjimalzeme.net/segman-nedir/feed/ 0
Altın Nedir ? https://www.metalurjimalzeme.net/altin-nedir/ https://www.metalurjimalzeme.net/altin-nedir/#respond Thu, 30 May 2019 20:14:41 +0000 https://www.metalurjimalzeme.net/?p=1860 Altın Özellikleri Altın, sembolü Au ( Latince:aurum) olan bir kimyasal elementtir ve altın atom numarası 79’dur. Bu özelliğinden dolayı Au, doğal bir şekilde oluşan en yüksek atom numarasına sahip elementlerinden biridir. En saf halinde altın; parlak, hafif kırmızımsı sarı, yoğun, yumuşak, şekillenebilen ve esnek bir metaldir. Kimyasal açıdan, altın bir geçiş metalidir ve 11. Grup elementidir. Dünya altın konseyinin web sayfası için bu bağlantıyı inceleyebilirsiniz. Altın Nerelerde Bulunur ? En az reaktif kimyasal elementlerden biri olan altın, normal koşullar altında katı haldedir. Genellikle doğal formunda külçe veya tane olarak kayalarda, madenlerde ve alüvyon birikintilerinde meydana gelir. Doğal gümüş elementi ile

The post Altın Nedir ? appeared first on Metalurji & Malzeme Bilimi.

]]>

Altın Özellikleri

Altın, sembolü Au ( Latince:aurum) olan bir kimyasal elementtir ve altın atom numarası 79’dur. Bu özelliğinden dolayı Au, doğal bir şekilde oluşan en yüksek atom numarasına sahip elementlerinden biridir. En saf halinde altın; parlak, hafif kırmızımsı sarı, yoğun, yumuşak, şekillenebilen ve esnek bir metaldir. Kimyasal açıdan, altın bir geçiş metalidir ve 11. Grup elementidir.

Dünya altın konseyinin web sayfası için bu bağlantıyı inceleyebilirsiniz.

Altın Nedir
                                                                                            Altın Taneleri

Altın Nerelerde Bulunur ?


En az reaktif kimyasal elementlerden biri olan altın, normal koşullar altında katı haldedir. Genellikle doğal formunda külçe veya tane olarak kayalarda, madenlerde ve alüvyon birikintilerinde meydana gelir. Doğal gümüş elementi ile seri halinde katı çözelti (Au ve gümüş alaşımı) ve ayrıca doğal bir şekilde gümüş ve paladyum ile alaşım halinde oluşur.  Nadiren de olsa mineral hali ile de bulunabilir.

                                                                                                 Maden

Altın ve Kimyasal Dayanımı

Altın bilinen bir çok aside karşı dayanıklıdır. Ancak; kral suyu diye adlandırılan çok güçlü bir asit karşısında dayanıksızdır ve içerisinde çözülebilir. Kral suyu, nitrik asit ve hidroklorik asit çözeltisidir. Gümüş ve adi metalleri çözebilen nitrik asit içerisinde çözülemez. Bu yöntem “ asit testi “ terimini meydana getiren metallerde altının varlığını saptamak ve altını işlemek için uzun zamandır kullanılan bir özelliktir.

Altın Asit Testi
                                                                                                        Asit Testi

Au aynı zamanda madencilik ve elektro kaplamada kullanılan siyanürün alkali çözeltilerinde çözünür. Amalgam alaşımını şekillendirilen civada çözünür fakat; bir kimyasal reaksiyon değildir. Amalgam genellikle dişçilik sektöründe dolgu işleminde kullanılan bir alaşım olup kullanımı çok yaygındır.

Altın Diş

Altının Para Olarak Kullanılması

Nispeten nadir bir element olan altın, tarih boyunca madeni para, kuyumculuk ve diğer alanlarda kullanılan değerli bir metaldir. Altın para sistemi geçmişte bir para politikası olarak sıklıkla kullanılmıştır. Fakat; altın sikkelerinin para birimi olarak piyasaya sürülmesi 1930’lu yıllarda durmuştur ve 1971 yılından sonra itibari para sistemine geçilmesi amacıyla dünya para sisteminden kaldırılmıştır.

Altın Para

Kullanım Alanları

2015 yılından itibaren toplamda 186700 tonu yerin üzerinde, yani madenden çıkarılmış haldedir. Üretilen modern altının dünya tüketimi yaklaşık % 50’si kuyumculuk, %40’ı yatırım aracı ve % 10 ‘u da sanayi alanındadır. Hem yüksek oranda işlenebilirliği, yumuşaklığı, korozyona ve diğer çoğu kimyasal reaksiyonlara karşı dayanıklılığı hem de elektriği iyi iletmesi sebebiyle bilgisayar donanımlı olan tüm cihazlardaki korozyon dirençli elektrik bağlantılarında kullanımını sürdürülmesini sağlamıştır.

Korozyon ve dayanım ile ilgili makalemiz için bu bağlantıyı inceleyebilirsiniz.

Ayrıca kızılötesi perdeleme, renkli cam üretimi, altın varak ve diş onarımında da kullanılır. İlaç sektöründe de iltihap önleyici olarak halen kullanılmaktadır.

2017 yılından itibaren, yılda 440 ton ile Çin, açık ara farkla dünyanın en büyük üreticisi olmuştur.

altın üretimi

Altın ve Alaşımları

Çoğu metalin gri ve gümüş-beyaz bir renge sahip olduğu göz önünde bulundurulduğunda, hafif kırmızımsı sarı renktedir. Bu renk, metalin valans elektronları arasındaki plazma salınımlarının sıklığı ile ortaya çıkmaktadır. Bu, çoğu metal için sadece ultraviyole ile mümkün olabilirken, Au için durum daha farklıdır. Altın atomlarının etrafındaki yörüngeleri etkileyen bağıl etkiler sebebiyle gözle görülebilirler. Benzer etkiler, sezyuma da altın rengini katar.

Bakır ile ilgili yazımız için bu bağlantıyı inceleyebilirsiniz.

                                                                                               Kuyumculukta Kullanımı

Bilinen renkli alaşımları, bakır eklenerek var edilen 18 karat kırmızı altının belirginliğini oluşturur. Beyaz alaşımları üretilmesine rağmen, paladyum veya nikel içeren alaşımlar da kuyumculukta ticari anlamda önemlidir.14 karat Au – Cu alaşımının rengi bronz alaşımlar ile neredeyse aynıdır ve her ikisi de rozet üretimi için kullanılabilir. Beyaz alaşımları paladyum veya nikelden yapılabilirler. Sadece gümüş ile yapılan 14 ve 18 karat altın alaşımları yeşilimsi-sarı bir renkte görünür ve bu sebeple “yeşil altın” olarak adlandırılırlar. Mavi olanı demir ile alaşım yapılarak; mor renkte olanı ise alüminyum ile alaşım yapılarak imal edilebilir. Yaygın olmamakla birlikte, çeşitli kullanım alanları için manganez, alüminyum, indiyum ve diğer elementler eklenerek altının daha da sıra dışı renkleri üretilebilir.

Altın kaplama – PVD kaplama işlemi ile ilgili bilgi için bu bağlantıyı inceleyebilirsiniz.

https://www.youtube.com/watch?v=b88F-Sd35zA

Kolloidal tipi eğer tanecikleri küçükse kırmızı, daha büyük parçaları ise mavidir.

Altının Kimyası

Au, soy metallerin en güçlüsü olmasına rağmen, yine de bir çok çeşitli alaşımları şekillendirir. Alaşımlarda altının değerlik durumu -1’den +5’e değişiklik göstermektedir fakat Au(I) ve Au(III) ağır basmaktadır. Au içeren iyon olarak adlandırılan Au(I); tiyoeter, tiyolat ve üçüncül fosfinler gibi yumuşak ligandlar sebebiyle en yaygın oksitlenme durumundadır. Au(I) alaşımları genellikle doğrusaldır. Madende karşılaşılan altının çözünebilir hali olan  Au(CN)2 iyi bir örnektir. AuCI gibi iki bileşenli altın halojenürler, yine Au’da doğrusal koordinasyon içeren zikzak polimerik zincirleri oluştururlar. Altın bazlı bir çok ilaç Au(I) türevleridir.

Au(III)(aurik) yaygın bir oksidasyon durumudur ve altın(III) klorür Au2CI6 ile tanımlanır. Au(III) bileşiklerindeki altın atom merkezleri, diğer d8 bileşikleri gibi, hem kovalent hem iyonik karaktere sahip olan kimyasal bağlarla genellikle kare düzlemdir.

Reaksiyonları

Hiçbir sıcaklıkta oksijenle tepkimeye girmez ve 100 °C’ye kadar ozon saldırısına karşı dayanıklıdır.

Bazı serbest halojenler altınla reaksiyona girer. Donuk kırmızı bir ısıda Au(III) florür oluşturmak için florür tarafından kuvvetle aşındırılır. Toz şeklinde AuCI3 oluşturmak için 180 °C’de klorla reaksiyona girer. Au 140 °C’de altın(III) bromür oluşturmak için brom ile reaksiyona girer fakat mono iyodür oluşturmak için iyotla sadece çok yavaş bir şekilde reaksiyona girer.

Doğrudan sülfür ile tepkimeye girmez fakat klorür veya kloro-aurik asidinin seyreltik çözeltisi yoluyla hidrojen sülfür meydana gelerek Au(III) sülfür üretilebilir.

Bir amalgam oluşturmak için oda sıcaklığındaki civa içinde çözünür ve daha yüksek sıcaklıklarda diğer bir çok metal ile alaşımlar oluşturur. Bu alaşımlar sertliği ve diğer metalurjik özellikleri değiştirmek, erime noktasını kontrol etmek veya sıra dışı renkler yaratmak için üretilebilirler.

Altın ve Hidroklorik Asit
                                                                                                      Hidroklorik Asit

Çoğu asitten etkilenmez. Hidroflorik, hidroklorik, hidrobromik, hidriodik, sülfürik veya nitrik asit ile reaksiyona girmez. Selenik asit ile reaksiyona girer ve 1:3 oranında nitrik asit ve hidroklorik asit karışımı olan kral suyu ile çözünür. Nitrik asit metali +3 iyona kadar oksitler fakat bu durum yok denecek kadar azdır. Reaksiyonun kimyasal dengesi nedeniyle genellikle saf asitte tespit edilemez. Bununla beraber, hidroklorik asit veya kloroaurik asitle iyonlar uzaklaştırılırlar. Dolayısıyla daha fazla oksitlenmeye olanak sağlanır.

Bazlarla Tepkimesi

                                                                                                     Sodyum Hidroksit

Altın çoğu bazdan etkilenmez. Sulu, katı veya erimiş sodyum ya da potasyum hidroksit ile reaksiyona girmez. Buna rağmen, çözünebilir bileşikler yapmak için oksijen var olduğunda alkali koşullar altında sodyum ya da potasyum siyanür ile reaksiyona girer. Altının yaygın oksidasyon durumları +1(Au(I) veya altın içeren alaşımlar) ve +3(Au(III) veya aurik alaşımlar) içermektedir. Çözeltideki Au iyonları, indirgeyici faktör olarak başka bir metal eklenerek kolayca bölünür ve çökeltilir. Eklenen metal oksitlenir ve altının çözeltiden çıkarılmasını ve katı bir çökelti olarak geri kazanılmasını sağlayarak çözünür.

Altın imalatı ile ilgili faydalı bir video için bu bağlantıyı inceleyebilirsiniz.

https://www.youtube.com/watch?v=tOx0ED2ZMsw

Wikipedia bağlantısı için bu bağlantıyı inceleyebilirsiniz.

İmalat Yöntemi

Altın imalatı bir kaç yöntem ile yapılabilir. Şimdi bunlardan bir kaçını inceleyeceğiz.

Siyanür Yöntemi

Bu yöntem her ne kadar tavsiye edilmeyen bir yöntem olsa da, en verimli yöntemlerden biridir. Metalik Au oksitlendikten sonra siyanür çözeltisi içerisinde çözündürülür. Çözünme işlemi tamamlandıktan sonra metalik katı olan kısım diğer gereksiz katılardan ayrılarak elde edilir.

Türkiye’de belli başlı altın madenleri vardır. Bunlardan bazıları aşağıda listelendiği gibidir.

  • Efemçukuru Altın Madeni – İzmir
  • Kışladağ Madeni – Uşak
  • Çukuralan Madeni – İzmir
  • Kaymaz Madeni – Sivrihisar
  • Lapseki Madeni – Çanakkale
  • Kızıltepe Madeni – Sındırgı
  • Ovacık Madeni – Bergama
  • Mastra Madeni – Gümüşhane
  • Himmetdede Madeni – Kayseri
  • Bakırtepe Madeni – Sivas

Madenlerde bulunan cevherlerde altın oranı yüksek olanlarda büyük tanklar içerisinde çözelti halinde siyanürleme işlemi yapılır. Düşük olan Au oranlarında ise yığın liç işlemi uygulanmaktadır.

Miller ve Wohlwill Prosesleri ile Üretim

Altını saf elde etmek için Dünya’da kullanılan iki ana yöntem vardır. Bunlardan biri Miller diğeri de Wohlwill prosesleri olarak adlandırılırlar.

Miller yöntemine bakacak olursak eğer, Au kaynama derecesine geldiğinde üflenen klor gazı sayesinde ergiyik halde bulunan metal üstünde empürüteler cüruf olarak toplanır ve aynı dökümde olduğu gibi bu cüruf ergiyik metal üstünden temizlenir. Bu proses ile elde edilen altın % 99.4 dolaylarındadır.

Wohlwill yöntemi ise bir elektroliz olayıdır. Aşağıda konu ile ilgili ayrıntılı bir videoya ulaşabilirsiniz.

https://www.youtube.com/watch?v=hAkWMdrLXmo

Bu yöntemde videodan da görebileceğiniz üzere, tam saf olmayan bir Au çözelti içerisine daldırılır. Bu çözelti genellikle bir hidroklorik asit çözeltisidir. Çözeltiye akım verildiğinde Au, artı değerlikli olarak çözeltiye karışır ve – değerlikli olan katotta birikir. Bu proseste % 99.99 oranında saf altın elde edilmiş olur.

Altın özelliklerine sahip olan Platin ile ilgili yazımız için bu bağlantıyı inceleyebilirsiniz.

The post Altın Nedir ? appeared first on Metalurji & Malzeme Bilimi.

]]>
https://www.metalurjimalzeme.net/altin-nedir/feed/ 0
Manşon Nedir ? https://www.metalurjimalzeme.net/manson-nedir/ https://www.metalurjimalzeme.net/manson-nedir/#respond Mon, 27 May 2019 19:47:16 +0000 https://www.metalurjimalzeme.net/?p=1837 Manşon Nedir ? Manşon, boru tesisatlarında tüp ya da boruların birbirlerine kaynaklı veya kaynaksız ya da lehim ile birleştirilmesi için kullanılan bir bağlantı elemanıdır. https://sealexcel.com/blog/everything-you-need-to-know-about-pipe-coupling/ Manşon ve boru birbirlerine kaynak ile birleştirilebileceği gibi, manşon ve boru ucunun dişli olması ile de birleştirilebilir. Boru bağlantı elemanlarında manşon çok önemli bir yere sahiptir. Hem kullanımı kolaydır montajı için büyük bir ustalığa gerek duyulmaksızın uygulanabilir. Büyük endüstriyel projelerin borulamalarından tutun evlerimizdeki basit tesisat işlerinde bile manşon kullanımı çok yaygındır. Tesisatlarda kullanılan bütün boruların aynı metrajlı olmadığı aşikardır. Ayrıca tek bir borunun uzunluğunun yetmeyeceği yere, başka bir boru kesilerek manşon ile bağlanabilir. Manşonların çapları

The post Manşon Nedir ? appeared first on Metalurji & Malzeme Bilimi.

]]>

Manşon Nedir ?

manşon

Manşon, boru tesisatlarında tüp ya da boruların birbirlerine kaynaklı veya kaynaksız ya da lehim ile birleştirilmesi için kullanılan bir bağlantı elemanıdır.

https://sealexcel.com/blog/everything-you-need-to-know-about-pipe-coupling/

Manşon ve boru birbirlerine kaynak ile birleştirilebileceği gibi, manşon ve boru ucunun dişli olması ile de birleştirilebilir. Boru bağlantı elemanlarında manşon çok önemli bir yere sahiptir. Hem kullanımı kolaydır montajı için büyük bir ustalığa gerek duyulmaksızın uygulanabilir.

Büyük endüstriyel projelerin borulamalarından tutun evlerimizdeki basit tesisat işlerinde bile manşon kullanımı çok yaygındır. Tesisatlarda kullanılan bütün boruların aynı metrajlı olmadığı aşikardır. Ayrıca tek bir borunun uzunluğunun yetmeyeceği yere, başka bir boru kesilerek manşon ile bağlanabilir. Manşonların çapları büyüdükçe ve basınç sınıfları arttıkça kalınlıkları ve uzunlukları da artmaktadır.

Wikipedia manşon ile ilgili yazı için bu bağlantıyı inceleyebilirsiniz.

Nipel ile Manşon Arasındaki Farklar


Nipel ile manşon birbirleri ile karıştırılmamalıdır. Genellikle nipeller dış taraflarından dişli iken, manşonların dişleri iç kısımdadır. Yani manşonlarda dişi dişli vardır. Buna bağlanacak boru da erkek dişli açılması gerekmektedir. Yani borunun dışına diş açılmalıdır. Konu ile ilgili detaylı bilgi için bu bağlantıyı inceleyebilirsiniz.

Borulamalardaki en önemli bağlantı elemanlarından flanş ile ilgili yazımız için bu bağlantıyı inceleyebilirsiniz.

manşon ve nipel
Altı Köşe Nipel

Redüksiyon Manşon Nedir ?

Birbirleriyle bağlanacak olan boru ya da tüpler eğer aynı çapta değiller ise, tek tip bir manşonla ( her iki tarafı da aynı çap ) bağlanmaları imkansızdır. Bu nedenle redüksiyon tip ile bağlanabilirler. Böylelikle büyük çaplı boru, manşonun büyük çaplı kısmına, küçük çaplı boru ise manşonun küçük çaplı kısmına bağlanabilir.

Redüksiyon Tip Manşon

Soket Kaynaklı

Dişli olmayan tipleri aşağıdaki şekilde olduğu gibi soket kaynaklı yapıda imal edilip kullanılmaktadır. Bu tip olanlarında boru da, fittings de dişli değildir. Manşon içerisine boru girer ve girdiği yere kaynak yapılır.

Soket Kaynaklı Tip

Manşon Kullanım Faydaları

Sizlerin de bildiği üzere fabrikalarda çoğunlukla olmak üzere evlerimizde bile zaman zaman tesisatların değişmesi gerekebilmektedir. Eğer tesisat değişimi zorunlu olduysa, bağlantı elemanlarının dişli olarak seçilmesi boruların kolaylıkla döndürülerek çıkarılıp yerlerine yeni boru takılması ile sonuçlandırılır.

Fabrikalarda herhangi bir depolama tankı ya da makineye giden borulama hattının yeri değişmesi icap ederse yine aynı işlem uygulanabilir. Bu nedenle dişli manşon kullanımı uzun vadede kolaylık sağlar. Çünkü kaynaklı imalat yapıldığında hem malzemelerin yapısı bozulacak hem de herhangi bir malzeme değişimi ya da borulamanın yön değişimi söz konusu olur ise kesip çıkarmak gerekecektir. Bu da hem zaman hem de maliyet anlamına gelir.

Petrol – Doğalgaz santrallerinde çok kullanılan bir diğer bağlantı elemanı olan redüksiyon için bu bağlantıyı inceleyebilirsiniz.

Ölçüler

Soket Kaynaklı Tip Manşon

soket kaynaklı manşon

American Society of Mechanical Engineers – ASME B16.11 standardına göre dövme fittingslerin ölçüleri aşağıdaki tabloda verilmiştir.

Ölçü Tablosu


Bu tabloda göreceğiniz – B – ölçüsü soket kaynaklı bir manşonun çap genişliğidir. Burada bu tabloyu açıklamak için bir örnek vermek faydalı olacaktır. Tabloda nominal boru çapı 1” olarak belirtilen fittings için çap bir aralık halinde verilmiştir. Bu değer : 33.9 – 34.3 mm arasındadır. Amerikan standartlarına ( ASME ) ‘ye göre çalışan kişiler bu ölçüleri yakından tanır. 1” ( parmak ) boru dış çapı ASME’ye göre 33.4 mm’dir. Ağız çapının 33.9 – 34.3 mm arasında değişmesinin nedeni 33.4 mm çapındaki borunun bu deliğe girerek kaynatılabilmesidir.

Teknik resimde görülen – D – ölçüsü ise kaynak yapılacak borunun içeri oturacağı kısımdır. 1” Boru 3000 LB Basınç sınıfı bir manşon için tablodan da görüleceği üzere bu değer 25.9- 27.4 mm arasında değişmektedir. D değeri küçüldükçe, oraya girecek olan borunun et kalınlığı artacaktır.

Et Kalınlığı

Soket Kaynaklı Manşon

Yine aynı teknik resme bakıldığında  – C – ölçüsü görülmektedir. Bu ölçü et kalınlığını temsil etmektedir. 3000 LB – 6000 LB – 9000 LB olarak farklı basınç sınıfları mevcuttur. Tablodan da görüleceği üzere basınç sınıfı değeri arttıkça, C, yani et kalınlığı da artmaktadır.

-C- Et Kalınlığı Değerleri

Bu değerler dizayn aşamasında mühendislerce belirlenen ve içerisinden geçen akışkanın meydana getireceği basınca dayanacak şekilde tasarlanmıştır.

Borulama ile ilgili bir diğer bağlantı elemanı olan dirsek için bu bağlantıyı inceleyebilirsiniz.

Dişli Tip Manşon

Dişli Tip Manşon
Dişli Tip

Bu fittingslerin ölçüleri de yukarıdaki şekilde gösterildiği gibidir. Ölçüler aşağıdaki tabloya göre kontrol edilmektedir. B ölçüsü, olması gereken minimum diş boyunu göstermektedir. L2 ölçüsü ise efektif diş boyudur. Açılacak diş boyu B ölçüsünden kısa olmamalıdır. Soket kaynaklı olan ölçüsüne baktığımız manşonun bu sefer de dişli tipine bakacağız.

1” Dişli tip 3000LB için;

D ölçüsü : 44 mm olmalıdır. (6000 LB olan 57 mm olduğu görülmektedir. Bu da basınç sınıfı arttığında et kalınlığının da arttığını göstermektedir. )

Minimum açılacak diş uzunluğu – B ölçüsü – 14.7 mm olacaktır. Önerilen efektif diş ölçüsü ise 17.3 mm olarak belirlenmiştir. İstenen diş uzunluğuna uyulması gerekmektedir. Gerekenden kısa diş ölçüsü boruların sağlam bağlanmamasına neden olarak sızıntılara ya da kaçaklara neden olacaktır.

Dişli tip manşon kullanılacak ise borunun da dış yüzeyine belli bir uzunlukta diş açılmalıdır. Boruda erkek tip diş olmalıdır yani dış kısmında diş olmalıdır.

Diş Açılmış Boru

Boru Bağlantı Elemanları ile ilgili faydalı bir video için bu bağlantıyı inceleyebilirsiniz.

https://www.youtube.com/watch?v=FH_IA8RO7iM


The post Manşon Nedir ? appeared first on Metalurji & Malzeme Bilimi.

]]>
https://www.metalurjimalzeme.net/manson-nedir/feed/ 0
Platin Nedir ? https://www.metalurjimalzeme.net/platin-nedir/ https://www.metalurjimalzeme.net/platin-nedir/#respond Sun, 26 May 2019 13:44:44 +0000 https://www.metalurjimalzeme.net/?p=1801 Platin kimyasal bir element olup periyodik tabloda Pt simgesi ile gösterilmektedir. Rengi gümüş – beyaz ve kimyasal olarak aktif bir metal değildir. Yani platin korozyona karşı çok iyi bir dayanç gösterir. Bu dayanımı yüksek sıcaklıklarda da stabildir. Gevrek bir yapısı yoktur. Sünek olup şekil verilebilme kabiliyeti gayet iyidir. Değerli metaller statüsünde olup, İspanyolca – platino – kelimesinden türetilmiştir. İspanyolca’dan gelmesinin nedeni platin ile ilgili yapılan ilk çalışmaların Avrupa’da İspanya’da yapılmasından kaynaklı olduğu düşünülmektedir. Platin ve Periyodik Tablo Özellikleri Platin, periyodik tabloda d bloğunda, 6. periyotta ve 10. grupta bulunur. Geçiş metalleri arasında yer alır. Yukarıdaki periyodik cetvele bakılır ise sağ

The post Platin Nedir ? appeared first on Metalurji & Malzeme Bilimi.

]]>
Platin kimyasal bir element olup periyodik tabloda Pt simgesi ile gösterilmektedir. Rengi gümüş – beyaz ve kimyasal olarak aktif bir metal değildir. Yani platin korozyona karşı çok iyi bir dayanç gösterir. Bu dayanımı yüksek sıcaklıklarda da stabildir.

Gevrek bir yapısı yoktur. Sünek olup şekil verilebilme kabiliyeti gayet iyidir. Değerli metaller statüsünde olup, İspanyolca – platino – kelimesinden türetilmiştir. İspanyolca’dan gelmesinin nedeni platin ile ilgili yapılan ilk çalışmaların Avrupa’da İspanya’da yapılmasından kaynaklı olduğu düşünülmektedir.

Platin ve Periyodik Tablo Özellikleri

Periyodik Tablo

Platin, periyodik tabloda d bloğunda, 6. periyotta ve 10. grupta bulunur. Geçiş metalleri arasında yer alır. Yukarıdaki periyodik cetvele bakılır ise sağ tarafında 79 atom numarasına sahip Altın ile, sol tarafında ise 77 atom numarasına sahip iridyum bulunur.

Atom ağırlığı 195, atom numarası 78 dir. Doğal olarak 6 adet izotopu bulunmaktadır.

Periyodik tablo ile ilgili çok güzel bir site için bu bağlantıyı inceleyebilirsiniz. Ayrıca soy metaller ile ilgili detaylı bilgi için wikipedia’nın ilgili sayfasına bu bağlantıdan ulaşabilirsiniz.

Platin Doğada Bulunma Şekli Nasıldır ?


Platin yer yüzünde bulunan en nadir elementlerden biridir ve değerli metaller sınıfına girmesinin en önemli nedenlerinden biri de budur. Dünya’da en fazla Güney Afrika’da çıkarılıp işlenmektedir ki bu oran Dünya platin üretiminin % 80’ine denk gelmektedir. Dünya’da çok az bulunmasından dolayı yılda bir kaç yüz tondan fazla çıkartılıp işlenemez.

Platin Madeni İşçileri - Güney Afrika
Güney Afrika Platin Maden Çalışanları

İlk paragrafta da bahsettiğimiz üzere, fiziksel ve kimyasal özellikleri bakımından eşsiz olması nedeniyle çok değerli bir metal olan platin, soy metaller sınıfına da girebilmektedir. Çünkü, yüksek sıcaklıklarda bile korozyona olan mükemmel dayancı onun çok özel işlemlerde kullanılmasına olanak sağlar.

Platinin yer kabuğundaki konsantrasyonu 0.005 ppm’dir. Genellikle nikel ve bakır bileşiklerinde kükürt ile birleşik halde madenden çıkarılmaktadır. Daha sonra gerekli işlemlerden geçirilerek platin elde edilir. Elde edilirken açığa çıkan diğer bir metal ise paladyumdur. Doğada en çok kükürt, paladyum, nikel, bakır, arsenik, tellür ile bileşik halinde bulunmaktadır.

Güney Afrika haricinde, Kanada, Amerika, Rusya ve Hindistan’da da cevherleri bol miktarda bulunmaktadır.

Platin ve Genel Kullanım Alanları

Platin diğer metallerde olduğu gibi çok çeşitli yerler fazla miktarda kullanılmaz. Bunun nedeni, üstün özelliklerinin olması ve fiyatının da demir cevherinden çok daha pahalı olması nedeniyledir. Gerektiği yerde gerektiği kadar kullanılmalıdır. Çünkü, Dünya’daki platin ihtiyacı kadar rezervlerimiz ne yazık ki bulunmamaktadır.

Katalitik Konvertörde ve Platin
Katalitik Konvertör

Araçların egzoz sistemlerinde bulunan katalitik konvertörlerde kullanılır. Katalitik konvertörler araçlarda tam olarak yakılamayan hidrokarbon bileşiklerini yakmak için kullanılırlar. Araçlarda kullanılan yakıt hücrelerinde oksijeni indirgemek için kullanılmaktadır.

Bir çok laboratuvar ekipmanında, elektrik – elektronik parçaların imalatında, dişçilik ve özellikle kuyumculukta bol miktarda kullanılmaktadır.

Platinin Kuyumculuktaki Örnekleri
Platin Yüzük

Platin ve Tıbbi Uygulamalar

Mühendislik ve metalurji bilimi ile yakından ilgili olmayan bir çok kişi tarafından adının bilinmesinin temel nedeni, biyomalzemeler olarak adlandırılan bir çok uygulamada kullanılmasıdır. Örneğin kemik kırılmalarında platin takılması olgusunu bir çok insan duymuştur. Aşağıdaki röntgen filminde daha açık renkte görülen kısım platin uygulamasıdır. Genellikle kemiğe vida-çivi gibi aparatlarla bağlanarak vücuda adapte edilir.

Platin ve Kemiğe Uygulanması
Kemiğe Yapılan Platin Uygulaması

Ayrıca platin elementi içeren bir çok bileşen de, kanser tedavisi – kemoterapide çok miktarda kullanılmaktadır.

Dişçilik uygulamalarında, köprü uygulamasının yapılmadığı ya da tercih edilmediği durumlarda daha uzun ömürlü olan implantlar kullanılmaktadır. Bu uygulama biraz acı verse de daha uzun ömürlü olup, yan taraftaki sağlam dişlere zarar vermeden uygulama kolaylığı sağlar. Aşağıdaki temsili şekilden de görüleceği üzere, vücuda kolay uyum sağlayan bir platin vida ile çene kemiğine bağlanarak uzun yıllar kullanımda problem çıkartmaz.

Platin ve Dişçilik Uygulamaları
Dişçilik Uygulamaları

Özellikle laboratuvar uygulamalarında da bol miktarda kullanılabilmektedir. Bunun nedeni yüksek sıcaklıklarda iletkenliğinde boyutlarında değişim olmaması ve korozyona karşı yüksek dayanımıdır. Özellikle 1000 santigrat derecenin üzerinde çalışılan bazı deneylerde destek üniteleri, elektrodlar ya da kablolarda kullanılmaktadır.

Plastin ve Laboratuvar Uygulamaları
Yüksek Sıcaklık Termal Analiz Deneyi

Korozyona olan yüksek dayanımı, yani paslanarak kütle kaybetmemesi, sıcaklık karşısında çok fazla ölçüsünün değişmemesi standart bazı uygulamalarda kullanılmasına olanak vermiştir. Örnek olarak 1900’lü yılların ortalarına kadar, bütün Dünya’nın kabul ettiği ” 1 Metre ” iridyum ve platin alaşımından elde edilmiştir. Bu alaşımda % 90 platinium kullanılırken % 10 iridyum kullanılmıştır.

Platin - İridyum Alaşımından Yapılmış Standart 1 Metre
Platin – İridyum 1 Metre

Ayrıca 2019 yılına kadar kilogram ( KG ) da bütün Dünya’da yine aynı alaşım olan ( platinium-iridyum ) dan yapılmıştır. Silindir şeklinde olan bu malzeme, Dünya’da standart haline gelmiş olup, kalibrasyon ve doğrulamalar bu aşağıda gösterilen malzemeye göre yapılmıştır.

Platin - İridyum Alaşımından Yapılmış Standart 1 Kilogram
Platin – İridyum Kilogram

Fiziksel Özellikler

Saf halinde bulunduğunda gümüş – beyaz renktedir. Şekil verilmesi gayet kolaydır ve sünek yapıdadır yani gevrek değildir. Altın, gümüş ve bakıra oranla çok daha yumuşak yapıdadır. Burada yumuşak olması malzemenin kolay şekillendirilebilmesi anlamında olup, negatif bir özellik olarak kullanılmamaktadır.

Mühendislikte bir malzemeye kolay şekil verilebiliyorsa, kullanım oranı da o oranda artmaktadır. Bir çok metalde korozyona dayanım belli ölçüde mümkündür ancak; iş sıcaklık yükseldikçe değişmektedir. Platine bakıldığında ise en güçlü özelliği yüksek sıcaklıkta korozyon dayanımının yüksek olmasıdır.

https://www.metalurjimalzeme.net/korozyon-nedir/

Platin, hidroklorik asit ve nitrik aside karşı dayanıklıdır. Bu da onun yine asit uygulamalarının olduğu yerlerde erimeden ya da korozyona uğramadan kullanılabilmesini sağlar. Vücut içerisinde kullanılabilmesinin bir diğer nedeni de budur. Çünkü vücudumuzun içi çok koroziftir. Yani eğer implantlar demir, çelik gibi metallerden yapılsaydı büyük ihtimalle paslanacağından dolayı implant takılan kişiyi öldürebilirdi. Ancak; platinde bu olay söz konusu değildir. Yıllarca paslanmadan vücudumuzun içerisinde bulunabilir.

Kimyasal Özelliker

Platin Atom Yapısı

Her metalin bir değerliği olduğu gibi bu elementte de en yaygın değerlik + 2 ve + 4 olarak belirlenmiştir. + 1 ve + 3 değerlikli hali ise daha az yaygındır. Metallerin belki de en temel özelliği, artı ( + ) değerlikli olmasıdır. Bir atomda ( + ) değerlik olması onun elektron verebildiği anlamına gelmektedir. Elektron ( – ) değerliklidir. Metal, elektron kaybettikçe artı ( + ) değerlik kazanır.

Bir metal elektron verebildiği kadar metaldir.

Bağ yaparak bu artı değerliği giderir ve stabil hale gelir.

Karbon monoksidin katalitik oksidasyonu sayesinde, kullandığımız araçlarda bulunan egzoz sistemlerindeki katalitik konvertörlerde platin kullanılmaktadır. Egzoz sistemlerinde katalitik konvertör ve oksijen sensörü ile ilgili yazımız için aşağıdaki bağlantıyı inceleyebilirsiniz.

Oksijen Sensörü Nedir ?

Platin Tarihi

Milattan önceki dönemlerde ilk olarak Mısır’da bulunmuştur. O tarihteki araştırmalar gösteriyor ki , altın ile birleşik halinde bulunan platin, dönem insanları tarafından fark edilememiştir. Mısır’ın Güney Afrikaya yakın konumundan dolayı bu taraflarda bulunması doğaldır.

Güney afrika haricinde de, Milattan önceki dönemlerde Kolombiya tarafınlarında saf halde olmasa bile, toz metalurjisi ile imal edilen platin bileşiklerine rastlanılmıştır.

Avrupa’ya bakıldığında ise 1500’lü yıllarda altın ile uğraşan işçilerin, altın içerisinde empürüte yani pislik olarak tanımladıklarına ilgili kayıtlardan ulaşılmıştır. Yani o dönemdeki bir çok kişi, platine aslında ulaşmış ancak onun değerini anlaması uzun yıllar almıştır.

1700’lü yıllara gelindiğinde ise, özellikle İspanya’da mineraller ile ilgili bir araştırma laboratuvarı dönem koşullarına uygun olarak kurulmuştur. Antonio De Ulloa tarafından resmi olarak keşfedilmesi 1750 ‘de olmuştur.

Platin Nedir
Antonio De Ulloa

Avrupa’da ilk keşfedildiği sırada ” Beyaz Altın ” olarak nitelendirilmiştir. Çünkü altın ile birleşik halde bulunmakta ve altın özelliklerini göstermekteydi. Özellikle korozyona karşı dayanıklı olması onu o dönemde değerli olarak nitelendirmiştir. Altından farkı ise, her ne kadar yumuşak bir metal bile olsa altına göre şekillendirilmesi biraz daha zordur.

Dönemde Çıkarılan Saf Platinlere Örnek

Platin ve Diğer Özellikleri

Malzeme bilimi ve mühendisliği açısından incelendiğinde, molekül yapısının kristal yapısı YMK – Yüzey Merkezli Kübik olduğu görülmektedir. Bakır ile ilgili yazımızdan da hatırlayabileceğiniz üzere, YMK – Yüzey Merkezli Kübik kristal yapılarında moleküllerin kayma düzlemleri HMK – Hacim Merkezli Kübik sistemlere göre daha fazla olduğu için, aynı bakırda olduğu gibi soğuk şekillendirme işlemleri daha kolay yapılabilmektedir.

Plastik deformasyon ile ilgili yazımız için bu bağlantıyı inceleyebilirsiniz.

Platin Kübik Sistemi
FCC – YMK – Yüzey Merkezli Kübik Kristal Sistemi
  • Isı iletkenliği, elektrik iletkenliği altına göre daha düşüktür. Altının elektronik parçalardan daha çok kullanılmasının temel nedeni de budur.
  • Akma dayanımı yani Young Modulü, altına göre daha yüksektir. Bu da malzemenin kalıcı şekil değiştirmeden elastik davranış göstermesinin temel nedenidir. Akma dayanımı ve çekme dayanımının yüksek olması platinin altına göre daha sert bir yapıda olmasının kanıtıdır. Young modulü ve çekme testi ile ilgili yazımız için bu bağlantıyı kullanabilirsiniz.
  • Vickers ve Brinell Sertlik değerlerini altın ile kıyaslarsak eğer, altının sertlik değerinin platinin yaklaşık yarısı olduğunu görürüz. Bu da daha önce de belirttiğimiz gibi, altının şekil verilebilirlik kabiliyetinin platine göre daha yüksek olduğunu gösterir. Sertlik bir bakıma çekme dayanımının da bir göstergesidir. Buradan hareketle, platinin çekme dayanımı ve akma dayanımı da altına göre yüksektir.
  • Son olarak ısıl genleşme durumu incelendiğinde, platin altına göre daha düşük bir ısıl genleşme katsayısına sahiptir. Bunun da anlamı şudur ; altın ve platine aynı değerde ısı verildiğinde altın daha fazla genleşecek olup, platin stabil yapısını koruyacaktır. Zaten bu nedenlerden dolayı, uluslararası standartlarda ” 1 Metre ” platin alaşımlarından yapılmıştır.

The post Platin Nedir ? appeared first on Metalurji & Malzeme Bilimi.

]]>
https://www.metalurjimalzeme.net/platin-nedir/feed/ 0
PVD Kaplama Nedir ? https://www.metalurjimalzeme.net/pvd-kaplama-nedir/ https://www.metalurjimalzeme.net/pvd-kaplama-nedir/#respond Sun, 03 Mar 2019 13:57:44 +0000 https://www.metalurjimalzeme.net/?p=1736 PVD Kaplama Neden Tercih Edilir ? PVD kaplama, yüksek aşınma dayanımı gerektiren yerlerde kullanılan metallerin yüzeylerinin kaplanmasıdır. Bu kaplama işlemi konvensiyonel yani geleneksel yöntemlerle olmayıp kaplama malzemesinin buharlaştırılıp, kaplama yapılacak malzeme yüzeyine yoğunlaştırılması ile elde edilir. En çok uygulanan kaplama işlemi Titanyum Nitrür ( TiN ) olmaktadır. PVD Kaplamaların % 90’ını bu işlem oluşturmaktadır. Örnek videoyu aşağıdan inceleyebilirsiniz. Bu yöntem uygulanırken dış atmosferden izole bir ortama ihtiyaç duyulmaktadır. Bu nedenle kapalı bir sistemde yapılır. Bu kapalı sistemde yüksek sıcaklık ve vakum vardır. Vakum uygulanmasının nedeni, buharlaştırılacak metalin, buharlaşma sıcaklığının düşürülmesidir. Böylelikle daha düşük sıcaklıklarda buharlaşma işlemi gerçekleştirilir. PVD Kaplama Nerelerde

The post PVD Kaplama Nedir ? appeared first on Metalurji & Malzeme Bilimi.

]]>

PVD Kaplama Neden Tercih Edilir ?

PVD kaplama, yüksek aşınma dayanımı gerektiren yerlerde kullanılan metallerin yüzeylerinin kaplanmasıdır. Bu kaplama işlemi konvensiyonel yani geleneksel yöntemlerle olmayıp kaplama malzemesinin buharlaştırılıp, kaplama yapılacak malzeme yüzeyine yoğunlaştırılması ile elde edilir.

En çok uygulanan kaplama işlemi Titanyum Nitrür ( TiN ) olmaktadır. PVD Kaplamaların % 90’ını bu işlem oluşturmaktadır. Örnek videoyu aşağıdan inceleyebilirsiniz.

TiN Kaplama İşlemi
Takım Çelikleri

Bu yöntem uygulanırken dış atmosferden izole bir ortama ihtiyaç duyulmaktadır. Bu nedenle kapalı bir sistemde yapılır. Bu kapalı sistemde yüksek sıcaklık ve vakum vardır. Vakum uygulanmasının nedeni, buharlaştırılacak metalin, buharlaşma sıcaklığının düşürülmesidir. Böylelikle daha düşük sıcaklıklarda buharlaşma işlemi gerçekleştirilir.

PVD Kaplama Nerelerde Kullanılır ?


PVD kaplama, ” Physical Vapor Deposition “, yani fiziksel buhar biriktirme anlamına gelmektedir. Bir önceki paragrafta da bahsettiğimiz üzere, aşınması zor olan malzeme buharlaştırılarak dayanım kazandırılmak istenen metal üzerinde yoğunlaştırılmaktadır. Bu şekilde yüzeyi kaplanan metaller, çok yüksek aşınma dayanımlarına sahip olurlar.

Geleneksel kaplama yöntemlerine göre çok ince bir film tabakası şeklinde uygulandığından dolayı, malzeme boyutlarını mikron mertebesinde değiştirirler. Bu nedenle de hassas toleransla çalışan yerlerde rahatlıkla kullanılırlar. Genellikle, mekanik, elektronik ve kimyasal uygulamalarda kullanılmaktadır.

Özellikle ince film kaplı güneş panellerinde bol miktarda kullanılmaktadır. Aşağıdaki bağlantıda güneş panelleri ile ilgili ingilizce bir makaleye ulaşabilirsiniz.

http://www.wikizeroo.net/index.php?q=aHR0cHM6Ly9lbi53aWtpcGVkaWEub3JnL3dpa2kvVGhpbi1maWxtX3NvbGFyX2NlbGw

Genel olarak aşağıdaki alanlarda uygulanmaktadır.

  • Havacılık ve Uzay Endüstrisi
  • Otomotiv Sektörü,
  • Aşınma dayanımının çok önemli olduğu kalıp sistemleri,
  • Takım Çelikleri
  • Kesme Takımları
  • Yumuşak Metaller
  • Saatler

Avantajları

  • Elektrokimyasal kaplamaya göre korozyon direnci daha yüksektir.
  • Yüksek sıcaklık dayanımı, yüksek çentik darbe dayancı elde edilebilmektedir.
  • Malzemenin tok, yüzeyinin ise sert ve aşınmaya dirençli olması istenen durumlarda kullanılabilmektedir. Aşınma ile ilgili yazımız için tıklayabilirsiniz.
  • Boyama ya da elektro kaplama işlemlerine göre çevreye daha az zararlıdır.
  • Bu işlemin yapılabilmesi için tek bir yöntem olmayıp, birden fazla yöntemle yapılabilmektedir.
  • Diğer yöntemlerden farklı olarak, kaplamanın tekrar tekrar sökülüp, yeniden uygulanabilme gibi bir avantajı vardır.

Dezavantajları

  • Çok yüksek sıcaklık ve basınçta işlemin uygulanması
  • Yüksek sıcaklık ve basınçtan dolayı kaplama işlemini yapacak personelin çok dikkatli olması gerekmekte,
  • İlk yatırım maliyetinin yüksek olması

PVD Yönteminde Diğer Uygulamalar

PVD Kaplama, özellikle paslanmaz çeliğin tipik rengi olan griyi, diğer renklerle değiştirmek için kullanılabilmektedir. Bir çok mimari uygulamada görebileceğimiz gibi, saatlerin kaplanmasında da uygulanabilmektedir. Örneğin saatlerin altın kaplanması ya da altın gibi görünmesine sebep olabilen pirinç kaplama da diğer uygulamalar arasındadır.

Son yıllarda elektronik aletlerin daha güzel gözükmesi için de kullanılabilmektedir. Aşağıdaki fotoğraftan da görülebileceği üzere PVD kaplama yöntemi ile, iPhone X modeli altın kaplama işlemi uygulanmıştır.

Paslanmaz çelik ile ilgili yazımız için aşağıdaki bağlantıyı kullanabilirsiniz…

https://www.metalurjimalzeme.net/paslanmaz-celik/

The post PVD Kaplama Nedir ? appeared first on Metalurji & Malzeme Bilimi.

]]>
https://www.metalurjimalzeme.net/pvd-kaplama-nedir/feed/ 0
Tozaltı Kaynağı Nedir ? https://www.metalurjimalzeme.net/tozalti-kaynagi-nedir/ Sat, 09 Feb 2019 20:49:52 +0000 https://www.metalurjimalzeme.net/?p=1704 Tozaltı kaynağı karakteristik özellikleri, kaynak süreci boyunca arkın örtülü bir ortam içinde oluşumu, işlemin sürekliliği, yüksek ergime verimi, kaynak dikiş kalitesinin göreceli yüksekliği ve uygulamalarda işlem parametreleri yönünden oldukça geniş bir çalışma serbestliğine sahip olunduğu şekilde belirtilir. Tozaltı kaynağı yönteminde kullanılan elektrot, kaynak tozu içerisinde erir. Bu kaynak yöntemi SAW – Submerged Arc Welding olarak literatürde yerini almıştır. Wikipedia’nın ilgili bağlantısına aşağıdaki bağlantıdan ulaşabilirsiniz. http://www.wikizero.biz/index.php?q=aHR0cHM6Ly9lbi53aWtpcGVkaWEub3JnL3dpa2kvU3VibWVyZ2VkX2FyY193ZWxkaW5n Tozaltı Kaynağı Sınır Değerleri Nelerdir ? Tozaltı kaynağı yönteminde kullanılan kaynak akım şiddeti 100 ile 5000 Amper arasında değişmektedir. Bu yöntemde kullanılan ark gerilimi 20 – 70 Volt arasındadır. Kaynak hızı ise, saatte 10 metre

The post Tozaltı Kaynağı Nedir ? appeared first on Metalurji & Malzeme Bilimi.

]]>
Tozaltı kaynağı karakteristik özellikleri, kaynak süreci boyunca arkın örtülü bir ortam içinde oluşumu, işlemin sürekliliği, yüksek ergime verimi, kaynak dikiş kalitesinin göreceli yüksekliği ve uygulamalarda işlem parametreleri yönünden oldukça geniş bir çalışma serbestliğine sahip olunduğu şekilde belirtilir. Tozaltı kaynağı yönteminde kullanılan elektrot, kaynak tozu içerisinde erir.

Bu kaynak yöntemi SAW – Submerged Arc Welding olarak literatürde yerini almıştır. Wikipedia’nın ilgili bağlantısına aşağıdaki bağlantıdan ulaşabilirsiniz.

http://www.wikizero.biz/index.php?q=aHR0cHM6Ly9lbi53aWtpcGVkaWEub3JnL3dpa2kvU3VibWVyZ2VkX2FyY193ZWxkaW5n

Tel Besleme – Toz Süpürücü – Kaynak Torcu

Tozaltı Kaynağı Sınır Değerleri Nelerdir ?

Tozaltı kaynağı yönteminde kullanılan kaynak akım şiddeti 100 ile 5000 Amper arasında değişmektedir.

Bu yöntemde kullanılan ark gerilimi 20 – 70 Volt arasındadır. Kaynak hızı ise, saatte 10 metre ile 300 metre arasında değişebilmektedir. Akım yoğunluğu ise, 1 mm2 alanda 20 ile 200 Amper arasında değişmektedir.


Tozaltı Kaynağı Makineleri

Tozaltı Kaynağı Makineleri

Yukarıdaki şekilde de görüldüğü üzere, tozaltı kaynağı makineleri belli başlı cihazlardan oluşmaktadır. Bunlar,

  • Güç Devresi
  • Tel – Toz Beslemesi
  • Toz Geri Emmesi
  • Kaynak Hız ve Yörüngesini Belirleyen Araba

Yöntemin temel prensibi olarak, tel ve toz bir arada erimektedir. İstenen tel-toz kombinasyonun seçilmesi büyük önem arz etmektedir. İstenen kaynak dikişinin sağlanması için tel ve tozun birlikte kullanılması gerekmektedir. Telde eksik olan bir alaşım elementi, tozdan tamamlanır.

Bir yandan kaynak yapılacak parça üzerinde tel ve toz bulunur. Diğer yandan kaynak devam ederken kullanılmayan fazla toz süpürge aracılığı ile kaynak üzerinden temizlenir.

Tozaltı kaynağı yönteminde kaynak ağızlı veya kaynak ağızsız birleştirmeler yapılabilmekte ancak; yöntemin özelliklerinin dikişe yansıması açısından uygulamaların oluk pozisyonunda yapılması gerekmektedir.

Tozaltı Kaynağı Makine Kontrol Paneli

Tozaltı Kaynağı Bazı Özellikleri


Bu yöntem diğer yöntemlerle kıyaslandığında özellikle verim açısından öne çıkmaktadır. Diğer yöntemlere nazaran daha verimli bir kaynak yöntemidir.

Elektrottan malzeme geçişi, damla şeklinde olmaktadır. Geçen damla hacmi ve frekansı uygulanan kaynak parametrelerine ve kullanılan toza bağlı olarak ortaya çıkmakta ve kontrol altında tutulmaktadır.

Kaynak dikişi üzerinde oluşan sert kabuk ( kaynak tozlarından dolayı ) kaynağın yavaş soğumasına neden olmaktadır. Bu şekilde sert fazların oluşması engellenmiş olur. Bu nedenle dikiş üzerinde oluşan kabuk, kaynak sonrasında hemen kaldırılmamalıdır.

Tozaltı kaynağı makineleri tam veya yarı otomatik olarak seçilebilmektedir. Yöntemde kaplama ve eritme amacı ile yapılan kaynak işlemlerinde band ilave malzeme eklenebilmesi ayrıca bir üstünlük ortaya çıkarmaktadır.

Tozaltı Kaynağı Çalışma Tekniğine Bakış

Bu kaynak yöntemi ark esaslı bir uygulamadır. Geniş bir çalışma serbestliği vardır. Ayrıca, en geniş nüfuziyet derinliklerine tozaltı kaynağı yönteminde ulaşılabilir.

En derin nüfuziyetlere ulaşılabilmesindeki en temel etken, çok yüksek akım şiddeti değerlerine çıkılabilmesidir. Bu uygulamada, akım şiddeti belirlenirken, parçanın kalınlığına, kaynak ağzı tipine, kullanılan tel ve toza ayrıca malzeme alaşımına dikkat edilmesi gerekmektedir.

Uygulama Alanları

Tozaltı kaynağı, sahip olduğu yüksek hız ve derin nüfuziyeti sayesinde, basınçlı kap imalatlarında çok sık kullanılmaktadır. Özellikle aşağıdaki resimde görülen, çevresel kaynaklarda genellikle tozaltı kaynağı kullanılmaktadır.

Basınçlı kap imalatı ile ilgili videoyu aşağıdaki linkten inceleyebilirsiniz.

Basınçlı Kaplar

Uygulamaları;

  • Basınçlı Kaplar
  • Yakıt Tankları
  • Gemi İnşaat Sanayi
  • Çelik Konstrüksiyon
  • Kazanlar
  • Basınçlı Tüp Yapımları
  • Ağır Taşıtlar
Yakıt Tankı

Yöntemin uygulanmasında yüksek ergime gücü ve nüfuziyet nedeniyle 4 mm’den ince parçalarda problem teşkil eder. Yani genellikle 4 mm’den kalın parçalarda uygulanmalıdır.

Nispeten ince parçaların kaynak uygulaması esnasında, bakır altlık kullanılması, akım şiddeti ve ark gerilimin optimum seçilmesi, kaynak tellerinin küçük seçilmesi, pozitif ters kutuplama, iri taneli toz kullanılması tavsiye edilmektedir.

Kalın parçaların tozaltı kaynağı ile kaynak yapılabilmesi için;

  • Gerilim yüksek, akım şiddetinin düşük seçilmesi
  • İnce taneli toz kullanılması
  • Kaynak öncesi ve sonrasında tavlama yapılması gerekebilir.

Tozaltı Kaynağı Yönteminde Enerji Besleme Çeşitleri

Tozaltı kaynağında doğru akım ( DC ) ve alternatif akım ( AC ) kullanılabildiği gibi, DC de elektrod negatif veya pozitif kutuba bağlanması mümkündür.

DC Akım – Elektrod Pozitif Kutup

Doğru akım besleme pozitif kutuplamada arkın düzgün kararlılığı görülmektedir. Başlangıçta damla oluşumu düzenli bir şekilde olmaktadır. Devreden fazla güç çekildiğinde elektromanyetik beslemenin etkisi ile damla yüzeyinin sınır gerilimi azalmakta bu da arkın kararlılığını etki altında tutmaktadır.

Düşük kaynak hızlarında, arkta yönlenen metal damlacıkları kaynak yönüne doğru gitme eğilimindedirler. Kaynak hızı arttıkça tam tersi bir durum söz konusu olur.

Nötr ve asit karakterli toz kullanılınca damla çapı küçülmekte, bazik ve yüksek bazik karakterli toz kullanıldığında ise damla çapı büyümektedir.

Yüksek akım yoğunluklarında küçük damlaların oluşmasıyla damla frekansı büyür. Elektrod ( + ) kutba bağlanınca sıvı fazdaki metal damlaların yüzeyi süreç boyunca negatif akımları taşır. Bu nedenle damlaların aşırı derecede ısınmaları ortaya çıkar. Damlalardaki bu aşırı ısınma ergiyik banyosunun sıcaklığının yükselmesine neden olmaktadır ve sonuç olarak daha derin bir kaynak dikişine neden olur.

DC Akım – Elektrod Negatif Kutup

Bu durumda elektrot arkından iletilen ısı miktarı pozitif kutuplamaya karşın daha küçüktür. Bu olay elektrod yayınmasının yükselmesi nedenine dayanmakta dolayısıyla eşit miktarda kaynak teli ergitmek için daha yüksek akım şiddetlerinde çalışma gerekmektedir.

Negatif ( – ) kutuplamada katot noktası çok sık değişmesi sebebiyle ergiyik metal damlaları Pozitif ( + ) kutuplamadaki kadar çok aşırı ısınamamaktadır. Bu tür kutuplamada damla frekansının düşüklüğü ortalama hacimsel dalga büyüklüklerinin artmasına sebep olur.

Büyüyen damlaların ergiyik banyosuna teması sonrasında yeni damlaların oluşması ve büyümesi nedeniyle doğan ark kuvvetlerinin de pozitif ( + ) kutuplamaya göre daha şiddetli olduğu görülmektedir.

Bu oluşum içerisinde sıvı fazdaki elektrod ucunun ergiyik banyosu ile temas ettiği anlarda patlamalı bir şekilde malzeme göçüm köprüsünde kesiklik meydana getirmektedir. Bu durum kaynak akımına dinamik değişim olarak yansır.

AC – Alternatif Akım ile Tozaltı Kaynağı

AC – Alternatif akım beslemede eşit işlem parametreleri kullanmak koşuluyla DC – Doğru akım ( + ) kutuplama yöntemine uymaktadır. Artan akım şiddeti ile gerilim ile metalsel damla hacimleri küçülmekte ve damla frekansları yükselmektedir.

Alternatif akım kullanımında damla hacimini ve frekansını etkileyen bir diğer etken de kullanılan tozdur. Bu yöntemde de, DC – Doğru akımda olduğu gibi;

  • Asit ve Nötr toz kullanımı frekansı arttırırkeni damla hacmini azaltır.
  • Bazik ve Yüksek bazik toz kullanımı, frekansı azaltırken, damla hacmini arttırır.

Bu yöntemde ark kararlılığını kaynak tozu ve kaynak telinin sahip olduğu özellikler etkilemektedir. İkisinin seçimi, düzgün bir kaynak dikişi çekmek için çok önemlidir.

Tozaltı Kaynağı Akım Üreteçleri

Yöntemin uygulamadaki yeri bakımından önemli bir özellik beklentisi de devrede kalma oranının % 100 olarak öngörülmesidir. Çoğunlukla yatay olamak üzere düşey karakteristikli üreteçler de kullanılmaktadır. Düşey karakteristiklide ark gerilimi önemli ölçüde değiştiğinde, akım değişimi çok az olmaktadır.

Ark boyunun kaynak donanımı tarafından ayarlandığı ve sabit tutulduğu bu yöntemde ark boyunun değişmesi durumunda ark boyunun eski duruma gelmesi için kaynak makinesi üzerinde bulunan bir ayarlama ile tel sürme hızı da değiştirilmelidir.

Yatay karakteristikli üreteçlerde ise, ark boyu dolayısıyla ark gerilimini az miktarda değişmesine karşın, akım şiddetinde yani elektrod ergime gücünde değişim fazla olur. Bu tip üreteçler iç ayar özelliği ile ek denetim gerektirmeden kendiliğinden oluşan bir ark boyu ayarlama özelliğine sahiptir. Bu üreteçlerde ark gerilimi ve tel hızı bunlara bağlı olarak akım şiddeti ayarlanır. Dolayısıyla tel hızı ve tel ilerleme motoru devri sabittir.

Kaynak Tozları

Kaynak Sırasında Kaynak Tozları

Tozaltı kaynağı yönteminde kullanılan tane biçimine sahip tozlar, örtülü elektrolarda örtünün yaptığı görevleri üstlenmiştir. Tozların görevleri aşağıdaki gibidir;

Örtülü Elektrot ile İlgili Yazımız İçin ; https://www.metalurjimalzeme.net/ortulu-elektrot/

  • Oluşturulan toz ve curuf tabakası ile kaynak banyosunun, atmosfer gazlarının olumsuz etkisine karşı koruması
  • Tozun içerdiği elementlerin, oluşturulan kaynak dikişi metalurjisini etkilemesi,
  • Kolay iyonize olan elementler vasıtasıyla kararlı ark oluşumu,
  • Uygun viskozite ve yüzey gerilimli olarak oluşturulan curuf ile kaynak dikişi üst biçiminin şekillendirilmesi.
Kaynak Sonrasında Tozun Oluşturduğu Curuf

Kaynak Tozları Üretim Metotları

Tozaltı kaynağı yönteminde kullanılan kaynak tozlarının üretim metotları basit olarak aşağıdaki gibidir.

1- Üretim Yöntemlerine Göre;

  • Ergimiş
  • Aglomera
  • Karışık

2- Kimyasal Bileşimine Göre;

  • Asit
  • Bazik
  • Nötr

3- Viskozitelerine Göre;

  • Yüksek viskozite ( çok pasolu kaynaklarda )
  • Orta viskozite ( oluk pozisyonlu kaynaklarda )
  • Düşük viskozite ( ince malzeme birleştirmelerinde )

Kaynak tozları uygulama alanlarına göre 5’e ayrılmaktadır. Bunlar;

  • Yüksek kaynak hızları için
  • Derin Nüfuziyet için
  • Aralık Doldurma Kabiliyeti İyi Olanlar,
  • İnce Malzeme Kaynağı için,
  • Dolgu, kaplama ya da zırhlama için.

Kaynak Telleri

Kaynak Teli – ( Kangal )

Tozaltı kaynağı yönteminde kullanılan kaynak telleri elektrik ark ocaklarına üretilen, yüksek Mn ( MANGAN ) içeren özel çeliklerdir. Yüzeyleri temiz olmalıdır. Temas yüzeyinin elektrik iletkenliğini arttırmak amacıyla bakır ile kaplanmaktadır. Çapları genellikle 1.2 mm – 12 mm arasında değişmektedir.

Kaynak tellerinde bulunan P – Fosfor ve Kükürt – S miktarları % 0.03’ten az olmalıdır.

https://www.twi-global.com/technical-knowledge/faqs/faq-what-is-submerged-arc-welding

Tozaltı kaynağı yönteminde oluşabilecek hataların minimize edilebilmesi için faydalı bilgiler içeren bir site.

http://weldingsource.org/minimizing-defects-in-submerged-arc-welding/

Yazar : Murat KULAÇ

Metalurji ve Malzeme Mühendisi – Uluslararası Kaynak Mühendisi

The post Tozaltı Kaynağı Nedir ? appeared first on Metalurji & Malzeme Bilimi.

]]>
Tavlama Nedir ? https://www.metalurjimalzeme.net/tavlama-nedir/ https://www.metalurjimalzeme.net/tavlama-nedir/#respond Fri, 01 Feb 2019 19:12:39 +0000 https://www.metalurjimalzeme.net/?p=1698 Çeliklerin tavlama işlemi genellikle 6 başlık altında toplanmaktadır. Bunlar; Normalizasyon Tavlama Gerilim Giderme Yeniden Kristalleşme Yumuşak Tavlama Kaba Tane Tavı Difüzyon Tavı Çeliklerin tavlama işlemi uzun bir konu olmasına rağmen bu yazımızda hepsinden kısa kısa bahsederek bilgi sahibi olmanızı sağlayacağız. Normal Tavlama Ötektoid altı çeliklerde AC3 ötektoid üstü çeliklerde AC1 hattının 20-40 Santigrat derece üzerindeki bir sıcaklığa kadar ısıtma, ardından cereyansız havada çeliğin yavaş bir şekilde soğutulması işlemine denmektedir. Normalizasyon tavlamada amaç, dövme, döküm, kaynak, haddeleme gibi üretim sonucu bozulan tane yapısını ince taneli homojen bir yapıya dönüştürmektedir. Gerilim Giderme Tavlaması Döküm, kaynak, sıcak ve soğuk şekillendirme, talaşlı şekillendirme gibi

The post Tavlama Nedir ? appeared first on Metalurji & Malzeme Bilimi.

]]>
Çeliklerin tavlama işlemi genellikle 6 başlık altında toplanmaktadır. Bunlar;

  • Normalizasyon Tavlama
  • Gerilim Giderme
  • Yeniden Kristalleşme
  • Yumuşak Tavlama
  • Kaba Tane Tavı
  • Difüzyon Tavı

Çeliklerin tavlama işlemi uzun bir konu olmasına rağmen bu yazımızda hepsinden kısa kısa bahsederek bilgi sahibi olmanızı sağlayacağız.

Normal Tavlama

Ötektoid altı çeliklerde AC3 ötektoid üstü çeliklerde AC1 hattının 20-40 Santigrat derece üzerindeki bir sıcaklığa kadar ısıtma, ardından cereyansız havada çeliğin yavaş bir şekilde soğutulması işlemine denmektedir.

Normalizasyon tavlamada amaç, dövme, döküm, kaynak, haddeleme gibi üretim sonucu bozulan tane yapısını ince taneli homojen bir yapıya dönüştürmektedir.

https://www.metalurjimalzeme.net/normalizasyon-tavi/

Gerilim Giderme Tavlaması

Döküm, kaynak, sıcak ve soğuk şekillendirme, talaşlı şekillendirme gibi imalat yöntemleri ya da ısıl işlemler sonrası dengesiz soğuma sonucu çelikte iç gerilmeler meydana gelir. Bu gerilmeler için parçalar 550 – 650 Santigrat derece arasında ısıtma işlemine tabi tutulur ve fırında yavaşça soğutulur. Tane yapısında herhangi bir değişiklik meydana gelmez.

Gerilim Giderme Tavlaması

Yeniden Kristalleşme Tavlama İşlemi

Soğuk şekil değiştirilme işlemi görmüş çelikte, redüksiyona bağlı olarak gerinim sertleşmesi olur. Taneler yönlenmiş şekilden ince yassı hale geçer. Sonucunda dayanım artarken, süneklik azalır.

Malzemenin azalan sünekliğini tekrar eski haline getirebilmek için yeniden kristalleşme ısıl işlemi yapılmalıdır. Bu işlem 600 – 650 Santigrat derece arasına ısıtılır. Yeniden kristalleşme sıcaklığı ne kadar yüksek ya da ısıtma süresi ne kadar uzun olur ise yeniden kristalleşme zamanı o kadar kısalır.

https://www.metalurjimalzeme.net/yeniden-kristallesme-rekristalizasyon/


Yumuşak Tavlama

Küreselleştirme tavı da denilen bu ısıl işlem AC1 hattının altında yaklaşık olarak 700 santigrat dereceye kadar ısıtma ve yavaşça soğutma işlemidir. Ötektoid altı çeliklerde perlit içindeki sementit küresel forma dönüşür. Böylece çeliklerin süneklik ve tokluk değeri artar. Alaşımsız karbonlu takım çeliklerine mutlaka uygulanır. Bu ısıl işlem sonucunda malzemenin ortalama sertliğinde düşüş gözlemlenir.

Difüzyon Tavlaması

Bu ısıl işlem, çelikler için 1050 – 1300 Santigrat derece arasında yapılır. Yapıda bulunan segregasyonların homojen bir şekilde dağılmasını sağlamak için yapılır. Tavlama sıcaklığı yüksek olduğundan oksidasyon ve dekarburizasyona karşı koruma önlemi alınmalıdır. Yüksek miktarda kükürt – S – içeren haddelenmiş çelikler tane sınırlarında kükürt – S – elementi segregasyonu içerebilir. Bu yapı, difüzyon tavlaması ile daha ince ve düzenli bir şekle girerler.

Kaba Tane Tavı

Bu işlem talaş kaldırmayı kolaylaştırmak üzere ötektoid altı çeliklerde kaba tane oluşturmak için yapılır. Bu şekilde daha iyi talaşlı şekillendirme yapılır. Kaba taneli çeliklerin elektriksel ve manyetiksel özellikleri daha iyi hale gelir. Bu ısıl işlemde, normalizasyon ısıl işlemine göre daha yüksek bir sıcaklıkta işlem yapılır ayrıca, tav süresi daha uzundur. Demir karbon denge diyagramındaki AC1’e kadar fırında, AC1’den sonra havada soğutulur.

http://www.wikizero.biz/index.php?q=aHR0cHM6Ly9lbi53aWtpcGVkaWEub3JnL3dpa2kvSGVhdF90cmVhdGluZw

The post Tavlama Nedir ? appeared first on Metalurji & Malzeme Bilimi.

]]>
https://www.metalurjimalzeme.net/tavlama-nedir/feed/ 0
Bakır Kaynağı https://www.metalurjimalzeme.net/bakir-kaynagi-nedir/ Sat, 12 Jan 2019 15:22:41 +0000 https://www.metalurjimalzeme.net/?p=1687 Bakır Özellikleri Bakır kaynağı nedir sorusunu cevaplamadan önce bakırın özelliklerini bilmek önemlidir. Çünkü, kaynak yapılacak malzemenin özellikleri bilinmeden, nasıl bir proses uygun olur seçilemez. Bakır kaynağı yazımızda daha çok özet gibi bir anlatımla size kısa kısa bu konudan bahsedeceğiz. Bakır ile ilgili geniş ve detaylı yazımız için aşağıdaki bağlantıyı inceleyebilirsiniz. https://www.metalurjimalzeme.net/bakir-nedir/ Bakır kaynağı için çok önemli bir özellik olan elektriksel ve ısıl iletkenlikler, bu malzemede çok iyidir. Bakır da aynı alüminyumda olduğu gibi paslanmaya karşı kendi doğal yapısından dolayı dayanıklıdır. Yani paslanmaz. Sahip olduğu HMK – Hacim Merkezli Kübik yapısından dolayı oda sıcaklığında şekil verilebilirliği çok iyidir. İyi mukavemet ve

The post Bakır Kaynağı appeared first on Metalurji & Malzeme Bilimi.

]]>

Bakır Özellikleri

Bakır kaynağı nedir sorusunu cevaplamadan önce bakırın özelliklerini bilmek önemlidir. Çünkü, kaynak yapılacak malzemenin özellikleri bilinmeden, nasıl bir proses uygun olur seçilemez. Bakır kaynağı yazımızda daha çok özet gibi bir anlatımla size kısa kısa bu konudan bahsedeceğiz.

Bakır ile ilgili geniş ve detaylı yazımız için aşağıdaki bağlantıyı inceleyebilirsiniz.

https://www.metalurjimalzeme.net/bakir-nedir/

Bakır kaynağı için çok önemli bir özellik olan elektriksel ve ısıl iletkenlikler, bu malzemede çok iyidir. Bakır da aynı alüminyumda olduğu gibi paslanmaya karşı kendi doğal yapısından dolayı dayanıklıdır. Yani paslanmaz. Sahip olduğu HMK – Hacim Merkezli Kübik yapısından dolayı oda sıcaklığında şekil verilebilirliği çok iyidir. İyi mukavemet ve yorulma dayanımları olduğu için geniş bir uygulama alanı vardır. Manyetik değillerdir. Ayrıca yumuşak ve sert lehimleme yapılabilir.

Lehimleme ile ilgili yazımız için aşağıdaki bağlantıyı inceleyebilirsiniz.

https://www.metalurjimalzeme.net/lehim/

Sert ve Yumuşak Lehimleme ilgilili eğitici bir video için aşağıdaki bağlantıyı inceleyebilirsiniz.

https://www.youtube.com/watch?v=JInwoHNBYlk

Bakırın Lehimlenmesi

Yüksek elektrik iletkenliği nedeniyle, direnç ve endüksiyon yöntemleri hariç tüm lehimleme türleri uygulanabilir. Ancak lehimleme yapılırken aşağıdaki hususlara dikkat edilmelidir ;

  • Lehimleme sıcaklığı
  • Yükleme Türü
  • Bağlantı dayanımı
  • Galvanik Korozyon

Çok iyi elektrik iletkenliği olması nedeniyle elektrik – elektronik malzemelerin üretiminde, müzik enstrümanların elektrik ile ilgili bölümlerinde, deniz suyu arıtma tesislerinde bolca kullanılırlar. Hem dövme hem de döküm yöntemleri ile üretilebilirler.

Bakır ve alaşımlarının kaynak kabiliyeti, kimyasal bileşimlerine bağlıdır. Kalın malzemeler kaynak yapılacağı zaman, kaynak işleminden önce aynı çeliklerde olduğu gibi ön ısıtma yapılmalıdır.

Mukavemet Arttırılması


Saf hali ile bakır yumuşak bir metaldir. Ancak dövme alaşımları, soğuk şekil verme, alaşım elementleri eklenmesi ve ısıl işlem ile birlikte mukavemet kazanırlar.

Bakırın Dövülerek Şekillendirilmesi

Alaşım Elementlerine Göre Sınıflandırılması

Bir çok metal ile alaşımlandırılmaktadır. En çok , alüminyum, Silisyum, Nikel, Kalay ve Çinko ile alaşım oluşturur. 9 Ana gruba ayrılmaktadır. Bu gruplar aşağıda listelendiği gibidir.

  • Saf Bakır ( % 99 Saflıkta )
  • Düşük Miktarda Alaşımlar ( min % 96 saflıkta, %3-4 arasında alaşım elementi ihtiva eder. )
  • Bakır – Çinko Alaşımları ( Pirinç )
  • Cu – Kalay Alaşımları ( Bronz ) : İçerisinde % 10’a kadar Kalay – Sn – barındırır.
  • Cu – Alüminyum ( Alüminyum Bronzu ) : İçerisinde % 10’a kadar Alüminyum barındırır.
  • Cu – Silisyum ( Silisyum Bronzu ) : İçerisinde % 3 ‘e kadar Silisyum barındırır.
  • Cu – Nikel – Çinko Alaşımları : İçerisinde % 27’ye kadar Çinko, % 18’e kadar Nikel barındırır.
  • Cu – Nikel Alaşımları : Monel olarak da bilinen bu tip alaşımlarda % 30 civarında Nikel bulunmaktadır.
  • Özel Bakır Alaşımları

Bakır Kaynağı Yapılırken Dikkat Edilecek Hususlar

Bakır kaynağı öncesinde, kaynak ağzı ve bitişiğindeki bölgeler her iki taraftan da temizlenmelidir. Kaynak işlemi yapılacak yüzeyler yağ, kir boya gibi safsızlık yapacak maddelerden tamamen temizlenmelidir.

Yazımızın başında bahsettiğimiz üzere, bakırın ısıl iletim katsayısı fazla olduğu için bakır kaynağı esnasında büyük miktarda büzülme ve distorsiyon yani şekil bozukluğu meydana gelir. Bunu önlemek için kaynak öncesinde malzeme sabitlenmelidir. Ayrıca bakır kaynağı yaparken yüksek ısı iletkenliği sebebiyle deri eldiven ve önlük, ayrıca ultraviyole ışınlarına karşı da gözlük kullanılmalıdır. Atölyenin havalandırmasına dikkat edilmelidir.

Bakır kaynağı sonrasında, dikiş henüz kızıl iken, çekiçlenerek dikişte tokluk ve şekil değiştirme kabiliyetleri iyileştirilebilir.

Kalın parçaların kaynak işlemi yapılmadan önce ön tavlama yapılmalıdır. Bakırın oksijene karşı afinitesi – ilgisi – yüksek olduğu için yüzeyi oksit tabakası ile kaplıdır. Bakır kaynağı esnasında bu durum gözeneğe sebebiyet verebilir. Sıvı halde iken oksijen çözünürlüğü çok yüksek, ancak; katılaşma esnasında da bu durum tam tersi bir hal alır. Aynı durum hidrojen için de geçerlidir.

Kaynak yapılacak bakırda, genellikle ” Fosfor ” ile oksijeni giderilmiş olanı tavsiye edilir. Oksijen içeren türleri gözenek ve sıcak çatlama ( Hidrojen Hastalığı ) eğilimi gösterirler.

Saf bakır kaynağı için en uygun yöntemler MIG ve TIG kaynak yöntemleridir. Her ne kadar örtülü elektrod ile de kaynak yapılsa da, MIG ve TIG kaynaklarında olduğu gibi stabil bir ark ve uygun kaynak dikişi elde edilemez.

TIG kaynağı ile ilgili eğitici bir video için aşağıdaki bağlantıyı inceleyebilirsiniz.

https://www.youtube.com/watch?v=cYpYGbC2Drg

Kaynak Telleri

MIG – MAG ile ilgili yazımız için aşağıdaki bağlantıyı inceleyebilirsiniz.

https://www.metalurjimalzeme.net/mag-kaynagi/

TIG – Argon kaynağı ile ilgili yazımız için aşağıdaki bağlantıyı inceleyebilirsiniz.

https://www.metalurjimalzeme.net/argon-kaynagi/

Bakır kaynağı için en uygun tel genellikle SG-CuSn’dir.

Kükürt, Te gibi elementler Cu’nun kaynak kabiliyetini düşürür. Cr – Krom ve Be – Berilyum sıcak çatlama eğilimi gösterirler. Berilyum sağlığı zararlı duman oluşumuna neden olur.

Çinko – Bakır Kaynağı

Bu alaşımların kaynak işlemi pirinçlere benzerlik gösterir. Çinkonun düşük buharlaşma sıcaklığı nedeniyle buharlaşma sorunu vardır. Dolayısıyla artan çinko, kaynak kabiliyetini düşürür. Bu alaşımlarda kaynak hızı yüksek tutulur ise, çinko buharlaşması azaltılır.

Çinko kaybını engellemek için Zn – Çinko içeren ilave tel veya Zn buharlaşmasını önleyen Alüminyum ve Silisyum içeren ilave teller kullanılmalıdır. Genellikle oksi gaz kaynağı, direnç nokta kaynağı ve sürtünme kaynağı ile birleştirilirler.

Kalay – Bakır Kaynağı

İçerisinde ( % 1 – 10 ) oranında kalay bulunması halinde sıcak çatlamaya duyarlı hale gelir. Bakıra oranla kalay daha hızlı oksitlenme gösterir. Bu yüzden kaynak dikişinde oksit kalıntısı ve mukavemet düşüşüne neden olur.

Kaynak işlemi öncesinde kesinlikle yüzeydeki oksit tabakası temizlenmelidir. Yoksa kaynak hataları oluşabilir. Bu da mukavemeti ve kaliteyi olumsuz yönde etkiler.

Silisyum kaynak esnasında deoksidan görevi gördüğü için kaynak kabiliyetini olumlu etkiler. Bakır – Silisyum ark kaynağı en kolay kaynak edilebilen alaşım grubudur.

Fosfor az miktarda bulunur ise, deoksidan ve mukavemet arttırıcıdır. Pirinçlere ilave edildiğinde kaynak kabiliyetini arttırır.

Hidrojen Hastalığı

Bakır kaynağı denildiğinde, hidrojen hastalığı kaçınılması gereken şeylerin başında gelir. Çok basit bir açıklama ile durum şu şekildedir ;

Sıcaklık arttığında, metal içerisindeki hidrojen gazı çözünürlüğü artacaktır. Buradaki hidrojen gazı havadan, yağlardan ya da nemden gelebilir. Kaynak dikişi içerisine giren hidrojen, bakır içerisinde bulunan oksijen ile birleşerek H2O yani su oluşturur.

Diğer yazılarımızdan da aşina olduğunuz üzere, kaynak dikişi içerisinde oluşan su buharı, gözeneğe neden olur. Gözenek meydana gelmesi dikişin . mukavemetini azaltır.

Hidrojen hastalığı, genellikle 500 Santigrat derece üzerindeki bölgelerde tane sınırlarında çatlamalara sebebiyet verir. TWI konu ile ilgili yazısı için aşağıdaki bağlantıyı inceleyebilirsiniz.

https://www.twi-global.com/technical-knowledge/job-knowledge/weldability-of-materials-copper-and-copper-alloys-023

İyi bir bakır kaynağı için, metalin bünyesinde bulunan oksijen kesinlikle giderilmelidir.

Koruyucu Gazlar

Saf bakır ve bakır alaşımlarında koruyucu gaz olarak genellikle Argon gazı kullanılır. Artan oranda Helyum ve Ar / He karışımları da kullanılabilmektedir. Az miktarda azot da kullanılabilmektedir.

Argon gazına bir miktar Helyum gazı ilavesi ark kararlılığını arttırır ve ark performansı saf argona göre iyileşir. Dolayısı ile kaynak dikişi özelliklerinde ( dikiş genişliği, nüfuziyet, dış görünüş ) de iyileşme sağlanır.

Helyum gazının yüksek iyonizasyon potansiyeli nedeniyle ark kararlılığını olumsuz etkilemesi mümkündür. Bu nedenle, argon ile birlikte kullanılmalıdır. Saf helyum kullanılmamalıdır.

İş Sağlığı ve Güvenliği

İş Sağlığı ve Güvenliği

Bu alaşımların kaynağında Be, Ar, Zn, Cd, Sn ve Cr varsa kaynak esnasında çok zararlı dumanlar çıkabilmektedir. Dolayısıyla havalandırmanın çok iyi yapılması gerekmektedir. Ayrıca yüksek ısı iletkenliklerinden dolayı, ısı izolasyonlu, yalıtkan iş kıyafetleri giyilmelidir.

The post Bakır Kaynağı appeared first on Metalurji & Malzeme Bilimi.

]]>
Asetilen https://www.metalurjimalzeme.net/asetilen/ Thu, 03 Jan 2019 05:43:26 +0000 https://www.metalurjimalzeme.net/?p=1654 Asetilen Tanımı, Elde Edilmesi ve Asetilen Kullanım Alanları Asetilen en basit tabir ile kimyasal formülü C2H2  olan bir hidrokarbondur. Alkin grubunun bir üyesi olan asetilenin yapısal gösterimi aşağıda gösterildiği gibidir. Renksiz ve saf hali ile aktif bir gazdır. Yukarıdaki yapısal gösterimi incelerseniz, karbon atomlarının birbirleri arasında 3 bağ yaptığını görebilirsiniz. Hidrojen atomu ile de 1 bağ yapmaktadır. Bu moleküler yapı, asetilen moleküler yapısının 180 derece şeklinde oluşmasını sağlamaktadır. Saf hali ile normal şartlar altında kokusuz olan bu gaz, sanayi uygulamalarında içerisinde bırakılan empürüteler nedeniyle koku yaymaktadır. Bu koku sarımsak kokusuna benzemektedir. Böylece kaçak anında gaz kokusu fark edilebilmektedir. Tarihçesi Asetilen, tarihte

The post Asetilen appeared first on Metalurji & Malzeme Bilimi.

]]>

Asetilen Tanımı, Elde Edilmesi ve Asetilen Kullanım Alanları

Asetilen en basit tabir ile kimyasal formülü C2H2  olan bir hidrokarbondur. Alkin grubunun bir üyesi olan asetilenin yapısal gösterimi aşağıda gösterildiği gibidir.

Asetilen Yapısal Gösterimi

Renksiz ve saf hali ile aktif bir gazdır. Yukarıdaki yapısal gösterimi incelerseniz, karbon atomlarının birbirleri arasında 3 bağ yaptığını görebilirsiniz. Hidrojen atomu ile de 1 bağ yapmaktadır. Bu moleküler yapı, asetilen moleküler yapısının 180 derece şeklinde oluşmasını sağlamaktadır.

Asetilenin Moleküler Yapısı

Saf hali ile normal şartlar altında kokusuz olan bu gaz, sanayi uygulamalarında içerisinde bırakılan empürüteler nedeniyle koku yaymaktadır. Bu koku sarımsak kokusuna benzemektedir. Böylece kaçak anında gaz kokusu fark edilebilmektedir.

Tarihçesi


Asetilen, tarihte ilk olarak 1836 yılında Edmund Davy tarafından keşfedilmiştir. İlk olarak C4H2 formulü ile bulunan bu gaz, daha sonraları C2H2 olarak revize edilmiştir. Bunun nedeni atomik ağırlığın o dönemde yanlış hesaplanmasından kaynaklanmaktadır. Karbon atomunun atom ağırlığının 12 yerine 6 alınması bu hataya neden olmuştur. Günümüzde C2H2 formulü ile kullanılmaktadır.

Asetilen Eldesi

Bu gazın elde edilmesinin birden fazla yöntemi olmakla beraber, metan gazından ısıtılarak elde edilmesi ya da kok kömürü veya kalsiyum karbürün su ile tepkimeye girmesinin sonucunda elde edilebilmektedir. Aşağıdaki formülde de bu tepkime gösterilmektedir.

CaC2 + 2H2O → Ca(OH)2 + C2H2

Bu formül ile, elde edilebilmesi için, çok yüksek sıcaklıklara çıkılması gerekmektedir. Yaklaşık 2000 santigrat derece.

Özellikleri

Fiziksel faz dönüşümleri incelendiğinde, -80 C derecede eriyen bu gaz, – 84 C derecede ise süblimleşmektedir. Yani katı fazdan direkt olarak gaz faza geçer.

Aseton içerisinde çözülebilmektedir. Kaynak işlemlerinde kullanılan asetilen, aseton içerisinde çözündürülür ve tüplerde o şekilde muhafaza edilirler.

Havadan hafif bir gazdır ve saf hali kokusuzdur. İçerisinde imalattan kaynaklı empürüteler bulunur ise, koku meydana gelir. Bu koku bilhassa, gaz içerisinde bırakılmaktadır. Gaz kaçakları durumunda tehlikeye mahal vermeden tespit edilebilmesi için.

Asetilen Kullanımı ve Tehlikesi

Bu gazın bir çok kullanım alanı olmasına rağmen, sitemizin içeriği dolayısı ile biz kaynak ile kullanımından bahsedeceğiz.

oksiasetilen kaynağı ile ilgili yazımız için tıklayınız.

Oksi-Gaz Kaynağı

Kullanımında bir takım riskleri olduğundan dolayı dikkatli olunmasında fayda vardır.

Yukarıdaki şekiller incelendiğinde, propan ile karşılaştırma tablolarını görebilirsiniz. Yanma hızı, alev gücü, alev sıcaklığının çok yüksek olduğu görülmektedir. Bunlar da kullanımda bir takım tehlikeleri beraberinde getirir. Kullanım sırasında ekstra dikkat edilmesi gerekir.

Bu gazın kullanımında dikkat edilmesi gereken en önemli şeylerin başında bakır ile teması gelmektedir. Depolandığı tüplerin vanalarında kullanılan pirinç içerisindeki bakır miktarının %70’ten fazla olmamasına dikkat edilmelidir. Aksi taktirde patlama riski oluşmaktadır.

Asetilen dağıtımı sırasında basınç kesinlikle 1.5 barın üstüne çıkmamalıdır. Depolandığı tüpler dik konumda durmalı, çünkü eğer yatay konumda kullanılır ise, tüp içerisindeki gaz, tüp ucundaki bakır kısma değer ve patlama riski oluşturur. Tüpler içerisinde genellikle gözenekli madde bulunur ve buraya aseton emdirilir ve asetilenin 1.5 bar üstünde ayrışması engellenmiş olur.

Eğer kullanım sırasında tüp içerisinde ayrışma gerçekleşmiş ise, tüp cidarlarında aşırı ısınma meydana gelmiştir. Aşırı ısınma tespit edildiğinde derhal tüplerin vanaları kapatılmalıdır. Emniyetli bir yere taşınarak su ile soğutma yapılmalı ve her ihtimale karşı personel tahliye edilmeli ve itfaiyeye haber verilmelidir. Tekrar kullanımı kesinlikle yasaktır.


Sanayideki Kullanımı

Asetilen gazının sanayide kullanımı çok geniştir. En çok kaynak ve kesme işlemlerinde kullanılmaktadır. Bunun da başlıca nedeni, önceki başlığımızda anlattığımız üzere, yüksek alev sıcaklığıdır. Tutuşma sıcaklığının da düşük olması nedeniyle, kaynak endüstrisinde oksijenle birlikte kullanılarak oksi asetilen kaynağı olarak bilinen ilk kaynak yöntemlerinden birinde kullanılmaktadır.

Kesme İşlemi

Oksiasetilen kaynağı haricinde, ayar yapılırken oksijenin asetilene göre daha fazla açılması neticesinde, güçlü ve parlak bir kaynak alevi oluşmaktadır. Bu alev kaynak için uygun değildir ancak, sanayide çeliklerin kesilmesi bu yöntemle yapılmaktadır. Genel tabir ile oksijen ile kesme işlemi aslında oksijen ve asetilen ile birlikte yapılmaktadır.

PVC Elde Edilmesi

Pek çok kişinin bilmediği bir başka özellik ise, evlerin neredeyse tamamında kullanılan PVC sistemleri ( Pencere ), asetilen gazının HCl ile tepkimesi ile üretilmektedir. HCl ‘de bulunan Cl atomları tepkimeye girerek vinil klorür oluşturur. PVC’nin açılımı da PoliVinilKlorür’dür.

Aydınlatma Sektörü

Modern aydınlatma teknolojisi bu kadar gelişmemişken ve elektrik bir çok yerde yaygın değilken özellikle madencilikte asetilenin yanması ile ışık sağlanmaktaydı. Halen, bazı toplumlarda fener olarak kullanılmaktadır.

Eski Tip Işık Kaynağı

Ayrıca, deniz fenerlerinde de ışık kaynağı olarak kullanılmaktaydı. Günümüzde yerini düşük enerji tüketimli güçlü ışık kaynağı teknolojisi olan LED’lere bırakmıştır.

Güvenlik

Kullanımında ve depolanmasında gerekli güvenlik talimatlarına uyulmaz ise, patlama ve yanma gibi riskleri bulunmaktadır. Yazımızın başında da bahsettiğimiz üzere, basınç altında tüplerde depolanması sırasında 1.5 bar basınç üstüne çıkmamasına dikkat edilmelidir.

Tüpler kesinlikle yatay olarak depolanmamalı, yerlerde yuvarlanmamalı ve darbe almamalıdır. Yüksek basınç altında çözünmesini engellemek adına, tüp içerisinde aseton içinde çözündürülmelidir.

Bakır ve alaşımları ( Pirinç dahil ) ile temas etmesi engellenmelidir.

Saf hali ile zehirli olmamakla birlikte, kokusuzdur. Ancak; sanayi kullanımlarında içerisinde bulunan yabancı maddelerden dolayı, sarımsak kokusu oluşmaktadır. Bu güvenlik adına alınmış bir önlem olmakla birlikte, kaçakların insanlar tarafından fark edilmesini sağlar.

Kaynak sırasında gazın geri tepmesini engellemek için, emniyet ventilleri kullanılmalıdır. Oksi gaz kaynağı sırasında gaz geri tepip tüpe geri döner ise, patlama meydana gelebilir. Kaynak sistemine 3 adet emniyet ventili eklenmesi tavsiye edilmektedir. Bir tanesi tüp çıkışına, diğeri hortuma en son olarak da, üflecin hortumla bağlantı noktasına emniyet ventilleri konmalıdır. Kullanılan hortumlar, yırtık, çatlak ya da hasarlı olmamalıdır.

Wikipedia makalesi için tıklayınız.

http://www.wikizeroo.net/index.php?q=aHR0cHM6Ly9lbi53aWtpcGVkaWEub3JnL3dpa2kvQWNldHlsZW5l

The post Asetilen appeared first on Metalurji & Malzeme Bilimi.

]]>
Çelik Nedir ? https://www.metalurjimalzeme.net/celik-nedir/ Tue, 25 Dec 2018 20:15:17 +0000 https://www.metalurjimalzeme.net/?p=1638 Çelik, en basit tanımı ile bir demir – karbon alaşımıdır. Tabi ki sadece demir ile belirli bir miktar karbon ile birleşmesi ile oluşmaz. Bir takım alaşım elementleri ile alaşım oluşturduğunda gerçek anlamda ” Çelik ” olur. Gelişen teknoloji ile bir çok yeni malzeme üretildi ancak; çelik halen Dünya’da en yaygın kullanılan mühendislik malzemesidir. Bunun başlıca nedeni, yüksek dayanım ve tokluğunun yanı sıra, aynı zamanda tok yani darbe dayancının olmasından ileri gelir. Ayrıca, insanlık tarihi bu malzemenin imalatında oldukça tecrübelidir. Hala en yaygın kullanılan mühendislik malzemesi olmasının temel nedenlerinden bir diğeri de geri dönüşümü olmasıdır. Şu anda dünyada en çok geri

The post Çelik Nedir ? appeared first on Metalurji & Malzeme Bilimi.

]]>
Çelik, en basit tanımı ile bir demir – karbon alaşımıdır. Tabi ki sadece demir ile belirli bir miktar karbon ile birleşmesi ile oluşmaz. Bir takım alaşım elementleri ile alaşım oluşturduğunda gerçek anlamda ” Çelik ” olur.

Gelişen teknoloji ile bir çok yeni malzeme üretildi ancak; çelik halen Dünya’da en yaygın kullanılan mühendislik malzemesidir. Bunun başlıca nedeni, yüksek dayanım ve tokluğunun yanı sıra, aynı zamanda tok yani darbe dayancının olmasından ileri gelir. Ayrıca, insanlık tarihi bu malzemenin imalatında oldukça tecrübelidir. Hala en yaygın kullanılan mühendislik malzemesi olmasının temel nedenlerinden bir diğeri de geri dönüşümü olmasıdır. Şu anda dünyada en çok geri dönüşüm yapılan malzeme çeliktir.

Genel olarak çelik, binaların taşıyıcı sistemlerinde ve dekoratif olarak, alt yapı çalışmalarında, gemi, otomobil, makina vb. bir çok uygulamada sıklıkla kullanılmaktadır.

Çelik Yapısı ve Özelliği

Çelik dendiğinde, ilk gözümüze çarpan ana alaşım elementi demir elementidir. Günümüzde demir ile çelik çokça karıştırılmaktadır. Ancak, mühendislik uygulamalarında demirin yeri yok denecek kadar azdır. Çünkü demir saf hali ile yapı malzemelerinde ya da başka uygulamalarda kullanılamayacak kadar yumuşaktır.

Yüzey Merkezli Kübik Demir Kristal Yapısı

Demir, genel olarak iki allotropik yapı ile karşımıza çıkar. Bunlardan ilki ” KYM ” , yani kübik yüzey merkezli ve ikinci olarak ” KHM ” yani, kübik hacim merkezli yapılardır. Oda sıcaklığında KHM yapısında bulunan demir, kayma düzlemlerinin az olması dolayısı ile şekillendirilebilirliği zordur. Ancak, demir ( ya da çelik ) östenit fazına çıkarılır ise kristal yapısı KYM hale gelecek ve kayma düzlemleri artacaktır. Bu da, östenit fazda çeliklerin şekillendirilme kabiliyetlerini arttıracaktır.

Hacim Merkezli Kübik Demir Kristal Yapısı

Çeliklerde şekillendirilebilirlik alaşım elementleri ile zorlaştırılmaktadır. Burada zorlaştırma kelimesi aklınızı karıştırmasın. Saf demir yumuşaktır. Ancak; çelik demir ile karbonun belirli bir oranda birleşimi aynı zamanda Mn, Si, Mo, Vn vb. alaşım elementleri ile alaşım oluşturmuş hali olduğu için, demire göre daha mukavemetlidir.

Alaşım elementlerinin mukavemet kazandırmasının temel nedeni, demir atomlarının hareket alanının kısıtlanması olarak açıklanabilmektedir. Normal bir kristal yapıda, demir atomları dislokasyonlar boyunca serbest hareket edebilecek iken, alaşım elementleri kristal yapılarda demir atomlarının hareket kabiliyetini sınırlar. Böylece, eskisi gibi rahat hareket edemeyen demir atomları, çelikte mukavemeti arttırmaktadır.

Alaşım elementlerinin çeliklere etkisini inceleyen makalemiz için tıklayınız.

Sanayi Devrimi ve Çelik Üretimi


Sanayi Devrimi

19. yy’da sanayi devriminin oluşması ile birlikte, Bessemer fırınlarının ortaya çıkması, çeliğin sanayide yayın olarak kullanılmasını sağlamıştır. Bu tip fırınların icad edilmesi yüksek tonajlı ve daha düşük maliyetli üretim sağlamıştır.

Bessemer fırınlarını Siemens-Martin yöntemi izlemiştir. En son olarak da, Bazik oksijen fırınları denilen üretim yöntemleri ile son halini almıştır. Günümüzde insanlığın en çok üretip kullandığı malzeme tipi ” Çelik ” tir. Yılda yaklaşık 1.5 milyar ton üretim yapılmaktadır ve bir ülkenin gelişmişlik seviyesi halen kişi başına düşen çelik miktarı ile ölçülmektedir. Yani yeni malzemeler yeni teknolojilerin ortaya çıkması, çeliğin populeritesini düşürememiştir.

Yazımızın başında da bahsettiğimiz üzere bunun temel nedeni mekanik özelliklerinin hala çok iyi olması, ucuz olması, insanlığın bu tip malzemeleri üretmedeki tecrübesi ve tabi ki kullanım ömrünü tamamlayan ürünlerin tekrar eritilerek bambaşka bir ürün olarak karşımıza çıkabilmesidir.

Çeliğin Elde Edilmesi

Demir, yer kabuğunda demir oksit şeklinde bulunmaktadır. Basit bir anlatım ile, demir oksit şeklinde bulunan mineraller, kok kömürü ile reaksiyona sokulur. ( ısıtılır. ) Kömürde bulunan karbon ile mineralde bulunan oksijen birleşerek karbon monoksit ve karbon dioksit şeklinde havaya atılır. Daha sonra, demir ile birleşen karbon elementinin uzaklaştırılması için, özel imal edilmiş fırınlarda yüksek basınçlarla oksijen üflenerek, demir-karbon birleşiminden karbon ile oksijen birleşir ve karbon miktarı %2’nin altına düşürülür. Böylece ” Çelik ” elde edilmiş olur. Demir – Karbon denge diyagramından da görüleceği üzere % 2’nin üzerinde karbon içeren alaşımlar ” Dökme Demir ” olarak nitelendirilmektedir.

Demir-Karbon Denge Diyagramı ile ilgili makalemiz için tıklayınız.

Dökme Demir ile ilgili makalemiz için tıklayınız.

% 2 ile – % 6.67 arasında karbon içeren yapıya da dökme demir denilmektedir. Dökme demirler, çeliklerden daha kırılgan bir yapıya sahip olup, gelişmiş mühendislik malzemeleri olarak kullanılamazlar. İçerdiği yüksek karbon dolayısı ile sertlikleri de fazladır. Yüksek sertlik dolayısı ile, darbe dayançları düşük ancak mukavemetleri yüksektir.

Isıl İşlem Yöntemleri

Döküm işlemlerinden sonra çelikler belirli mekanik özelliklere sahip olurlar. Ancak; mühendislikte ihtiyaçlar asla tükenmez ve dökülmüş halleri ile mekanik özellikler çoğu zaman yeterli olmaz. İşte tam burada alaşım elementleri ile birlikte, ısıl işleme başvurulması gerekmektedir.

Aslında ısıl işlemler başlı başına 1 dönem ders olarak anlatılması gereken bir konudur. Bu makalemizde sadece temel olarak bahsedeceğiz.

Isıl işlem olgusu çeliklerde, tavlama, su verme, temperleme gibi isimler almaktadır. Örnek olarak çeliğe su verme terimi halk arasında yaygın olarak kullanılmaktadır. Çeliğe su vermek, genel olarak östenit fazına çıkarılmış bir çeliğin ( kızıl hale gelmiş ) ani olarak su ile soğutulması ve oda sıcaklığına getirilmesi işlemidir. Buradaki temel amaç, malzemenin sertleşmesini sağlamaktır.

Peki, su verme işlemi bir çeliği neden sertleştirir ? Hiç Düşündünüz mü ?

Çeliğe Su Vermek Nedir ?

Yazımızın başında da bahsettiğimiz üzere, kristal yapılarda, östenit fazda KYM fazında bulunan demir atomları ve bu kristal yapı içerisinde alaşım elementleri ve karbon atomları bulunmaktadır. KYM’den KHM’e dönüşüm esnasında ( oda sıcaklığına soğutulduğunda ) karbon atomlarının kristal yapıdan kaçamayacak kadar hızlı soğutulması kristal kafesi sıkıştırır. Bu sıkıştırma da, sertlik olarak geri döner. KHM kristal yapısı daha dar bir yapı olduğu için de, daha sıkı bir kristal yapı elde edilir. Mukavemet bu şekilde arttırılır.

Mukavemetin artışı, martenzit yapısı oluşması ile meydana gelir. Martenzit yapısı, metalurji ve malzeme mühendislerinin yakından tanıdığı bir olgudur. Mikroyapıda iğne şeklinde karbürler görülmektedir. Bu yapı aşırı sert olup, mukavemeti yüksek ancak; kırılganlığı dolayısıyla düşük tokluğa sahiptir. Darbe dayancının yüksek olması gereken yerlerde kullanılamazlar.

Östenit Fazındaki Malzemeye Su Vermek

Eğer çeliğin yapısında % 0.2 ‘den daha yüksek miktar karbon – C elementi var ise, o malzeme sertleştirilebilir yapıdadır. Yani ısıl işlemle sertleştirilebilen çelikler % 0.2’den fazla karbon içermelidir.

Temperleme – Gerilim Giderme

Gerilim giderme terimini sektörde çok duymuşsunuzdur. Bu yöntemde bir önceki yöntemde olduğu gibi hızlı soğutma yoktur. Belirli bir alaşımda bulunan çelik, belirlenmiş bir sıcaklığa kadar ısıtılır ve bekletilir. Burada bekleme süresine çok dikkat edilmelidir. Çünkü gereğinden fazla sıcaklığa ısıtılan ve fazla süre tutulan çeliklerde tane büyümesi meydana gelir. Tane büyümesi de özel durumlar haricinde ( kolay talaş kaldırma vb. ) pek istenen bir durum değildir.

Belirli bir süre belirli bir sıcaklıkta tutulan malzeme, fırından çıkarılarak oda sıcaklığında soğumaya bırakılır. Bu genelde kademeli olarak yapılır. Yüksek sıcaklıklara çıkarılan malzeme, üstünde biriktirmiş olduğu gerilimden kurtulur. Malzemeye su da verilmediği için, sertleşme meydana gelmez.

Temperleme yani gerilim giderme ısıl işlemi sonrasında, malzeme mukavemetinde düşüş gözlenir iken, yüzde uzamada artış sağlanmaktadır.

Genellikle su verme haricinde yapılan ısıl işlemler, çeliğin mukavemetini bir miktar düşürür iken, tokluk sağlarlar.

Bir çok ısıl işlem yöntemi olmasına rağmen, bu yazımızda sadece genel tanımlar vermek ile yetinmekteyiz.

Normalizasyon Tavı ile ilgili makalemiz için tıklayınız.


Çelik Endüstrisi

Dünya ekonomisine yön veren bir malzeme olan çelik, ülkelerin gelişmişlik seviyelerini göstermektedir. Dünya genelinde, insan gücüne olan ihtiyacın yavaş yavaş azalması, makinalaşmanın artması ile, daha ekonomik ve daha hızlı olarak üretim yapılabilmektedir. 2000 ile 2005 yılları arasında Dünya’daki imalat yaklaşık %5.5 oranında artmıştır. Bu oran günümüzde gittikçe artmaktadır.

Dünya’daki en büyük çelik üreticisi Çin’dir. Bunu Japonya, Rusya ve Amerika Birleşik Devletleri izlemektedir. Bu sıralamadan da anlaşılacağı üzere, ülkelerin teknolojileri geliştikçe, çelik üretim miktarları da artmaktadır.

Türkiye bu yarışta çok da geride kalmamakla birlikte sırası dünya genelinde 9’dur. Her geçen yıl çelik imalatının arttığı günümüzde, makinalaşmanın artması, özellikle endüstri 4.0 uygulamalarının bu endüstride de gündeme gelmesi, ilerleyen yıllarda sıralamaların değişeceğini bizlere göstermektedir.

Ancak; şu unutulmamalıdır ki, Türkiye’de üretilen çelik genel olarak yapı çeliği ağırlıklıdır. Vasıflı çelik imalatı ne yazık ki ülkemizde çok düşük miktarlardadır. Artık gelişmişlik düzeyleri sadece üretilen çeliğin miktarı ile değil, aynı zamanda gelişmiş özelliklere sahip olması ile de ölçülmektedir.

Sadece S235 yapı çeliği ya da P355 basınçlı yerlerde kullanılacak çelik imalatı, ülkemizi çok ilerilere taşımayacaktır. Ne yazık ki, Türkiye paslanmaz çelik imalatı halen yapamamaktadır. Hurdadan paslanmaz çelik döküm yapılabilse de, bu konuda önemli olan husus, aynı yüksek fırınlardan üretildiği gibi, cevherden direkt olarak paslanmaz çelik imalatını da yapabiliyor olmamız gerekmektedir. İlk yatırım maliyetlerinin çok yüksek olması nedeniyle, girişimciler cevherden paslanmaz çelik imalatına henüz ülkemizde başlamamışlardır. Ülkemize giren paslanmaz çeliklerin çok büyük bir miktarı, Dünya çelik devi ” Çin ” den gelmektedir.

Bu durumda, bizlere düşen görev vasıflı çelik imalatı yapılması, Dünya’da üretilemeyen ya da az miktarda üretilen çeşitlerdeki ürünlerin en iyi kalitede üretilerek ihracatının yapılarak, çelik imal eden devletler sıralamasında üst sıralara çıkmaktır.

Baştan sonra çelik imalatı ile ilgili eğitici bir video için tıklayınız.

Wikipedia’nın bilgilendirici makalesi için tıklayınız.

The post Çelik Nedir ? appeared first on Metalurji & Malzeme Bilimi.

]]>
Oksijen Kaynağı https://www.metalurjimalzeme.net/oksijen-kaynagi/ Tue, 18 Dec 2018 05:50:59 +0000 https://www.metalurjimalzeme.net/?p=1611 Oksijen kaynağı günümüzde halen geçerliliğini koruyan eski kaynak yöntemlerinden biridir. Metallerle uğraşan zanaatkarların çok eskilerden beri, metalleri ergime derecelerine kadar ısıtıp, sonra da sökülemeyecek şekilde birleştirdikleri bilinmektedir. Ergitme kaynağı ismi ile de anılan bu uygulamalardan en eskisi, ocak kaynağıdır. Ocak kaynağında malzemeler ergitilip birbirleri ile sağlam bir bağ yapmaktadır. Olaya bu açıdan bakıldığında modern yöntemlerle yapılan kaynakların başlangıcı olarak oksijen kaynağı düşünülebilir. Oksijen kaynağı; yakıcı olarak oksijenin, yanıcı gaz olarak da çoğu kereler asetilenin kullanıldığı ve gazların yanıcı ve yakıcı etkilerinden yararlanılarak yapılan kaynak yöntemidir. Kaynak alevi yanıcı ve yakıcı gazların birleşiminden oluşur. Kaynak alevi, kaynak edilecek gereçlerin ergime derecelerinin

The post Oksijen Kaynağı appeared first on Metalurji & Malzeme Bilimi.

]]>
Oksijen kaynağı günümüzde halen geçerliliğini koruyan eski kaynak yöntemlerinden biridir. Metallerle uğraşan zanaatkarların çok eskilerden beri, metalleri ergime derecelerine kadar ısıtıp, sonra da sökülemeyecek şekilde birleştirdikleri bilinmektedir. Ergitme kaynağı ismi ile de anılan bu uygulamalardan en eskisi, ocak kaynağıdır. Ocak kaynağında malzemeler ergitilip birbirleri ile sağlam bir bağ yapmaktadır. Olaya bu açıdan bakıldığında modern yöntemlerle yapılan kaynakların başlangıcı olarak oksijen kaynağı düşünülebilir. Oksijen kaynağı; yakıcı olarak oksijenin, yanıcı gaz olarak da çoğu kereler asetilenin kullanıldığı ve gazların yanıcı ve yakıcı etkilerinden yararlanılarak yapılan kaynak yöntemidir.

oksijen kaynağı ve kesme işlemi

Kaynak alevi yanıcı ve yakıcı gazların birleşiminden oluşur. Kaynak alevi, kaynak edilecek gereçlerin ergime derecelerinin çok üzerinde bir ısının oluşması için gerekli ortamı kolaylıkla meydana getirir. Oluşan bu sıcaklık, kaynağı gerçekleştirilecek gereçlerin erimesine olanak tanır. Kaynak bölgesinde gerekli olan dolgu gereci de, ek teller kullanılarak oluşturulur.

Şimdilerde, sadece karoseri onarımı ve sert lehim işleriyle, kaynak dikişinin boşluksuz olması nedeniyle, üstün sızdırmazlık ve basınca karşı dayanım gerektiren boru kaynaklarında kullanılmaktadır.

Oksijen Kaynağı ve Kullanılan Gazlar

Oksijen kaynağı bir ergitme kaynak uygulamasıdır. İş parçaları ergitme sıcaklıklarına kadar, ısı enerjisi kullanılarak tavlanır. Isının elde edilmesinde yanıcı ve yakıcı gazlardan faydalanılır. Kaynak alevi meydana getirilmesi yani atmosferik ortamda oluşması, havanın ve onun oksijeninin de kullanılmasına olanak sağlar. Oluşan kaynak alevi metali eritmeye yetecek kadar bir enerji açığa çıkartmaktadır. Oluşan bu kaynak banyosu, ilave metal kullanılarak ya da kullanılmadan devam ettirilerek kaynak işlemi yapılmaktadır.

Oksijen Kaynağı ve Yanıcı Gazlar


Oksijen kaynağında genellikle yakıcı gaz olarak oksijen kullanılır. Yanıcı gazların çeşitleri aşağıda listelendiği gibidir;

  • Asetilen
  • Hidrojen
  • Metan
  • Propan
  • Bütan
  • Propan-Bütan
  • Hava Gazı
  • Benzin 

Bunlardan her biri oksijen kaynağında yanıcı gaz olarak kullanılabilir. Seçim uygulamanın niteliğine bağlıdır. Diğer yandan yanıcı gaz seçimi yaparken bazı özellikler, dikkate değerdir. Şimdi bir yanıcı gaz seçimi yaparken nelere dikkat etmemiz gerektiğini maddeler halinde sıralayalım.

  • Isı değerinin yüksek olması
  • Alev sıcaklığının yüksek olması 
  • Tutuşma hızının fazla olması
  • Kaynak banyosunu, havanın zararlı etkilerinden koruma
  • Artıksız bir yanma
  • Ucuz ve kolay üretim

En yüksek alev gücü ve en yüksek alev sıcaklığı veren yanıcı gaz, asetilendir. Bunun ispatlanması için diğer gazlar ile karşılaştırılması yapılması gerekir. 

Asetilen Propan Karşılaştırılması

Yukarıdaki şekil incelendiğinde, propanın alev sıcaklığının propana göre fazla olduğu, tutuşma sıcaklığının propana göre düşük olduğu; yani daha kolay tutuşabildiği, yanma hızının propana göre yüksek olduğu ve alev gücünün de yine  propana göre çok daha yüksek olduğu rahatlıkla görülecektir.

Yakıcı Gazlar Özellikleri ve Elde Edilişi

Her yanma olayında ısı gerekmediği gibi, ısı da açığa çıkmaz. Halk dilinde pas olarak adlandırılan ve çeliklerin üzerinde görülen demir oksit katmanı açığa çıkar. İlerleyen aşamalarda ise korozyona dönüşür. Demir oksidin oluşması için havada bol miktarda bulunan oksijen ile temas etmesi yeterlidir. Çelik, suda havaya göre oldukça fazla olan oksijen ile temas ederse, daha çabuk demir oksit oluşturur. Buradan yola çıkarak yanma olayının meydana gelmesi için her ortamda oksijene ihtiyaç duyulduğu görülebilir. Ancak şu anki yanma konumuz daha farklı bir gelişmenin sonucudur ve yanma hem hızlı, hem de sonuçta dikkate değer ısı açığa çıkmasına neden olmaktadır.

Oksijen yanıcı maddeler ile uygun bir ortamda bir araya gelirse, yanma olayı gerçekleşir. Bu bilindiği taktirde oksijen kaynağı çoğunlukla neden yakıcı gaz olarak oksijen kullanıldığı daha kolay kavranacaktır.  Bazı oksijen kaynağı ile ilgili başvuru kitaplarında yakıcı gaz olarak oksijen dışında havanın kullanımından da bahsedilmektedir. Gerçekte de hava içerisinde bol miktarda oksijen bulunması, oksijen kaynağında hava kullanımının mümkün olduğunu ispatlar. Ancak uygulamada hava kullanımı teoride kalır. Çünkü direkt olarak gaz halinde oksijen kullanılmasının tartışmasız üstünlüğü söz konusudur. Zaten bu nedenden ötürüdür ki, kaynak işlemi oksijen kaynağı olarak anılır. Bazı durumlarda yanıcı gaz olarak sürekli asetilen kullanılması, oksijen kaynağının oksi-asetilen kaynağı olarak anılmasına neden olur.

Kaynak işleminde kullanılan oksijen gazı havadan elde edilmektedir. Kendisi yanmaz ancak tüm yanma olaylarında mutlak suretle bulunur. Yanma olayı oksijen olmadan gerçekleşemez. Oksijen gazı sıvı halde mavi renktedir. Oksijen gaz halinde getirildiğinde sıkıştırılabilir. Yani 1 litre hacimli bir tüpe, yaklaşık 150 litre oksijen gazı sıkıştırılabilmektedir. 


Oksijen Tüpleri

Oksijen kaynağı yönteminde, yanıcı gaz olarak farklı gazların kullanımı olasıdır. Ama yakma gazı olarak sadece oksijen gazı kullanılmalıdır. Zaten kaynak işlemi adını buradan alır. Oksijen kaynağı yönteminde kullanılan oksijen gazı havadan elde edilir.

Tüplerin Doldurma Basınçları ve Depolanması

Oksijen gazının belirli basınç altında sıkıştırılmasında bir tehlike yoktur. 

  • 50 litrelik tüpe, 200 bar basınçta 10000 litre oksijen konabilir.
  • 40 litrelik tüpe, 150 bar basınçta 6000 litre oksijen konabilir.
  • 10 litrelik tüpe, 200 bar basınçta 2000 litre oksijen konabilir.

Oksijen tüpleri kullanılmadığı zamanlarda, vanalarda bulunan emniyet başlıkları yerinde takılı vaziyette bulunmalıdır. Oksijen tüplerini kesinlikle yerde yuvarlamamak, üzerinde iş yapmamak, aleve yaklaştırmamak, darbe almamasını sağlamak gerekmektedir. Kullanılan tüpler depolanırken iyi bir şekilde bağlanmalıdır. Tüplerin yüksek sıcaklıktan ve güneş ışığından korunması gereklidir. Bu nedenle açık havalarda depolanmaları uygun değildir. 

Dolu ve boş tüpler birbirlerinden ayrı şekilde depolanmalıdır. Boş olanların üzerlerinde  “BOŞ” olduğuna dair bir etiket bulunmalıdır.

Tüplerin başlıklarında bulunan koruyucu metal kısımlar sökülmemelidir. Taşınırken gerekli güvenlik önlemleri alınmalıdır. Diğer tüplerde olduğu gibi oksijen tüplerinin de tam boşaltılması tavsiye edilmemektedir. Bir tüp boşaltıldığında tekrar yine aynı gaz ile doldurulmalıdır.

Asetilen Tüpleri Nedir ?

Asetilen gazı yanıcı gazlar sınıfındadır ve oksijen gazı ile birlikte kullanıldığında oksijen kaynağı için gerekli olan kaynak alevini oluşturur. Asetilen, karpitin su ile teması sonuca açığa çıkan bir gazdır. İçerisindeki fosforlu hidrojen varlığından dolayı, sarımsağa benzeyen bir kokusu vardır. Asetilen gazının ayrışması için, 1.5 atmosfer ve fazla basınç yeterlidir. Bu ortama gelmiş asetilen, yanma ve tutuşma olmadan yaklaşık 11 kat basınca ulaşır ve patlama gerçekleşir. Asetilenin patlamasını engellemek için yüksek basınç ve sıcaklık değerlerine ulaşması engellenmelidir.

Asetilen gazı, sabit ya da seyyar, değişik kapasitelerdeki üretim cihazlarında üretilebildiği gibi, tüpler aracılığıyla da atölyelerde kullanılır. Tüplerde kullanılan asetilenin sağladığı üstünlükleri, şu maddeler altında toplamak mümkündür.

  • Daha temizdir.
  • Kullanımı hava şartlarından etkilenmez.
  • Uzun ya da kısa süreli kullanımlar için uygundur.
  • Bir yerden bir yere ulaştırılması kolaydır.

Tüplerdeki asetilen kullanımı avantajlı olmasına rağmen, maliyeti yüksektir.

Asetilen Gazının Doldurma Basınçları ve Depolanması

Asetilen ile ilgili bilgiler verirken, bu gazın 1.5 atm ( atmosferik ) basınç üzerine çıktığında, bileşenlerine ayrıldığını ve daha sonra da patladığını belirtmiştir. Tüpleri bu şartlar altında doldurmak ekonomik değildir. Asetilenin bileşenlerine ayrılmasını önlemenin yolları vardır. Tüpler bu şartlar yerine getirilerek doldurulur.

oksijen kaynağı düzenekleri

Asetilen tüpünün doldurulması için gereken şartlar şunlardır;

  • Gazın serin tutulmasına gayret gösterilir. Böylece ayrışma için gerekli olan ısı ortamı önlenmiş olunur.
  • Aseton türlü sıvılar içinde gaz eritilir.
  • Aseton, gözenekli maddeler içine yayındırılır. 

Tüm bunlar gerçekleştirildiği taktirde, asetilen tüplerine 15 atmosfer basınca kadar asetilen sıkıştırmak mümkündür. Bu şartları taşıyan tüplerin %25’i gözenekli madde olarak poröz madde, %38’i aseton, %8’i emniyet için boş bırakılan hacmi kapsar. Aseton, gözenekli poröz tarafından emilir. 

Oksijen kaynağı yapılırken tüplerin kullanılması sırasında kurallara uyulmasını gerekmektedir. Normal bir tüpten kısa süreler için saatte en çok 1000 litre ve sürekli kullanım halinde ise en çok 600 litre asetilen çekilmesine izin verilir. Bu değerlerden fazla asetilen çekilmesi, tüpteki asetonuın da dışarı çıkma ihtimalini doğurur. Kaynak işlemi sırasında fazla asetilen çekilmesi gerekiyorsa, biden fazla tüpün ortak kullanılması gerekir.

Asetilen Kazanları Kullanımı Nasıldır ?

Karpit, çelik grisi renginde, katı bir madde olan kalsiyum karbürdür. Karpit su ile temas ettirildiği taktirde, reaksiyona girerek asetilen gazının açığa çıkmasına neden olur. Bu yüzden gaz verim, karpiti karakterize eden en belirgin özelliktir. Karpit genellikle %80 CaC2, %2-2.5 oranında empurite içermektedir. Geri kalan kısım kalsiyum oksittir. 

Karpitin hammaddesi kireç ve metalurjik koktur. 

Fırından döküm kalıplara alınan %80 CaC2 tenörlü karpit soğumaya bırakılır. Soğuyan karpit, konkasörlerde uygun parça ölçülerinde kırılır ve elenerek tesislerde üretilen 70 kg’lık bidonlar içerisinde satışa sunulur. 

Asetilen Kazanı Tanımı

Oksijen kaynağı işleminde kullanılan asetilen, karpitin su ile teması sonucunda oluşur. Bu işlemin gerçekleşmesinde kullanılan araçlara asetilen kazanı adı verilir. 

Asetilen Kazanı Çeşitleri

Asetilen üretim kazanları, ya da yalın adıyla asetilen kazanları, çeşitli biçimlerde sınıflandırılır. Bu sınıflandırma aşağıda verilmiştir.

1- Karpitin su ile temas ettiği şekillere göre kazanlar;

  • Suya Daldırma Sistemli Kazan : Bu tip kazanlara sepetli kazanlar da denir. Metal bir sepet içerisinde bulunan karpit daldırılarak asetilen elde edilir.
  • Karpit Düşürme Şeklindeki Kazanlar : Adından da anlaşılacağı üzere, karpitin suya düşürülmesi ile asetilen üretilir.
  • Su Püskürtme Sistemli : Yine isminden de anlaşılacağı üzere, karpi üstüne su püskürtülerek asetilen elde edilir.

2- Karpit kapasitelerine göre Kazanlar;

  • Montaj tipindeki imalat kazanları : Kolay şekilde taşınabilecek şekilde imal edilmişlerdir. Düşük kglarda çalışılmaktadır.
  • Sabit tip imalat kazanları : Bu tip kazanlar genellikle fazla karpit içerdiklerinden dolayı sabittirler ve gerekli yerlere boru tesisatları yardımıyla iletilirler.

3- Üretilen asetilen gazının basıncına göre Kazanlar;

3 farklı tip kazan vardır. Düşük basınçlı, orta basınçlı ve yüksek basınçlı kazanlar.

Oksijen Kaynağı Alevi

Oksijen kaynağı yönteminde yanıcı ve yakıcı gazların birbirleriyle belirli oranlarda karıştırılması ile kaynak alevi elde edilmektedir. Oksijen kaynağı alevinin meydana gelebilmesi için 1 birim asetilene 2.5  oksijene gerek duyulmaktadır. Normal şartlarda asetilen tüpünden çekilen 1 birim asetilene karşılık, oksijen tüpünden de 1 birim oksijen çekilmektedir. Geriye kalan oksijen miktarı havadan kendiliğinden elde edilmektedir.

Oksijen kaynağı yönteminde oksijen ve asetilen miktarı değiştirilerek yumuşak alev, redükleyici alev ve sert alev elde edilir. Asetileni azla olan alev yumuşaktır, oksijeni fazla olan alev ise sert alev olarak nitelendirilir. 

Asetileni fazla olan alev, karbürleyici alev olarak nitelendirilmektedir. Oksijeni fazla olan alev ise oksitleyici alev olarak nitelendirilmektedir. En güzel kaynak işlemi ortadaki ” Normal ” olarak adlandırılan alev ile yapılmaktadır.

Sadece asetilen gazı açılır ise, sarı – turuncu bir renk oluşmaktadır. Bu alevin kaynak işlevi yoktur. Oksijeni farklı olan alev ile kesim işlemi yapılabilmektedir. Kesim işlemi, normal metal kesimi olabileceği gibi, kalın saclarda kaynak ağzı açma gibi işlemler için de kullanılabilir.


Oksijen Kaynağı ve Üfleç Yakılması

Üfleç, ucunda bulunan lüle sayesinde karışım halindeki gazların çıkmasına olanak verir. Bu gazlar çakmaklar ile tutuşturulur. Yakma işlemi sırasında dikkatli olunmalıdır.

Oksijen kaynağına başlanabilmesi için önce kaynak alevinin yakılması gerekmektedir. Üfleç üzerindeki oksijen valfi belli bir miktar açılır, hemen sonrasında ise asetilen vanası açılmalıdır ve çok zaman geçmeden çakmak ile tutuşma sağlanmalıdır. 

Sadece asetilen vanasını açılır ve tutuşturulur ise, alev oluşacaktır ancak rengi sarı-turuncu şeklinde olacaktır ve kaynak yapmaya elverişli olmayacaktır. Bu işlemin düzgün yapılabilmesi için yukarıdaki sıra ile yapılması büyük önem arz etmektedir.

Kaynak işleminden sonra, üfleç kapatılırken önce asetilen daha sonra da oksijen kapatılmalıdır.

Üfleç ayarı ile ilgili eğitici bir video için tıklayınız.

Normal Alev Tipi

Oksijen gazı ile Asetilen gazının miktarlarının neredeyse aynı olduğu tiptir. Genellikle demir dışı malzemeler bu tip alev ile kaynatılmaktadır. Ancak, yumuşak ve sert alev şeklinde de ayarlanarak ince ve kalın çelik parçaların kaynağı da kolaylıkla yapılabilmektedir. Eğer alev yeterince sert olur ise, kesme işlemi bile yapılabilmektedir.

Oksitleyici Alev

Oksijen gazı miktarının asetilen gazı miktarına göre görece fazla olduğu yöntemdir. Bu alev tipinde sert bir alev gözlemlenir. Genellikle pirinç ve alaşımları bu tip alev ile kaynatılmaktadır.

Karbonlayıcı Alev

Karbonlayıcı alev tipinde ise, asetilen gazı miktarı oksijen gazından fazladır. Asetilen miktarı arttıkça alevde ” is ” fazla olacaktır. Demir dışı metaller, dökme demir ve karbonu yüksek çelikler gibi alaşımlar karbonlayıcı alev ile rahatlıkla kaynatılabilir. 

Dökme demir kaynağı ile ilgili yazımız…

Alüminyum kaynağı ile ilgili yazımız…

oksijen kaynağı ile ilgili wikipedia sayfası…

The post Oksijen Kaynağı appeared first on Metalurji & Malzeme Bilimi.

]]>
Malzeme Bilimi ve Mühendisliği https://www.metalurjimalzeme.net/malzeme-bilimi-ve-muhendisligi/ Fri, 14 Dec 2018 13:04:59 +0000 https://www.metalurjimalzeme.net/?p=1591 Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Nedir ? Disiplinler arası bir alan olan malzeme bilimi terimi, malzeme bilimi ve mühendisliği olarak da bilinmektedir. Bu alanda çalışan kişiler, genellikle günümüzde kullanılan malzemelerin özelliklerinin geliştirilmesi, optimizasyonunda ya da günümüz ihtiyaçlarını karşılayacak yeni malzemelerin elde edilmesinde önemli rol oynamaktadırlar. Malzeme bilimi ve mühendisliği alanında, temel mühendislik dersleri yanı sıra, fizik ve ileri düzeyde kimya bilgisi kullanılmaktadır. Özellikle endüstri alanında gelişmelerin yaşandığı 1940’lı yıllarda, malzeme bilimi ve mühendisliği alanında gelişmeler yaşanmış, tüm Dünya tarafından bu bölüm fark edilmeye başlanmış, önemi daha da iyi kavranmıştır. Özellikle bu yıllardan sonra, üniversitelerde malzeme derslerine ağırlık verilmeye başlanmıştır. Malzeme bilimi

The post Malzeme Bilimi ve Mühendisliği appeared first on Metalurji & Malzeme Bilimi.

]]>
Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Nedir ?

malzeme bilimi ve mühendisliği nedir

Disiplinler arası bir alan olan malzeme bilimi terimi, malzeme bilimi ve mühendisliği olarak da bilinmektedir. Bu alanda çalışan kişiler, genellikle günümüzde kullanılan malzemelerin özelliklerinin geliştirilmesi, optimizasyonunda ya da günümüz ihtiyaçlarını karşılayacak yeni malzemelerin elde edilmesinde önemli rol oynamaktadırlar.

Malzeme bilimi ve mühendisliği alanında, temel mühendislik dersleri yanı sıra, fizik ve ileri düzeyde kimya bilgisi kullanılmaktadır. Özellikle endüstri alanında gelişmelerin yaşandığı 1940’lı yıllarda, malzeme bilimi ve mühendisliği alanında gelişmeler yaşanmış, tüm Dünya tarafından bu bölüm fark edilmeye başlanmış, önemi daha da iyi kavranmıştır. Özellikle bu yıllardan sonra, üniversitelerde malzeme derslerine ağırlık verilmeye başlanmıştır.

Malzeme bilimi ve mühendisliği bölümünde, metalurji, seramik, katı – hal fiziği ve kimya bilimi yoğun olarak kullanılmaktadır. Bu bölüm, diğer bölümlerde olduğu gibi makro ölçekte çalışmaktan ziyade, insan gözünün normal koşullarda algılayamadığı mikro boyutta çalışmaktadır. Malzemelerin özelliklerini mikro boyutta değiştiren bu bilim dalı, makro boyutta çok büyük başarılara imza atarak, insanlığın gelişmesinde büyük hizmeti olmuştur.

Geçmişte ve günümüzde, insanoğlunun bilimde ilerleme konusundaki en büyük problemlerinden biri malzemelerin kendi doğaları gereği bünyelerinde bulunan sınırları olmuştur. Teknolojinin gelişebilmesi için, malzemelerin özelliklerinin iyileştirilmesi kaçınılmaz bir olgu olmuştur.

Malzeme bilimi ile uğraşan bilim insanları, mühendisler, malzemenin üretim esnasında hangi işlemlerden geçtiğini ve bu işlemlerin malzeme yapısına ne gibi değişiklikler yaptığını ve bu değişikliklerin malzeme özelliklerinde makro boyutta neleri değiştirdiğini incelerler. Bu tip işlemler, malzeme biliminde çalışılan alanı belirler. Metalurji, kompozit, nanoteknoloji, hasar analizleri vb.

Tarihte Malzeme Bilimi ve Mühendisliği

malzeme bilimi ve mühendisliği tarih öncesi dönemler

Tarihteki dönemlere bakıldığında insanoğlunun kullanmayı öğrendiği malzemeler, o döneme isim vermiştir. Örnek olarak, taş devri, tunç devri, demir devri vb. gösterilebilir. Tarihte ilk olarak seramik malzeme üretiminden türeyen malzeme bilimi, daha sonraları metalleri ergiterek ve işine yarayacak şekilde şekillendirerek gelişim göstermiştir. Malzeme bilimi ve mühendisliği tarihin en eski mühendislik bilimi olarak bilinmektedir.

19. yüzyılın sonlarına doğru, bilim adamları malzemelerin atomik boyuttaki ve fazlardaki özelliklerinin, malzemelerin kimyasal ve fiziksel makro boyuttaki özelliklerine etkilerini incelemiştir ve bu bağlamda, atomik boyutta yapılan değişimlerin, istenen malzeme özelliklerini sağlamadaki faydaları araştırılmıştır.

O dönemden bu yüzyıla gelindiğinde ise, insanoğlunun üretebildiği malzemeler artık uzay çağını başlatmış ve uzayda ihtiyaç duyulacak malzemeler üretilebilmektedir. Metalik alaşımlar, karbon, silisyum gibi alaşım elementlerinin uygun oranda alaşım haline getirilmesi, gelişmiş malzemelerin imalatında öncü rol oynamaktadır.


Malzeme Yapısı & Malzeme Bilimi ve Mühendisliği

Daha önceki yazılarımızda da bahsettiğimiz üzere, malzemelerin yapısı ve özellikleri, malzeme bilimi ve mühendisliği biliminin temelini oluşturmaktadır. Mühendisler, atomik boyuttan makro boyuta kadar malzeme yapılarını incelerler. Malzeme yapıları aşağıdaki gibi incelenir.

Atomik Yapı


Atomik Yapı

Atomik Yapı

Artık bütün bilim çevrelerinin de kabul ettiği üzere, malzemeler atomlardan oluşmaktadır. Atomların özellikleri, malzemelerin makro boyutta sergilediği özellikleri belirler. Örnek verecek olur isek;

  • Elektrik İletkenliği
  • Isı İletkenliği
  • Genleşme
  • Korozyona Dayanım vb.

Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Alanında Nano Yapı

Nanoteknoloji ile ilgili yazımız için aşağıdaki bağlantıyı inceleyebilirsiniz.

https://www.metalurjimalzeme.net/nanoteknoloji-nedir/

Malzeme Bilimi ve Mühendisliği bölümündeki belki de en ilgi çekici uygulama alanlarından biri olan nanoteknoloji de, günümüz teknolojisinde kendisine büyük bir yer bulmuştur. Nanoteknoloji yazımızda ayrıntıları ile anlattığımız konu aslında, malzemelerin nano boyutta ( 1-100 nanometre ) incelenmesini esas almaktadır.

Nanoteknoloji bilimi ile, insanlığın geleceği yeniden şekillenecektir. Bu teknoloji ile ilgilenen başlıca mühendislik dalları arasında malzeme bilimi ve mühendisliği ilk sırada girmektedir.

Mikroyapı

Mikroyapı

Mikroyapı

Herhangi bir malzemenin ( çelik, alüminyum, plastik, seramik vb. ) mikroskop altında 25 X büyütme ya da daha fazlası ile incelenmesi ile elde edilir.

Çeliği örnek verecek olur isek, herhangi bir mikro yapı analizi ile, çeliğin içerisinde bulunan fazlar görülebilir, bu fazların dağılımları ve mekanik etkileri belirlenebilir. Eğer bir kırılma ya da çatlak incelenecek ise, mikro yapı analizi ile birlikte bu çatlağa neden olan olayın geçmişi incelenebilir.

Kısacası, bir malzemenin mikro yapı analizi ile birlikte malzeme hakkında geniş ve detaylı bir bilgi sahibi olunur. Bu da günümüz endüstrisinin olmazsa olmazlarındandır. Hasar analizleri malzeme bilimi ve mühendislerinin uzman olduğu konulardan sadece biridir.

Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Kristalografi Bilimi

Kristalografi bilimi, katı kristallerde atomların dizilimlerini inceleyen bir bilim dalıdır. Malzeme biliminde bir çok bilim insanının ilk olarak incelediği hususlardan biri de kristalografidir. Çünkü; atomların kristal dizilimleri, kristal yapılardaki mevcut hatalar, malzeme fiziksel özelliklerine doğrudan etki etmektedirler.

kristal yapı

kristal yapı

Örnek verecek olursak eğer; saf demir oda sıcaklığında KHM ( Kübik Hacim Merkezli ) bir kristal yapısına sahiptir. Östenit fazına ısıtıldığında ise, KYM ( Kübik Yüzey Merkezli ) bir kristal yapıya sahip olacaktır. KYM, KHM’ye göre daha fazla kayma düzlemine sahip olduğundan dolayı demir, östenit fazındayken şekillendirilmesi daha kolay olacaktır. Kristalografi bilimi, bize malzemelerin hangi fazda hangi özelliklere sahip olacağını anlatmaktadır.

Malzeme Özellikleri

Mühendislikte kullanılan malzemeler aşağıdaki özelliklerine göre sınıflandırılır ve kullanım alanları belirlenir.

  • Mekanik Özellikler
  • Kimyasal Özellikler
  • Elektrik Özellikler
  • Isıl Özellikler
  • Optik Özellikler
  • Manyetik Özellikler

Biyomalzemeler

malzeme bilimi ve mühendisliği

Biyomalzemeler – Diş İmplanları

Biyomalzeme tanımı, biyolojik yani  canlı sistemler ile direkt olarak temasta olan malzeme grupları için kullanılmaktadır. Bu alan da bölüm mezunlarının ilgilendiği konulardan biridir.

Geliştirilen malzemeler, tıp, biyoloji, kimya vb. gibi bilim alanlarında sıklıkla kullanılmaktadır. Üretilen bu tip sentetik malzemeler, hali hazırda canlı bulunan organ, dokuların yerine kullanılabilmektedir. Bunlar bir kalp kapakçığı olabileceği gibi, diş implantları, kemik implantları vb. olabilir.

Vücutta kullanılacak malzemelerin özenle imal edilmesi, vücut içerisine konan malzemelerin kimyasal tepkimeye girerek vücudu zehirlemesine engel olmak içindir.

Platin ile ilgili makalemiz için bu bağlantıyı inceleyebilirsiniz.

Elektronik, Optik ve Manyetik Özellikler

Elektronik cihazların imal edilebilmesi, geliştirilmesi, her geçen gün cihazların daha da ufak olabilmesi malzeme bilimindeki yeni tip malzemelerin kullanılması ile mümkün olabilmektedir.

İletkenler, yarı-iletkenler, süper-iletkenler, yalıtkanlar elektronik ve bilgisayar biliminde büyük öneme sahiptir. Diyotlar, LED lambalar, Transistörlerin bu denli gelişmesinde şüphesiz malzeme biliminin payı çok büyüktür.

Malzeme Bilimi ve Mühendisliği ve Sanayi Uygulamaları

Mühendislikte genel olarak, bir iş için bir malzeme seçilecek ise, en iyisi değil en uygunu seçilmektedir. Malzeme biliminde, insanlığın ihtiyacı olan malzeme grupları belirlenir ve özellikleri geliştirilir.

Kullanılan konvansiyonel malzemeleri gruplandıracak olur isek;

  • Metaller
  • Kompozitler
  • Seramikler
  • Polimerler ( Plastik Malzemeler )

Seramik malzemeler ile ilgili yazımız için aşağıdaki bağlantıyı kullanabilirsiniz.

Seramik Malzemeler

Kompozit Malzemeler ile ilgili yazımız için aşağıdaki bağlantıyı kullanabilirsiniz.

https://www.metalurjimalzeme.net/kompozit-malzemeler-nedir/

Plastik Malzemeler ile ilgili yazımız için aşağıdaki bağlantıyı kullanabilirsiniz…

Plastik Nedir ?

Yukarıda belirtilen bütün mühendislik malzemeleri, yılların getirdiği bilgi birikimi ve tecrübelerden, deneylerden faydalanılarak elde edilen kazanımlardır.

Günümüzde hala, mevcut malzemeler, yeni uygulamalar için geliştirilmektedir. Çünkü, her geçen yıl insanların ihtiyaçları değişmekte, dolayısıyla malzemelerden beklentiler de artmaktadır.

Bu mühendisliğin günümüzde nerelere geldiğini gösteren kısa bir videoya aşağıdaki bağlantıdan ulaşabilirsiniz.

https://www.youtube.com/watch?v=Mo1lDsESD90

Wikipedia’nın  ile ilgili yazısı için aşağıdaki bağlantıyı inceleyebilirsiniz…

http://www.wikizeroo.net/index.php?q=aHR0cHM6Ly9lbi53aWtpcGVkaWEub3JnL3dpa2kvTWF0ZXJpYWxzX3NjaWVuY2VfYW5kX2VuZ2luZWVyaW5n

The post Malzeme Bilimi ve Mühendisliği appeared first on Metalurji & Malzeme Bilimi.

]]>
Flanş Nedir ? https://www.metalurjimalzeme.net/flans-nedir/ Wed, 21 Nov 2018 17:59:00 +0000 https://www.metalurjimalzeme.net/?p=1575 Flanş Nedir ? Flanş nedir sorusuna cevap verebilmek için öncelikle nerede ne amaçla kullanıldığını anlamak gerekmektedir. Aşağıdaki fotoğraftan da görüleceği üzere, flanş bağlantılarının bir çoğu boru hatlarında boru ucuna kaynayacak şekilde iki borunun birbirlerine cıvata yardımı ile bağlanmasını sağlayan bir bağlantı elemanıdır. Bazı diğer durumlar da ise, bir makinede dönme hareketini bir başka parçaya iletmek için mil ucuna bağlanırlar. Flanşlı bağlantı kullanmanın amacı, bağlantı yerlerinin cıvata ile bağlanmasıdır. Böylece herhangi bir değişim söz konusu olduğunda malzemeye zarar vermeden sadece cıvata bağlantılarını sökerek değişim yapılabilir. Boru – Flanş Bağlantı Elemanları Dünya genelinde bir çok farklı standarda göre üretilen ve bu standartlar

The post Flanş Nedir ? appeared first on Metalurji & Malzeme Bilimi.

]]>
Flanş Nedir ?

Flanş nedir sorusuna cevap verebilmek için öncelikle nerede ne amaçla kullanıldığını anlamak gerekmektedir. Aşağıdaki fotoğraftan da görüleceği üzere, flanş bağlantılarının bir çoğu boru hatlarında boru ucuna kaynayacak şekilde iki borunun birbirlerine cıvata yardımı ile bağlanmasını sağlayan bir bağlantı elemanıdır.

flanş nedir

flanş nedir

Bazı diğer durumlar da ise, bir makinede dönme hareketini bir başka parçaya iletmek için mil ucuna bağlanırlar. Flanşlı bağlantı kullanmanın amacı, bağlantı yerlerinin cıvata ile bağlanmasıdır. Böylece herhangi bir değişim söz konusu olduğunda malzemeye zarar vermeden sadece cıvata bağlantılarını sökerek değişim yapılabilir.

Boru – Flanş Bağlantı Elemanları

Dünya genelinde bir çok farklı standarda göre üretilen ve bu standartlar içerisinde de onlarca farklı tipi bulunan flanşlar bulunmaktadır. Tasarım aşamasında iken, kullanılacak flanşlı bağlantı elemanının belirlenebilmesi için aşağıdaki bilgilere ihtiyaç duyulmaktadır ;

  • Ana Malzeme Nedir ?
  • Ortamın korozyon durumu nedir ?
  • Sistemin basıncı ne olacaktır ?
  • Sistemin sıcaklığı ne olacaktır ?
  • Flanşın kullanım amacı ne olacaktır ? ( körleme, boru bağlantısı, soket kaynak, yaka ile birlikte kullanım vb. )

Yukarıdaki hususlar kararlaştırıldığında, sıra siparişe geçer ve tesisata en uygun malzeme seçilir.

Önceki paragrafta da bahsettiğimiz üzere, Dünya genelinde bir çok farklı standartta flanş bulunmasına rağmen genellikle 2 farklı standart üzerine yoğunlaşılmaktadır. Bunlar ;

  • ASME Standartları ( Amerikan Standartları )
  • EN – DIN Standartları ( Avrupa Normu ve Alman Normu )

EN Standartlarında genellikle basınç sınıfına göre bir sınıflandırma görülmektedir. PN 10, PN 16 vb. Buradaki PN ifadesi İngilizce basınç numarası ( Pressure Number ) anlamına gelmektedir. Amerikan standardı olan ASME ‘ye bakıldığında ise, PN yerine ( # ) işareti görülmektedir. 150# , 300# gibi örnekler ASME Standartlarına flanş basınç sınıflarını belirler. Çok genel bir ifadeyle inceleyecek olur isek, PN 16 PN 10’dan daha yüksek basınçlara dayanabilir diyebiliriz.

ASME B16.5 ‘e Göre Flanş Çeşitleri


ASME Teknik Çizim

ASME Teknik Çizim

Yukarıdaki teknik çizimlerde ASME B16.5 standardına göre imal edilen flanşların tipleri görülmektedir.

  • Blind – Kör Flans
  • Threaded – İşlenmiş Flans
  • Socket Welding – Socket Kaynaklı Flans
  • Welding Neck – Kaynak Boyunlu Flans
  • Slip-On Flans
  • Lapped Joint Flans

Blind Flange – Kör Flanş Nedir ?

Kısa kısa örnek vermek gerekir ise, blind flange yani kör flanşlarda, boru hattını körlemek için yani boru ucunu kapatmak için kullanıldığını söyleyebiliriz.

körleme

körleme

Yukarıdaki fotoğrafta da görüleceği üzere, kör flanş bağlantısı, boru tesisatının sonlandığı yerlerde akışı kapatmak için kullanılır. İleride tesisat oradan devam edecek ise, flanş cıvatalarından sökülerek boru tesisatı oradan devam edilebilir.

Welding Neck -WN RF – Kaynak Boyunlu Flanş Nedir ?

kaynak boyunlu flanş bağlantısı

kaynak boyunlu flanş bağlantısı

Yukarıdaki teknik resimde, kaynak boyunlu flanşların borulara nasıl kaynak yapılacağı ile ilgili bilgi detaylı şekilde verilmektedir.

1- Kaynak boyunlu flanş ( WN RF )

2-Kaynak dikişi

3- Boru

ASME B16.5 standardına göre örnek bir welding neck yani kaynak boyunlu flanşların ölçü kontrolü yapılacak ise aşağıdaki adımlar uygulanmalıdır.

asme teknik çizim

ASME Teknik Çizim

Kontrol edilecek ölçüler ;

O : Dış Çap

W : Delik Çapı

Tf : Flanşın Kalınlığı

X : Boyundan Çap Ölçüsü

A : Borunun kaynak olacağı çap

B : Flanşın İç Çapı

Y : Flanşın Uzunluğu

ASME B16.5’e Göre Ölçü Kontrol Nasıl Yapılır ?

2” WN RF 150# Sch 40 Flanşın kontrolünü ele alalım.

Standardın istediği değerler aşağıdaki tabloda verilmektedir.

ASME Ölçüler

ASME Ölçüler

ASME Ölçüler-2

ASME Ölçüler-2

Yukarıda verilen tablo bire bir ASME B16.5’ten alınmıştır. Bu tabloya göre 150# flanşların ölçüleri verilmektedir.

Verilen değerlerden hareket ile, 2” kaynak boyunlu flanşların kontrolü için;

O : Flanşın Dış Çapı : 150 mm olmalıdır. Flanşın kalınlığı yine 150# basınç sınıfındaki flanşlar için tablodan bakıldığında 17.5 mm olacaktır. X ölçüsü yani, boyundan çap ölçüsü 78 mm olmalıdır.

Burada dikkat edilmesi gereken ölçü olan A ölçüsü, 2” boru dış çapı ile aynı olmalıdır. Yani 60.3 mm olmalıdır. Çünkü flanşın tam “ A “ noktasına 2 “ boru kaynak yapılacaktır.

Y ölçüsüne bakıldığında 62 mm gibi bir ölçü karşımıza çıkmaktadır. Uygulamada çok problem olmayacak bir ölçü gibi gözükse de, flanşların boylarındaki küçük farklılıklar birleştiğinde hesaplanan tesisat boylarından sapmalara neden olabilmektedir. Bu nedenle ölçüm yapılırken, flanşların boylarına da çok dikkat edilmesi gerekmektedir.

B ölçüsü : 52,5 mm olarak standartta verilmektedir. W ölçüsü 120,7 mm’dir. Bu ölçü cıvata deliklerinin merkezlerinden birbirlerine olan mesafesini vermektedir. Bu ölçüdeki küçük farklılıklar, flanşlar ağız ağıza geldiklerinde deliklerin birbirlerine tam karşılıklı oturmamasına neden olabilir.

Number of bolts ile demek istediği, cıvata delik sayısıdır. Yani 2” 150# WN RF bir kaynak boyunlu flanşta, toplam 4 adet cıvata deliği olmalıdır. Cıvata delik çapı olarak da tabloda ¾” gibi bir değer verilmiştir. ( Diameter of Bolt Holes ) Bunun da mm olarak karşılığı : 19.05 mm’dir. Yani flanşları birbirlerine bağlayacak civatalar bu deliklerden girebilecek çapta olmalıdır. ( 19.05 mm’den küçük çaplı cıvata kullanılmalıdır. M18 gibi. )

150# Yerine 600# Kaynak Boyunlu Flanşlar Kullanılsaydı Ne Olurdu ?

ASME B16.5 Standardına göre flanşların basınç sınıfı libre-pound ( # ) olarak belirtilir. 600# flanşlar, 150# flanşlara göre daha kalındır. Aşağıdaki 600# basınç sınıfına göre imal edilen flanşların ölçüleri listelenmektedir.  Flanşların kalınlığı ( tf ) 150# için 17.5 mm iken, 600# basınç sınıfı için 25.4 mm’dir. Yani kalınlık basınç sınıfı arttığında artmaktadır.

ASME Ölçü 600#

ASME Ölçü 600#

EN 1092-1’e Göre İmal Edilen Flanşlar Nedir ?

tip 11 flanş çizimi

tip 11 flanşın çizimi

EN ISO 1092-1 standardına göre flanşlara bakıldığında ASME B16.5 standardından farklı olarak, flanşlar Tip1, Tip2 şeklinde sınıflandırılmaktadır. Örnek olarak yukarıdaki şekilde verilen Tip 11 Kaynak boyunlu flanşlar gösterilebilir.

EN ISO 1092-1 standardında, flanşların basınç sınıfları 150#, 300# şeklinde değil, PN ( Pressure Number ) yani Basınç Sınıfı ile sınıflandırılmaktadır. Basınç numarası artan flanşların kalınlıkları da standarda göre artmaktadır. ASME B16.5 standardında verdiğimiz örnekteki gibi, EN ISO 1092-1’de de PN 10 basınç sınıfı ile PN 40 basınç sınıfı arasında kalınlık farkı olacaktır. PN 40 basınç sınıfına göre imal edilen flanşlar, PN 10’dan daha kalın olacaktır.

1092 Ölçüler

1092 Ölçüler

EN ISO 1092-1 standardına bakıldığında her bir basınç sınıfı için ayrı bir tablo görülmektedir. Yukarıdaki tabloda, PN 10 basınç sınıfında bütün flanşlar için ölçülerin verildiği “ çizelge 12 “ verilmektedir.

EN ISO 1092-1 ‘e Göre İmal Edilen Flanşların Ölçü Kontrolü

Örnek bir ölçü kontrolü yaparsak; DN 50 PN 10 Tip 11 flanşların kontrolünde aşağıdaki adımlar atılmalıdır.

 

1092 teknik çizim

1092 teknik çizim

 

 

Ölçüler yukarıdaki tabloda verilmektedir.

D : 165 mm istenmektedir. ( Dış Çap )

K : 125 mm istenmektedir. ( Cıvata Dairesi Çapı )

L : 18 mm istenmektedir. ( Cıvata Delik Çapı )

Cıvata Sayısı : 4 adet cıvata deliği olmalıdır.

A : Boyun Dış Çapı : 60.3 mm istenmektedir.

C2 ölçüsü : 18 mm istenmektedir. ( Flanş Kalınlığı )

H2 ölçüsü : 45 mm istenmektedir. ( Flanş Yüksekliği )

N1 ölçüsü : 74 mm istenmektedir. ( Boyun Çapı )


Conta Basma Yüzeyi Nedir ?

İki flanşın bir araya gelmesi ile birlikte civatalar yardımıyla sabitlenen flanşların, sızdırmazlığının sağlanması amacıyla aşağıdaki şekilde görülen tırtıklı yüzey flanşların bazılarında bulunmaktadır.

Conta Basma Yüzeyi

Conta Basma Yüzeyi

Koyu renk ile gösterilen conta basma yüzeyleri, belirli bir yüzey pürüzlülük değerine sahiptir. Pürüzlü yapılarından dolayı, oraya oturan contaların kayması engellenir ve sızdırmazlık özellikleri arttırılmış olur.

 

Dirsek ile ilgili yazımız için aşağıdaki bağlantıyı inceleyebilirsiniz.

https://www.metalurjimalzeme.net/dirsek/

 

Redüksiyon ile ilgili yazımız için aşağıdaki bağlantıyı inceleyebilirsiniz.

https://www.metalurjimalzeme.net/reduksiyon-nedir/

 

Flanşlar ile ilgili Wikipedia sayfası için aşağıdaki bağlantıyı incelyebilirsiniz.

https://en.wikipedia.org/wiki/Flange

 

The post Flanş Nedir ? appeared first on Metalurji & Malzeme Bilimi.

]]>
Demir Nedir ? https://www.metalurjimalzeme.net/demir-nedir/ Fri, 16 Nov 2018 11:31:04 +0000 https://www.metalurjimalzeme.net/?p=1522 Demir Nedir ? Demir nedir diye sorduğumuzda, aslında mühendisliğin ve uygarlık uygulamalarında en önemli metal olarak kabul edilen bir malzemeyi kastetmekteyiz. Demir Latincede Ferrum’dan gelen “ Fe “ simgesi ile simgelenmektedir. Demir hayatımızda o kadar çok yer etmiş bir metaldir ki, Ülkelerin gelişmişlik seviyeleri bile kişi başına tüketilen demir miktarıyla ölçülmektedir. Demirin atom ağırlığı 55.8 olup, atom numarası 26’dır. Ağırlıkça Dünya’da en çok bulunan elementtir ve Dünya çekirdeğinin dış ve iç kısımlarında bol miktarda bulunmaktadır. Bu oran yaklaşık % 5’tir. Demirin -2’den +7’ye kadar değerliği olmasına rağmen en yaygın bulunan element değerlikleri +2 ve +3’tür. Rengi metalik gri olarak tanımlanmaktadır.

The post Demir Nedir ? appeared first on Metalurji & Malzeme Bilimi.

]]>
Demir Nedir ?

Demir nedir diye sorduğumuzda, aslında mühendisliğin ve uygarlık uygulamalarında en önemli metal olarak kabul edilen bir malzemeyi kastetmekteyiz. Demir Latincede Ferrum’dan gelen “ Fe “ simgesi ile simgelenmektedir. Demir hayatımızda o kadar çok yer etmiş bir metaldir ki, Ülkelerin gelişmişlik seviyeleri bile kişi başına tüketilen demir miktarıyla ölçülmektedir.

Demirin atom ağırlığı 55.8 olup, atom numarası 26’dır. Ağırlıkça Dünya’da en çok bulunan elementtir ve Dünya çekirdeğinin dış ve iç kısımlarında bol miktarda bulunmaktadır. Bu oran yaklaşık % 5’tir. Demirin -2’den +7’ye kadar değerliği olmasına rağmen en yaygın bulunan element değerlikleri +2 ve +3’tür. Rengi metalik gri olarak tanımlanmaktadır.

Periyodik cetvelde, 8. Grup, 4. Periyod d grubunda bulunur. Geçiş metalleri sınıfındadır.

En yaygın demir cevherleri ; Magnetit, Hematit, Limonit, Götit ve Pirit şeklinde sıralanmaktadır.

Türkiye’de demir cevherinin en çok çıkarıldığı yerler aşağıdaki gibidir;

  • Sivas – Divriği
  • Balıkesir – Edremit
  • İzmit – Torbalı
  • Hatay
  • Bingöl
  • Kayseri
  • Malatya – Hekimhan

Mekanik Özellikleri

Oda sıcaklığında katı halde bulunan demir, 1538°C’de ergir. 2862°C’de ise kaynamaya başlar. Yoğunluğu yaklaşık olarak 7.87 gr/cm3’tür.

Demir element olarak oksijene ilgisi ( afinitesi ) çok yüksek olan bir metal türüdür. Element olarak bulunması meteor veya düşük oksijen ortamlarında mümkündür. Ortamda oksijen bulunduğunda direkt olarak bağ yaparak demir oksidi oluşturur. Buna halk arasında pas denilmektedir. Demirin alüminyumdan farkı, alüminyum oksijen ile bağ yaptığında oluşan oksit tabakası alüminyum üstünde koruyucu bir tabaka görevi görür iken, demirde bu olay gözlemlenmez. Demir yüzeyinde oluşan pas dökülür, yerine tekrar paslanmaya müsait demir yüzeyi çıkar. Bu olay, demir tamamen paslanana kadar devam eder.

demir nedir

demir nedir

Saf demir, görece yumuşaktır. İçerisine alaşım elementi katıldıkça sertleşir. Demir-Karbon Denge Diyagramına göre, demir içerisine % 2’ye kadar karbon elementi eklendiği zaman çelik elde edilmektedir. Çeliğin sertliği saf demire oranla 1000 kat daha fazladır. Bu da modern sanayide kullanılabilmesini sağlamıştır.

 


Demir Üretimi

Demir nedir sorusuna cevap ararken ilk olarak, nasıl üretildiğinin bilinmesi gerekmektedir. Demir, doğada cevher olarak bulunmaktadır. Cevher halinden, mühendislik malzemesi haline gelmesi, metalurji mühendisliğinin sahasına girmektedir. Bu üretim sürecinde yüksek fırın kullanılmaktadır. Yüksek fırınlar, yaklaşık 100 metre uzunluğa sahip ham demir üretmeye yarayan fırınlardır. Ülkemizde Erdemir, Kardemir, İsdemir gibi devasa büyük üretim tesislerinde yüksek fırın örneklerine rastlanılmaktadır.

Ülkemizde, yüksek fırınlara kadın isimleri verilir. Bunun nedeni, üretim ve verimliliğin yüksek olmasının istenmesidir. (Doğurganlığa atıfta bulunulmaktadır. )

Çok detaya girmeden anlatacak olursak, kok kömürü şarj edilen yüksek fırında, demir oksit cevheri ile kok kömüründeki karbon ve eklenen kireç reaksiyona girer. CO2, CO gazları meydana gelir. Oluşan sıcaklıkla birlikte, fırının üst kısmından verilen hammaddeler ( hematit, kok kömürü, kireç taşı vb. ) ergimeye başlar. Temel husus; demir oksitin indirgenmesidir. Bu indirgenme olayı da, oluşan CO ( karbon monoksit ) gazı ile meydana gelmektedir.

Bu işlem sonucunda ham demir oluşur. Yan ürün olarak da cüruf oluşmaktadır. Cüruf yoğunluğu, pik demirden daha düşük olduğu için ergiyik halde bulunan demirin üstünde toplanır. Ergiyik halde bulunan demir de, yüksek fırının altından alınır. Böylece ham demir oluşmuş olur.

Oluşan ham demir, yüksek karbon içeriğine sahiptir ve mühendislik alaşımları içerisinde kullanılabilmesi için, çelik haline getirilmesi gerekmektedir. Bu nedenle yüksek fırında oluşan ham demir çelik hane’ye iletilerek, karbon miktarı azaltılır ve gerekli alaşım elementleri eklenerek kullanılabilir hale getirilir.

Demirin ergitilmesi için önceki yıllarda odun kömürü kullanılmaktaydı. Bu kömürün üretilebilmesi için ağaçların kesilmesi gerektiğinden ve ağaç sayısının azalmasından dolayı yerine kok kullanılmaya başlanmıştır. Kok kömürünün bu tip sanayi uygulamalarında kullanılması, metal eritme işlemlerinde gereksinim duyulan bu yüksek enerjinin sağlanılmasına neden olmuştur.

Kullanım Alanları

Demir nedir sorusuna net cevap vermek adına ilk önce demir karbon denge diyagramı ile ilgili yazımızı okumanızı tavsiye ederiz.

https://www.metalurjimalzeme.net/demir-karbon-denge-diyagrami/

demir nedir diyagram

demir nedir diyagram

Önceki paragraflarımızda da bahsettiğimiz üzere, malzeme bilimi ne kadar yol aldıysa da, halen demir ve çelik alaşımları bütün Dünya’da en çok kullanılan malzeme grubunu temsil etmektedir. Bu husustaki en önemli faktör, dayanımının yüksek olması, şekil verilebilir olması ve üretiminin kolay olmasıdır.

Aşağıda listelenen sektörler, bir demir alaşımı olan çeliğin yaygın olarak kullanıldığı yerlerdir. Örnekler rahatlıkla çoğaltılabilir.

  • Neredeyse bütün endüstri gruplarında kullanılabilir olması,
  • Otomotiv Sanayi,
  • Gemi inşaatı Sanayi,
  • Petrol-Doğal Gaz Santralleri ve Boru Hatları,
  • İnşaat, yol, köprü yapımları.
  • Basınçlı Ekipmanlar ( Eşanjör, Depolama Tankları )

Bütün bu sıralananlara ek olarak, kırmızı kan hücrelerinde hemoglobin adı verilen proteinde de demir bulunmaktadır ve oksijeni bağlayarak kan ile oksijen taşınmasını sağlar.


Metalurjik Uygulamalar

denge diyagramı

denge diyagramı

Demir – Karbon Denge Diyagramı incelendiğinde alfa-demirinin çok küçük miktarda alfa demiri çözebileceği görülebilmektedir. Bu miktar % 0.02 civarındadır. Çözebildiği düşük karbondan dolayı, alfa demirleri yumuşak ve kullanıma uygun değildirler. Alfa demiri manyetiktir.

Demirin, östenit fazına bakıldığında ise, çözebildiği karbon miktarı % 2’ye kadar çıkabilmektedir. Demir, östenit fazında iken YMK – Yüzey Merkezli Kübik kafes yapısına sahip olduğundan dolayı, kayma düzlemleri fazladır ve şekil verilebilirliği de yüksektir. Demir, östenit fazında iken manyetik değildir.

%3.5 – 4 arasında karbon içeren pik demir ise içerisinde istenmeyen alaşım elementleri bulundurması ve yüksek karbon ihtivası nedeniyle, endüstriyel uygulamalar için uygun değildir. Ancak; dökme demir ve çelik imalatı için bir ” ara ürün ” olarak kullanılmaktadır. Pik demir, içerisinde yüksek miktarda kükürt, fosfor ve silikon barındırır. Bu elementlerin fazla olması mekanik özellikleri kötü etkilemektedir.

Dökme demirlere bakıldığında ise, çeliğe oranla yüksek karbon içermesi nedeniyle ( %2-4 arasında ), yüksek sertlik ve dayanım sergilerken, darbe dayancının düşük olması kullanımlarını kısıtlamaktadır. Dökme demirlerdeki fazla karbon, mikro yapı içerisinde sementit ve demir karbür Fe3C şeklinde bulunmaktadır.

https://www.metalurjimalzeme.net/dokme-demir/

wikipedia’nın dökme demir ile ilgili makalesine ulaşmak için aşağıdaki bağlantıyı kullanabilirsiniz.

https://en.wikipedia.org/wiki/Cast_iron

Ötektoid nokta olan 723°C ve %0.8 karbon içeren çeliği, oda sıcaklığına kadar yavaş soğutursanız, alfa demiri ve sementit oluşmakta iken, aynı özellikteki çeliği hızlı soğutma ile oda sıcaklığına soğutursanız, karbon yapıdan ayrılıp sementit oluşturmaya vakit bulamaz ve kristal yapı içerisinde kalır ve martenzit denilen aşırı sert bir hal alır. Bu yapı çeliğin alabileceği en sert yapıdır ancak, sertliğinden dolayı kırılgandır. Oluşan bu yapı, ısıl işlem ile martenzit ve perlit yüzdeleri değiştirilebilir. Soğutma işlemi ne kadar yavaş yapılır ise, o oranda perlit oluşur, martenzit miktarı azalır.

Karbon Çelikler


Karbon çelikler, mühendislikte % 2 veya daha düşük karbon içeren demir alaşımlarına verilen genel isimdir. Karbon içeriği yanında, mangan, kükürt, fosfor ve silikon gibi alaşım elementleri de eklenmektedir. Paslanmaz çeliklerden farklı olarak krom, nikel gibi elementler karbon çeliklerde bulunmazlar.

Bu tip demir alaşımlarına analiz yapıldığında ve içeriklerinde fosfor ve kükürt bulunduğunda, bu oluşum standartlar tarafından sınırlandırılmaktadır. Çünkü fosfor ve kükürt, demir alaşımlarında istenmemektedir. Düşük sıcaklıklarda kırılganlığa neden olabilen bu elementler, demir alaşımlarının dayanımlarını düşürmektedirler.

demir nedir kimyasal

demir nedir kimyasal

Yukarıdaki tablo, ASME standardına ait olup SA-516 bölümündeki karbon çelik demir alaşımlarının kimyasal analizlerini göstermektedir. Kırmızı ile işaretli kısımda, fosfor ve kükürt oranları %0.035 ile sınırlandırılmıştır. Ölçüm sonuçlarına göre bu değerden yüksek olan miktarlarda kullanımına izin verilmez.

Karbon çelik dediğimiz demir alaşımları halen dünya’da en çok kullanılan çelik türüdür. Ancak; bu alaşımların en büyük dezavantajı korozyondur. Korozyon, her yıl Dünya ekonomisinin % 1’ini etkilemektedir. Bu da üstüne düşünülmesi gereken bir konudur. Korozyonu önlemek için bilim insanları, mühendisler her yıl yeni bir metot çıkarıyorlar. En bilinen korozyon önleme mekanizmaları;

  • Galvanizleme
  • Boyama
  • Kaplama
  • Katodik Koruma vb.

şeklinde sıralanmaktadır.

Korozyon ile ilgili yazımız için aşağıdaki bağlantıyı inceleyebilirsiniz.

https://www.metalurjimalzeme.net/korozyon-nedir/

 

Umarız bu yazımızda, demir nedir sorunuza cevap verebilmişizdir.

Teşekkürler…

Murat Kulaç

 

 

 

 

The post Demir Nedir ? appeared first on Metalurji & Malzeme Bilimi.

]]>
Ark Nedir ? https://www.metalurjimalzeme.net/ark-nedir/ Tue, 13 Nov 2018 08:17:55 +0000 https://www.metalurjimalzeme.net/?p=1501 Ark Nedir ? Bu yazımızda ark nedir sorusunun cevabını sizlere açıklamaya çalışacağız. Yazı içeriğimiz gereği ark nedir sorusunu daha çok kaynak işlemi ile ilişkilendirsek de, ark, aslında kaynak işlemi ile ilgilisi olsun ya da olmasın bütün insanların hayatında tanık olduğu bir hadisedir. Yukarıdaki şekilden de görüleceği üzere, ark mavimsi renkte bir elektrik boşalması anlamına gelmektedir. Elektrik akımı normal şartlar altında, iletken bir kablodan akar. Bu akımın kablodan iletilmesi ve akım çevrimi olabilmesi için bir iletken tel ve bir enerji üreteci ( pil ya da akü ) olması gerekmektedir. Elektrik enerjisi üreteci, telin her iki ucunda bir gerilim farkı oluşturur. Yani

The post Ark Nedir ? appeared first on Metalurji & Malzeme Bilimi.

]]>
Ark Nedir ?

Bu yazımızda ark nedir sorusunun cevabını sizlere açıklamaya çalışacağız. Yazı içeriğimiz gereği ark nedir sorusunu daha çok kaynak işlemi ile ilişkilendirsek de, ark, aslında kaynak işlemi ile ilgilisi olsun ya da olmasın bütün insanların hayatında tanık olduğu bir hadisedir.

ark nedir nasıl oluşur

ark nedir nasıl oluşur

Yukarıdaki şekilden de görüleceği üzere, ark mavimsi renkte bir elektrik boşalması anlamına gelmektedir. Elektrik akımı normal şartlar altında, iletken bir kablodan akar. Bu akımın kablodan iletilmesi ve akım çevrimi olabilmesi için bir iletken tel ve bir enerji üreteci ( pil ya da akü ) olması gerekmektedir. Elektrik enerjisi üreteci, telin her iki ucunda bir gerilim farkı oluşturur. Yani pilin bir kutubu + diğer kutubu ise – şeklinde yüklüdür ve bu iki kutup arasında bir gerilim farkı yani potansiyel fark vardır. Bu potansiyel fark ne kadar büyük ise, akım da o oranda büyük olacaktır.

V = I x R formulü de bu eşitliği gösterir. Direncin sabit kaldığı varsayımı ile, Akım ( I ) arttırıldığında, gerilim yani potansiyel fark da ( V ) aynı oranda artmaktadır.

Ark Nedir ? Oluşumu Nasıldır ?

Bir önceki paragrafta da bahsettiğimiz üzere, gerilim ne kadar büyük olur ise, akım da o oranda büyük olacaktır. Ancak akımın oluşabilmesi için bir iletken tel gerekmektedir. Normal şartlar altında, bir ucu +, diğer ucu – olan iki teli birbirlerine yaklaştırdığınızda hava iletken olmadığı için, akım akmayacaktır.

Ancak; eğer gerilim yeterince büyük olur ise; havanın iletkenlik direnci aşılacak böylece, hava da iletken hale gelecektir. Yani; ortada bir tel olmadan elektrik akımı bir uçtan diğer uca akacaktır. Bu esnada büyük bir enerji açığa çıkmaktadır. İşte bu görüntü ark adını verdiğimiz oluşumdur. Ark, bir maddenin plazma halidir. Rengi mavimsidir. İnsanların yıldırım diye tabir ettiği olay da aslında bir ” Ark ” tır.

Yıldırım oluşumu ile ilgili aşağıdaki videoyu incelemenizi öneririm.

https://www.youtube.com/watch?v=h-0gNl5f4BU

yıldırım oluşumu

yıldırım oluşumu

 


Endüstriyel Uygulamalarda Elektrik Ark Nedir ?

Endüstriyel uygulamalara baktığımızda, elektrik arkı, kaynak, plazma kesimi, çelik üretiminde kullanılan elektrik ark ocaklarında kullanılmaktadır.

Elektrik ark ocakları ile ilgili yazımız için aşağıdaki bağlantıyı inceleyebilirsiniz.

https://www.metalurjimalzeme.net/elektrik-ark-ocagi/

elektrik ark kaynağı

elektrik ark kaynağı

Yukarıdaki şemada, tipik bir elektrik ark kaynağı örneği görülmektedir. Şema incelenirse eğer, elektrot ile iş parçası ( work ) arasında ” arc ” yazmaktadır. Kaynak makinesi, şase bağlantısı malzemeye yapılmaktadır. Yani, örnek olarak kaynak makinesinden çıkan ( – ) kutup, bir kablo yardımıyla kaynak yapılacak malzemeye bağlanır. Böylece malzeme – yüklenmiş olur. Kaynak elektrodu ise, kaynak makinesinden çıkan + kutuba bağlıdır. Yukarıdaki şemada da görüleceği üzere, elektrot, malzemeye yakınlaştırıldığında hava belli bir gerilim değerinden sonra iyonize olarak elektrik akımını iletmeye başlayacaktır. İşte bu kaynak arkıdır. Oluşan kaynak arkı, yönteme göre, akım ve voltaja göre değişken olup sıcaklığı yaklaşık olarak 3000 °C’dir.

Elektrik ark kaynağında, oluşan bu 3000°C’lik sıcaklık ile malzeme eritilerek kaynak işlemi yapılmaktadır. Arkın keşfedilmesi ve sanayide kullanılması, sanayi devriminin oluşması ve gelişmesinin temeli sayılmaktadır.

Aşağıdaki şekil ark sıcaklığının dağılımını göstermektedir. Arkın oluştuğu tepe noktada sıcaklık ve akım en yoğun olduğu konumdadır. Bu noktada sıcaklık yaklaşık 3900°C ‘lere kadar çıkmaktadır. Kaynak işleminin olduğu yeşil alanda ise, yaklaşık 2900-3000°C bir sıcaklık aralığı vardır ve dikkatli bakılır ise, bu sıcaklık bir sütun gibi yukarıdan aşağıya doğru inmektedir.

ısı modeli

ısı modeli

Elektrik arkı, yukarıdan aşağıya doğru bir elektrik akımı geçişidir. Ancak burada akım taşıyan madde gazdır. Manyetiklik özelliklerinden dolayı, içerisinden akım geçen bir tel etrafında bir manyetik alan oluşturmaktadır. Buradan çıkarılacak sonuç, elektrik arkı çevresinde bir manyetik alan oluşturmaktadır. Ark üflemesi yazımızda da bahsettiğimiz üzere, oluşan elektrik arkı etrafında manyetik alan var ise, oluşan ark stabil olmayacak arkın durumuna göre düzensizleşecektir. Karasız bir hale gelecektir. Bu durum eğer kaynak yapılıyor ise, kaynağın düzgün olmamasına, kaynak hatalarına neden olacaktır.

Ark üflemesi ile ilgili yazımız için aşağıdaki bağlantıyı inceleyebilirsiniz.

https://www.metalurjimalzeme.net/ark-uflemesi-ve-nedenleri/

Pinch Etkisi


ark nedir pinch etkisi

ark nedir pinch etkisi

Yukarıdaki şekle bakacak olursanız, ark içerisinde gözle görülmeyen yukarıdan aşağıya doğru elektrik akımı şema olarak gösterilmektedir. Birbirleriyle paralel olarak aşağıya doğru akan akımlar, manyetik etki ile, birbirlerini çekmektedir. Bu çekim kuvvetine pinch etkisi ” Pinch Effect ” denilmektedir. Ark içerisinde bu oluşum meydana gelir. Bu etki ile, kaynak metali damlalar halinde koparak, kaynak banyosuna düşer.

pinch effect

pinch effect

Yukarıdaki şekilde, kaynak elektrodunun aşağı kısmında ark meydana gelmesi gösterilmektedir. Ark içerisinde aynı yönde akım oluşması ile birlikte, pinch effect ile, sağdan ve soldan eriyen elektroda kuvvet etki etmesi ile ( P ), eriyen elektrodun damlalar halinde koparak aşağıya, kaynak banyosuna düşmesi gösterilmektedir.

Diğer Sektörler ve Ark Kullanımı

Sinema Sektöründe Ark Nedir ?

ark nedir - imax

ark nedir – imax

Eskiden karbon ark lambaları kullanılan sinema sektöründe, bir çoğumuzun yakından tanıdığı ” IMAX ” teknolojisi de yeni bir ark teknolojisi kullanmaktadır. Yukarıdaki şekilde xenon ark lambası görülmektedir. Bu lamba çok güçlü ve yoğun bir beyaz ışık elde edilmesini sağlar ve modern sinema salonlarında kullanılmaktadır. Özellikle görüntü kalitesinin önemli olduğu bu IMAX teknolojisinde kullanılmaktadır.

Aydınlatma Sektöründe Ark Nedir ?

Aydınlatma sektöründe ark ışını, bir çoğumuzun yakından bildiği bir yerde daha kullanılmaktadır. Ark oluşumu, voltaj ve kullanılan renk değiştirmektedir. Xenon gazı ile oluşan ışınlar, günümüzde bir çok otomobilde kullanılan sarı – beyaz ışık olarak gözümüze çarpmaktadır. Xenon ışıklarda da, yukarıda anlatılanlara benzer bir şekilde yüksek bir voltaj – gerilim xenon gazını iyonize ederek ark oluşturur. Bu güçlü ışıma da, günümüzde araçların yolları aydınlatmasında kullanılmaktadır.

xenon far

xenon far

Xenon ışıklara ek olarak, neon ışıklar, floresan lambalar da gaz boşalması ile oluşan ışıklardır. Yıldırım ve kaynak arkı kadar olmasa da, benzer mantıkla oluşmaktadırlar.

Floresan lambalarda daha düşük basınç ve gerilimle ışık elde edilmektedir. Bu lambaların içerisinde cıva buharı vardır ve gerilimle birlikte  iyonlaşma meydana gelerek ışıma oluşur. Bu tip lambalar konvensiyonel akkor telli lambalara göre çok daha verimlidirler ve yapılan araştırmalara göre, floresan lambaların kullanım oranı Dünya’da her yıl artmaktadır.

Ark Işınları ve Korunma

Kaynak işlemi sırasında oluşan ark, kızılötesi, morötesi ve görünen parlak ışınlar olmak üzere çalışanlar üzerinde zararlı etkileri olan ışınlar yaymaktadır. Bu ışınların çalışanlara en çok zarar verdiği yer gözlerdir. Bu nedenle kaynak işlemi sırasında bu ışınlardan korunmak için kaynak maskesi kullanılması büyük önem arz etmektedir.

kaynak maskesi

kaynak maskesi

Bu ışınlar göze temas ettiklerinde, retinayı direkt olarak etkiledikleri için, uzun vadede görme kaybına neden olmaktadır.

Ark ışınları sadece, göze değil aynı zamanda kaynak sırasında vücudun açık deri kısımlarına da sağlık açısından kötü etki etmektedir. Bunun önlenmesi için özel kaynakçı kıyafetleri giyilmesi gerekmektedir. Bu ışınlar vucüdun boyun, kol gibi kısımlarına uzun süre etki ettiklerinde, vucut bir miktar radyasyona maruz kalır ve kızarıklığa neden olur. Aşağıdaki resimde görülen özel koruyucu kıyafetler giyilmez ise, uzun vadede cilt kanserine varan hastalıklara neden olabilmektedir.

kaynakçı kıyafetleri

kaynakçı kıyafetleri

 

 

 

 

The post Ark Nedir ? appeared first on Metalurji & Malzeme Bilimi.

]]>
Redüksiyon Nedir ? https://www.metalurjimalzeme.net/reduksiyon-nedir/ Tue, 06 Nov 2018 19:41:33 +0000 https://www.metalurjimalzeme.net/?p=1440 Redüksiyon Nedir ? Redüksiyon, genellikle boru hatlarında kullanılmaktadır. Kullanım amacı; borunun ya daha büyük ya da daha küçük başka bir boru hattına bağlanmasını sağlamaktır. Yukarıda örnek olarak verilen bir paslanmaz çelikten konsantrik redüksiyonun fotoğrafı görülmektedir. Bu bağlantı elemanının bir ucuna büyük çaplı boru, diğer ucuna da küçük çaplı boru kaynak yapılarak montaj yapılır. Böylece boru hattı, yekpare bir şekilde devam edebilmektedir. Redüksiyonların boyları, standartlarda verilir. Genellikle büyük çap ile küçük çapın ortalaması şeklinde verilse de, standartlarda verilen ölçülere uyulmak zorundadır. Redüksiyonlar, sistemler, akışkanın boru içerisinden kesintiye uğramadan geçmesini sağlarlar. Eğer sistemde, boru çapı değişiyor ise bu bağlantı redüksiyon ile sağlanır.

The post Redüksiyon Nedir ? appeared first on Metalurji & Malzeme Bilimi.

]]>
Redüksiyon Nedir ?

Redüksiyon, genellikle boru hatlarında kullanılmaktadır. Kullanım amacı; borunun ya daha büyük ya da daha küçük başka bir boru hattına bağlanmasını sağlamaktır.

konsantrik redüksiyon

konsantrik redüksiyon

Yukarıda örnek olarak verilen bir paslanmaz çelikten konsantrik redüksiyonun fotoğrafı görülmektedir. Bu bağlantı elemanının bir ucuna büyük çaplı boru, diğer ucuna da küçük çaplı boru kaynak yapılarak montaj yapılır. Böylece boru hattı, yekpare bir şekilde devam edebilmektedir. Redüksiyonların boyları, standartlarda verilir. Genellikle büyük çap ile küçük çapın ortalaması şeklinde verilse de, standartlarda verilen ölçülere uyulmak zorundadır.

Redüksiyonlar, sistemler, akışkanın boru içerisinden kesintiye uğramadan geçmesini sağlarlar. Eğer sistemde, boru çapı değişiyor ise bu bağlantı redüksiyon ile sağlanır. Büyük çoğunlukla konsantrik redüksiyonlar kullanılsa da, eksantrik redüksiyonlar da kullanılabilmektedir. Eksantrik olanların kullanılma nedeni genellikle; devam eden boru hattının ya üstten ya da alttan aynı seviyede olmasını sağlayabilmektir.

Redüksiyonlar, inch ya da metrik ölçülerde sipariş edilebilmektedir. Genellikle metrik olanlar EN yani Avrupa Normları, inch olanlar ise Amerikan Normlarıdır.

Genellikle 2 farklı tip reduksiyon bulunmaktadır.

Redüksiyon Tipleri

1- Eksantrik Redüksiyon


ekzantrik redüksiyon

eksantrik reduksiyon

Yukarıdaki fotoğrafta eksantrik redüksiyon örneği görülmektedir. Renginden de anlaşılacağı üzere, paslanmaz çelikten imal edilmiş bir fittingstir. Fittings, İngilizce ” Bağlantı Elemanı ” anlamına gelir ve boruları birbirine bağlayan malzemelere verilen genel isimdir. Dirsek de bir ” Fittings “dir.

İlgili standartlarda ASME ya da EN, fittings ölçülerinin ayrı ayrı ölçüleri ve toleransları verilmektedir. Fittings imalatçıları bu ölçüler ve toleranslar dahilinde imalat yapmak zorundadır. Standartlarda fittingsler için, büyük çap, küçük çap, büyük çap tarafına ait et kalınlığı, küçük çap tarafına ait et kalınlığı ve fittings boyu belirtilmektedir.

Eksantrik redüksiyonun akılda kalması açısından, şeklindeki eşit olmama durumu, araçlardaki eksantrik miline benzetilerek giderilebilir. Çünkü bilindiği üzere, eksantriklik eş eksenden farklı anlamına gelmektedir. Büyük çaptan küçük çapa daralırken, bir taraf zemine paralel giderken, diğer taraf zemine belirli bir açı ile eğimli olarak daralmaktadır.

Eksantrik Redüksiyon Kullanımı Faydaları

  • Eksantrik tip fittings kullanımı akışkanlardan dolayı oluşan ses ve titreşimi azaltmaktadır.
  • Kısa olduğundan dolayı az yer kaplayarak boruları birleştirir.
  • Bir tarafı düz olduğu için, türbülans daha az meydana gelir.
  • Aşağıdaki şekilde de görüleceği üzere, büyük çaplı borulardan gelen akışkanın, pompalara gireceği yerlerde türbülansı engellemek adına eksantrik redüksiyon kullanımı büyük avantaj sağlamaktadır.

    eksantrik redüksiyonun pompalarda kullanımı

    eksantrik redüksiyonun pompalarda kullanımı

2- Konsantrik Redüksiyon

konsantrik redüksiyon

konsantrik redüksiyon

En çok kullanılan reduksiyon tipi konsantrik tiptir. Yukarıdaki şekilden konsantrik reduksiyonun neye benzediği anlaşılabilmektedir. Eksantrik tipten farklı olarak, büyük çaptan küçük çapa daralırken her yönden eşit yönde daralmaktadır. Boru hattını iç çaptan ortalarsak, konik şeklinde bir daralma görülmektedir.

Örnek olarak 2″ x 1″ Sch 10 Konsantrik Reduksiyon kullanıldığında, redüksiyon ölçüsü ASME ( American Society of Mechanical Engineers ) B16.9 standartlarına göre, 60.3 mm boru çapından 33.4 mm boru çapına daralan ve et kalınlıkları redüksiyonun her iki ucunda da 2.77 mm’dir. Uzunluğu da 76 mm’dir.

Not : Ölçüler ASME B.16.9 standardından alınmıştır.


Redüksiyon Sipariş Bilgileri

Bir proje için redüksiyon sipariş edileceği zaman aşağıdaki bilgiler talep edilmelidir.

  • Büyük çap ve Küçük çap ölçüleri ( inch ya da mm yani metrik olarak )
  • H uzunluğu
  • Her iki ucun da et kalınlığı
  • Malzemenin kalitesi ya da tipi ( paslanmaz çelik ya da karbon çelik, alüminyum, bakır vb. )
  • Kullanılacağı standart ( ASME ya da EN )
  • Redüksiyonun kaynaklı mı yoksa kaynaksız mı imal edileceği bilgisi.

Örnek Redüksiyonun Ölçü – Boyut Kontrolü

Aşağıdaki tabloda ASME standartlarına göre, konsantrik ve eksantrik redüksiyonların geniş çap, dar çap ve H – Uzunluk ölçüleri verilmektedir.

redüksiyon ölçüleri

redüksiyon ölçüleri

teknik çizim

teknik çizim

 

Yukarıdaki tabloda ( Table – 11 ), eksantrik ve konsantrik tiplerdeki fittingslerin teknik resimlerindeki uzunluk ölçüsü olan ” H ” ölçüsü verilmektedir.  Örnek bir çalışma aşağıda verilmektedir.

  • 4″ x 2″ Sch 10 Konsantrik Redüksiyonun sipariş verildiğini ve kalite kontrol personelinin bu fittingsi ASME B16.9 standardına göre kontrol ettiğini varsayalım.
  • Büyük çap : 114.3 mm, küçük çap ise 60.3 mm olmalıdır. Yukarıdaki tabloya bakıldığında da H ölçüsünün 102 mm olması gerektiği görülmektedir. Et kalınlıkları ise, büyük çap için 4″ Sch 10 kalınlığı 3.05 mm, 2″ Sch 10 için ise 2.77 mm olmalıdır.
  • Tabi ki mühendislikte imalat hiç bir zaman net ölçü ile verilmez. Her zaman için imalat toleransları olmaktadır. Amerikan standartlarına göre et kalınlıkları ( – ) eksi toleransları -%12.5 olarak belirlenmiştir. Buradan hareket ile 3.05 mm’nin minimum olması gereken ölçüsü 2.66 mm olarak belirlenir iken, 2.77 mm’nin ise 2.42 mm minimum olarak belirlenir. Yani; mikrometre ya da kumpasla kalınlık ölçümü yapıldığında, 3.05 mm’lik tarafın ölçüsü minimum 2.42 mm’ye kadar kabul edilebilir olmaktadır.
  • ASME B16.9 standardı tolerans tablosuna bakıldığında ise; H ölçüsünün +,- 2 mm tolerans aralığı olduğu tespit edilmiştir. Buna göre, istenen 102 mm’lik H ölçüsünün kabul ölçü aralığı 100 mm ile 104 arasında olmaktadır.
  • Yine aynı tablodan, çap ölçülerinin toleranslarına bakıldığında ise, 4″ çap ölçüsünün toleransı (+,-) 1.6 mm olarak tespit edilmiştir. Buna göre, 114.3 mm istenen büyük çap ölçüsü, 112.7 mm – 115.9 mm arasında ölçülebilir. Yani toleranslar büyük çapı bu ölçü aralığında kabul etmektedir. Diğer çap ölçüsü olan 2″ yani 60.3’ün tolerans tablosundaki değeri +1.6 mm, – 0.8 mm olarak tespit edilmiştir. Buna göre; küçük çap ölçülür iken 59.5 mm – 61.9 mm arasındaki ölçüler kabul edilebilir değerler arasındadır.

Et kalınlıkları ile ilgili tablo için aşağıdaki bağlantıyı inceleyebilir ve rehber olarak kullanabilirsiniz.

https://www.pipeflowcalculations.com/tables/schedule-10.php

Ayrıca redüksiyonlar ile ilgili yabancı kaynak için aşağıdaki bağlantı işinize yarayabilir.

http://www.pipingstudy.com/reducer.html

Diğer bir bağlantı elemanı – fittings çeşidi olan ” Dirsek ” ile ilgili yazımız için aşağıdaki bağlantıyı kullanabilirsiniz.

Dirsek Nedir ?

 

 

The post Redüksiyon Nedir ? appeared first on Metalurji & Malzeme Bilimi.

]]>
Bakır Nedir ? https://www.metalurjimalzeme.net/bakir-nedir/ Tue, 06 Nov 2018 06:09:48 +0000 https://www.metalurjimalzeme.net/?p=1425 Bakır Nedir ? Özellikleri Nelerdir ? Bakır, mühendislik açısından metaller arasında çok önemli bir yere sahiptir. Bakır alaşımları harika elektrik ve ısı enerjisi iletebilmeleri, paslanmaya karşı dayanımları, kafes yapısı nedeniyle sahip olduğu soğuk şekil verilebilme kabiliyetleri ve yorulma dayanımlarının yüksek olması nedeniyle tercih edilirler. Rengi aşağıdaki şekilde de görüleceği üzere kızıl-kahverengi rengindedir. Atom ağırlığı : 63.5’dir. Periyodik cetvelde ise; 11. Grup 4. Periyod D Bloğu Geçiş Metali  özelliklerini göstermektedir.   Tarihte ilk olarak Romalılar döneminde Kıbrısta çıkarılmıştır. Kıbrısın ismi Cyprus olup, Metal of Cyprus yani; Kıbrıs Metali olarak anılmaktadır. Daha sonra Latincede Cuprum olarak değişmiş en son olarak da 1500’lü

The post Bakır Nedir ? appeared first on Metalurji & Malzeme Bilimi.

]]>
Bakır Nedir ? Özellikleri Nelerdir ?

Bakır, mühendislik açısından metaller arasında çok önemli bir yere sahiptir. Bakır alaşımları harika elektrik ve ısı enerjisi iletebilmeleri, paslanmaya karşı dayanımları, kafes yapısı nedeniyle sahip olduğu soğuk şekil verilebilme kabiliyetleri ve yorulma dayanımlarının yüksek olması nedeniyle tercih edilirler.

Rengi aşağıdaki şekilde de görüleceği üzere kızıl-kahverengi rengindedir. Atom ağırlığı : 63.5’dir. Periyodik cetvelde ise;

  • 11. Grup
  • 4. Periyod
  • D Bloğu
  • Geçiş Metali  özelliklerini göstermektedir.

bakır

bakır

 

Tarihte ilk olarak Romalılar döneminde Kıbrısta çıkarılmıştır. Kıbrısın ismi Cyprus olup, Metal of Cyprus yani; Kıbrıs Metali olarak anılmaktadır. Daha sonra Latincede Cuprum olarak değişmiş en son olarak da 1500’lü yıllarda Copper olarak İngilizce’de ilk olarak kullanılmaktadır.

Kullanım Alanları

İnşaat yapılarında çatılarda kullanılır. Genellikle oksitlendiğinde yeşilimsi renk almaktadır. Bazı binaların çatılarında bu rengi gördüğünüzde çatısının bakırdan olduğunu anlayabilirsiniz.

 

bakırdan çatılı bir evbakırdan çatılı bir ev

 

Bakır yüksek elektrik iletkenliği özelliğinden dolayı, iletim hatlarında, kablolarda ve elektrik malzemelerinde bol miktarda kullanılmaktadır. Ayrıca bakır alaşımları, eşanjörlerde, ısıtma – soğutma sistemlerinde, boru ve fittingslerde bol miktarda kullanılmaktadır.

bakırdan imal fittings

bakırdan imal fittings

bakır tel

bakır tel

Bakırın çok iyi elektrik iletkenliği sayesinde iletim sektöründe bolca kullanılmaktadır. Dünya’da üretilen kabloların büyük bir çoğunluğu bakır kablolardan oluşmaktadır. Bu özelliği sayesinde elektrik motorlarında da bol miktarda bakır parça bulunmaktadır. Korozyona dayanımı, kolay şekillendirilebilirliği, iletkenliği ve iletkenlikteki verimliliği tercih edilme özelliklerinden sadece bir kaçıdır.

Bakırın ısıyı çok iyi iletmesi nedeniyle gıda sektöründe de bol miktarda kullanılmaktaydı. Günümüzde yerini büyük ölçüde paslanmaz çelik olanlara bıraktıysa da, bakır kapların gıda sektöründeki kullanımı halen küçümsenemeyecek boyuttadır.

bakırdan çaydanlık

bakırdan çaydanlık

Bakır ve bakır alaşımları manyetik değildir. Lehimleme işlemlerinde kolaylıkla kullanılabilirler. Ayrıca bir çok kaynak yöntemiyle kolaylıkla kaynak yapılabilirler.

Kaynak Yöntemleri ;


  • OksiAsetilen
  • Direnç Kaynağı
  • Sürtünme-Karıştırma Kaynağı
  • Elektrik Ark Kaynak Yöntemleri

Bakır ve alaşımları 2 farklı türde imal edilirler. Bunlardan ilki dövme diğeri de dökümdür.


Bakır ve Alaşımlarının Özellikleri

  • Korozyona yani paslanmaya karşı dirençlerinin yüksek olması,
  • Isı enerjisi iletkenliğinin yüksek olması,
  • Elektrik enerjisini düşük kayıplarla iletebilmesi,
  • Aşınma dayanımının yüksek olması,
  • Kaynak kabiliyetinin yüksek olması,
  • Üretiminin kolay olması.

Bakırın en iyi iletkenliği saf haliyle elde edilir. İçerisine saflığını bozacak alaşım elementi eklendiği oranda elektrik iletkenliği de o oranda düşer. Çeliğe oranla kıyaslandığında yaklaşık olarak çeliğin 6 katı kadar fazla bir elektrik iletkenliği vardır. Demir alaşımlarından daha düşük bir ergime sıcaklığına sahiptir. Saf hali 1083 Santigrat derecede ergir. Isıl iletkenlik miktarı ise, çeliğin yaklaşık 7 katı kadardır. Buna bağlı olarak ısıl genleşme katsayısı ise çeliğin 2 katı kadardır.

Bakır ve Mukavemet Artışı

bakır tel

bakır tel

Bakır, YMK yani yüzey merkezli kübik kristal yapısı dolayısıyla bir çok özellikte alüminyuma benzemektedir.

kym

kym

  • Tokluk,
  • Dayanım,
  • Şekil verilebilirlik vb. özellikleri kristal yapının yüzey merkezli kübik olmasından dolayıdır.

Bakır, YMK yani yüzey merkezli kübik yapısından dolayı kayma düzlemlerine sahiptir. Bu nedenle de soğuk şekillendirme işlemine rahatlıklı uyum gösterir. Bakır alaşımlarından bazılarında, soğuk şekillendirme işlemi sonucunda sertleşme olayı meydana gelebilir. Ancak bu durum şekil değiştirme işleminin aşırı yapılması neticesinde oluşmaktadır. Bu olay, bakırın sertleştirilme işleminde kullanılan yöntemlerden biridir.

Bakırın ve alaşımlarının mukavemet ve sertlik değerlerinin arttırılması isteniyor ise, aşağıdaki işlemlerden bir veya bir kaçı yapılmalıdır.

  • Başka metaller ile alaşım yapılması,
  • Tavlama ya da ısıl işlem,
  • Soğuk işlem ile şekil verme işlemi.

Isıl İşlem ile Sertleştirilemeyen Alaşımlar

Eğer ısıl işlem ile sertleştirilemiyor ise, alüminyumda olduğu gibi katı eriyik ile, intermetalik faz çökelmesi ile, tane sınırı sertleşmesi ile, soğuk işlem ile mukavemeti arttırılabilir. Bakıra alaşım elementi eklendiğinde, eklenen atomlar; mekanik değerlerin artmasını sağlar. Bu değerler; çekme ve akma dayanımı ve malzemenin sertliğidir.  Alaşım elementlerinin eklenmesi ile birlikte intermetalik faz oluşumu sağlanabilir. Bu fazın oluşumu ile, tane sınırlarında büyüme engellenir ve aynı çelikte olduğu gibi mukavemet artışı sağlanmış olur.

Çökelme sertleşmesi ile ilgili yazımız için aşağıdaki bağlantıyı inceleyebilirsiniz.

https://www.metalurjimalzeme.net/cokelme-sertlesmesi/

Soğuk işlem ile mukavemeti arttırılan malzemelerde, işlem sonrasında bir gerilim giderme tavı uygulanması tavsiye edilmektedir.  Buradaki amaç; soğuk şekil verilerek mukavemet kazandırılan malzemenin içerisinde oluşan iç gerilmeleri gidermek, herhangi bir işlemde malzemenin çatlamasını veya kırılmasını engellemektir.

Isıl İşlem ile Sertleştirilebilen Alaşımlar

Aynı alüminyumda olduğu gibi, yaşlandırma ısıl işlemi uygulanabilir. Bu işlem alüminyumdan da hatırlanacağı üzere, çözeltiye almak ve hemen akabinde su verme ile sonuçlanır. Isıl işlem ile sertleştirilen bakır alaşımları çok yüksek mukavemet değerlerine ulaşabilir ancak; bu tip alaşımların sayısı fazla değildir. Bakırın berilyum ile yaptığı alaşım bunlardan en çok bilinenleridir. Diğer alaşımlar ise, Cr, Ni, P ve Si elementleriyle yaptıklarıdır.

Alaşımları

Birçok farklı metal ile alaşım yapabilme özelliğine sahiptir. En çok alaşım oluşturduğu elementler aşağıda sıralandığı gibidir;

  • Alüminyum
  • Silisyum
  • Nikel
  • Kalay
  • Çinko’dur.

Bakırın alaşım elementleriyle yaptığı alaşımlar ve sınıflandırmaları aşağıdaki gibidir;

1- Saf Bakır ( Minimum % 99 oranında Bakır içermelidir. )

2- Az Alaşımlı Cu ( Minimum % 96 oranında Cu içermelidir. )

3- Pirinçler ( Bakır ve çinko alaşımlarıdır. Çinko içeriği % 40 oranına kadar çıkmaktadır. )

4- Cu – Sn Alaşımları ( % 10 Sn katılır. )

5- Cu – Si Alaşımları ( % 3 Si katılır. )

6- Cu – Al Alaşımları ( % 10 Al katılır. )

7- Cu – Ni Alaşımları ( Ticari adı Monel’dir. % 30 Nikel katılır. )

8 – Cu – Zn – Ni Alaşımları ( Yeni Gümüş adını alır. % 27 Zn, % 18 Ni elementlerini içerir. )

 


Saf Bakır ve Alaşımlarının Kaynak Kabiliyeti

Bakırın oksijene karşı afinitesi yüksek olduğundan dolayı kaynak işleminde ekstra özen gösterilmesi gerekmektedir. Aynı alüminyumda olduğu gibi, oksijene ilgisinden dolayı yüzeyi oksit tabakası ile kaplıdır. Bu da kaynak işlemi sırasında kaynak dikişinde oksitlere ve dolayısıyla kaynak hatalarına neden olabilmektedir.

Çelikten çok daha yüksek bir ısıl iletkenliğe sahip olduğundan dolayı, kaynak işlemi sırasında sıcaklığı tek bir noktada biriktirmek zor olmaktadır. Bu nedenle, kaynak yapılmak istenen bölge önceden bir ” ön ısıtma ” işlemine tabi tutulmalıdır. Böylece ergime için gereken ısı önceden verilmiş olup, kaynak sorunsuz bir şekilde tamamlanabilir.

Bakırın kaynağında dikkat edilmesi gereken bir diğer hadise ise, sıcaklık karşısında genleşmesinin yüksek olmasından dolayı, kaynak işlemi sırasında genleşmesi çeliklere göre nispeten daha fazla olacaktır. Bu nedenle fikstürler ile sabitlemek bakır kaynağından önce uygulanması gereken adımların başında gelir. Ayrıca; yüksek ısı girdisi verilmesinden kaçınılmalıdır. Çünkü ne kadar çok ısı girdisi verilir ise, bakırın genleşmesi ve çarpılmalar da o denli yüksek olacaktır. Kaynak sıralamalarının uygun yapılması da çarpılmaları ve şekil bozukluklarını önlemede önemlidir.

Pirinçlerin ( Cu-Zn ) kaynaklarında problem yaratacak element kalaydır. Ergime sıcaklığı düşük olduğundan dolayı, çinko, bakır daha erimeden erir ve hemen akabinde buharlaşır. Kaynak işlemi sırasında buharlaşan çinko gazı, gözeneklere dolayısıyla kaynak hatalarına neden olmaktadır. Bu olayı engellemek için kaynak sırasında nikel içeren tel kullanımı tavsiye edilmektedir.

Kaynak ve Hidrojen Hastalığı

Bakır kaynağı denilince, kaynak mühendislerinin aklına ilk olarak ” Hidrojen Hastalığı ” tabiri gelmektedir. Bu tabir, bakırda çatlak ve gözeneklere neden olur. Bu olayın en temel nedeni, ortamda eğer hidrojen bulunuyorsa ve kaynak işlemi yapılıyor ise; Cu2O, ortamdaki hidrojen ile birleşir ve H2O yani ” Su ” oluşturur. Oluşan bu su, yüksek sıcaklıkta su buharına dönüşerek kaynak dikişi içerisinde gözeneklere ve dolayısıyla çatlaklara neden olur. Bu tip kusurlar, bakırın kaynağında en çok ” Oksi-Asetilen ” yönteminde meydana gelmektedir.

Kaynak hataları ile ilgili yazımız için aşağıdaki bağlantıyı inceleyebilirsiniz.

https://www.metalurjimalzeme.net/kaynak-hatalari/

Önlenmesi

Kaynak sırasında genellikle Sn yani ” Kalay ” içeren teller kullanılmalıdır. Sn ‘ın oksijene karşı afinitesi çok yüksektir. Bu nedenle serbest halde bulunan oksijeni kendine bağlayarak hidrojen hastalığını önlemeye yardımcı olur.

Bakır imalatı ile ilgili video için aşağıdaki bağlantıyı inceleyebilirsiniz.

https://www.youtube.com/watch?v=KBPv2p7T1wo

Bakır ve Üretimi

Bakır cevheri madenden çıkarıldıktan sonra içerisindeki Cu konsantrasyonu %0.6 civarındadır. Bu cevher içerisinde kalkopirit CuFeS2, Cu5FeS4, CuS ve Cu2S bulunmaktadır. Bu mineraller ilk olarak bir kırıcı içerisinden geçirilir ve ufak parçalara bölünür.

Bu ufak parçalara bölünen cevherler köpük yüzdürme – flotasyon yöntemiyle diğer bileşenlerden ayrılarak % 15 civarına kadar bakıra ulaşılır. Daha sonra elde edilen bu malzeme flash ergitme yöntemiyle silika ile ısıtılır ve içerisinde bulunan demir bileşenden ayrılır.

Elde edilen Cu2S, kükürtten kurtulması için ve oksitlenmesi için kavrulur. Aşağıdaki reaksiyonda  da görüleceği üzere, oksitlenen bakır, kükürtten SO2 oluşumu sağlanarak kurtulmaktadır. Kavurma işlemi ile fosfor ve arsenik de yapıdan uzaklaştırılır.

2 Cu2S + 3 O2 → 2 Cu2O + 2 SO2

Elde edilen bakır oksit de ısıtılarak blister bakırına çevrilir.

2 Cu2O → 4 Cu + O2

Bu reaksiyon ile elde edilen malzeme blister bakırdır. Blister bakıra yüksek sıcaklıkta doğal gaz üflenerek, geriye kalan artık oksijenin giderilmesi sağlanır. Daha sonra da elektro-rafine işlemi gerçekleştirilerek saf bakırın elde edilme işlemi tamamlanmış olur. Elektro rafine işleminde anot ve katot bulunur ve Cu, anottan koparak kotat üzerinde birikmektedir. Artıklar ise, tankın dibinde birikmektedir.

wikipedia’nın ilgili ingilizce sayfası için aşağıdaki bağlantıyı inceleyebilirsiniz.

http://www.wikizeroo.net/index.php?q=aHR0cHM6Ly9lbi53aWtpcGVkaWEub3JnL3dpa2kvQ29wcGVy


 

 

 

The post Bakır Nedir ? appeared first on Metalurji & Malzeme Bilimi.

]]>
Dirsek https://www.metalurjimalzeme.net/dirsek/ Mon, 29 Oct 2018 16:28:29 +0000 https://www.metalurjimalzeme.net/?p=1387 Dirsek Nedir ? Dirsek, borulamalarda tesisatlarda sıkça gördüğümüz bir boru bağlantı elemanıdır. Borulamalarda, tesisatlarda giden bir borunun yönünün değiştirilmesi amacıyla çok kullanılır. Dirsek bağlantı elemanlarının genellikle 90 derece ve 45 derecelik farklı çeşitleri bulunmaktadır. Aşağıdaki şekil incelendiğinde dirseklerin büküm açılarının A ve B standartlarda belirtildiği görülmektedir. Solda görülen dirsek 90 derecelik ölçüsüyle tesisatlar ve borulamalarda kullanılır iken, sağ tarafta görülen dirsek ise 45 derecelik ölçüsüyle tesisatlar ve borulamalarda sık olarak kullanılmaktadır. 90 derecelik dirsek, boru hattının yönünü herhangi bir düzlemde 90 derece olarak değiştirmektedir. Aynı mantıkla 45 derecelik dirsek ise, boru hattının yönünü herhangi bir düzlemde 45 derece olarak değiştirecektir.

The post Dirsek appeared first on Metalurji & Malzeme Bilimi.

]]>
Dirsek Nedir ?

Dirsek, borulamalarda tesisatlarda sıkça gördüğümüz bir boru bağlantı elemanıdır. Borulamalarda, tesisatlarda giden bir borunun yönünün değiştirilmesi amacıyla çok kullanılır. Dirsek bağlantı elemanlarının genellikle 90 derece ve 45 derecelik farklı çeşitleri bulunmaktadır.

Aşağıdaki şekil incelendiğinde dirseklerin büküm açılarının A ve B standartlarda belirtildiği görülmektedir. Solda görülen dirsek 90 derecelik ölçüsüyle tesisatlar ve borulamalarda kullanılır iken, sağ tarafta görülen dirsek ise 45 derecelik ölçüsüyle tesisatlar ve borulamalarda sık olarak kullanılmaktadır.

90 derecelik dirsek, boru hattının yönünü herhangi bir düzlemde 90 derece olarak değiştirmektedir. Aynı mantıkla 45 derecelik dirsek ise, boru hattının yönünü herhangi bir düzlemde 45 derece olarak değiştirecektir.

dirsek ölçü

dirsek ölçü

Bu tip kullanımlar için dirsek kullanımı, boru büküm makinesi almaktansa, dirsek almanın maliyet açısından çok daha verimli olduğunu göstermektedir. Çünkü, boru büküm makinesi kullanıldığında, kullanılan borunun 90 derece ya da 45 derece olarak bükülmesi, borunun bir daha kullanılamayacak hale gelmesine neden olabilmektedir. Ancak; eğer yukarıda görülen şekildeki gibi dirsek bağlantı elemanı yani ” Fittings ” kullanımı, gerektiği hallerde dirsek ve boru kaynağının kesilerek borunun ya da dirseğin başka bir yerde kullanılmasına olanak sağlamaktadır.

Dirsek Ölçüleri

Amerikan standartlarına göre imalat ve kontrol yapılacağı zaman yukarıdaki şekil ve aşağıdaki ölçülere göre kontrol yapılmalıdır.

Boru Çapı           Dirsek Çapı               A               B

1/2″                              21.3 mm               38 mm      16 mm

3/4″                              26.7 mm              38 mm      19 mm

1″                                   33.4 mm              38 mm .    22 mm

1 1/4″                            42.2 mm              48 mm      25 mm

1 1/2″                            48.3 mm              57 mm       29 mm

2″                                   60.3 mm             76 mm       35 mm

2 1/2″                            73 mm                 95 mm       44 mm

3″                                    88.9 mm            114 mm      51 mm

3 1/2″                             101.6 mm           133 mm     57 mm

4″                                   113.3 mm            152 mm      64 mm

5″                                    141.3 mm           190 mm       79 mm

6″                                    168.3 mm          229 mm       95 mm

8″                                    219.1 mm           305 mm       127 mm

10″                                  273 mm              381 mm .     159 mm

12″                                  323.8 mm           457 mm .    190 mm

14″                                  355.6 mm            533 mm      222 mm

16″                                  406.4 mm           610 mm       254 mm

18″                                  457 mm               686 mm       286 mm

20″                                 508 mm               762 mm       318 mm

22″                                 559 mm               838 mm       343 mm

24″                                  610 mm              914 mm .      381 mm

26″                                 660 mm              991 mm        406 mm

28″                                 711 mm              1067 mm       438 mm

30″                                 762 mm             1143 mm        470 mm

32″                                 813 mm             1219 mm        502 mm

34″                                 864 mm             1295 mm       533 mm

36″                                 914 mm             1372 mm        565 mm

38″                                 965 mm             1448 mm       600 mm

40″                                1016 mm            1524 mm        632 mm

42″                                1067 mm            1600 mm        660 mm

44″                                1118 mm             1676 mm         695 mm

46″                                1168 mm             1753 mm         727 mm

48″                                1219 mm             1829 mm        759 mm

 

Dirsek Et Kalınlığı Ölçümü


Dirsekler genellikle boru hatlarında kullanılırlar ve eğer basınçlı bir boru hattında kullanılacak ise, dirseklerdeki et kalınlığının belirli bir değerin üzerinde olması istenmektedir. Ülkemizde, şantiyelerde ya da fabrikalarda kullanılacak dirseklerin et kalınlıkları % 90 oranında dirseklerin uç – ağız kısımlarından ölçülmektedir. Örnek olarak 1″ Sch 10 ebadındaki boru ve dirseğin et kalınlığı Amerikan Standartlarına göre 2.77 mm’dir. Ağız kısmından ölçüm yapıldığında, bu değer büyük ihtimalle toleranslar dahilinde uygun olacaktır. Ancak, dirseklerin sırt kısmı ölçümü genellikle yapılmadığı için, ve 90 derecelik bir açıda, boru hattından geçen akışkan aniden 90 derece çevrilmeye zorlandığında, basınçlı akışkan dirseğin ” Sırt ” bölgesine çarpacaktır.

Dirseklerin imalat yöntemlerinden dolayı, borudan büküm olduğu sırada, dirseklerin sırt kısmı, ağız kısmına göre daha çok incelecektir. Bu nedenle, ağız kısmı kalınlığı tolerans içinde olsa bile, dirseklerin sırt kısımları tolerans dışına çıkabilmektedir.

Kalite kontrol sırasında sırt kısmının et kalınlığının konvensiyonel yöntemler ile ölçülmesi mümkün olmadığından, genellikle UT cihazı kullanılmaktadır.

dirsek-ut

dirsek-ut

Yukarıdaki cihaza benzer cihazlar ile yapılan ölçümler neticesinde, dirseklerin sırt kısımlarının da kalınlığı ölçülebilir. ASME standartlarına göre, dirsek et kalınlıkları toleransı, nominal kalınlığın – %12.5 kadardır. Yani 2.77 mm kalınlık için uygulanan minimum tolerans 2.42 mm olacaktır.


Long Radius – Short Radius Nedir ?

Avrupa normlarına göre dirsek ile imalat yapan bir çok firmada 90 derecelik dirseklerde ” long radius ” ya da ” short radius ” kullanımı vardır. Borulamalarda genellikle long radius dirsekler kullanılmaktadır. Ancak, borulama yapılan yerlerde alan dar ise, alandan tasarruf sağlamak adına kısa radyüs – short radius denilen dirsekler de kullanılabilir. Bu genellikle kafa karıştıran bir durumdur. Bu husus aslında şu şekilde açıklanır.

1D veya 1.5D dirsek tanımı genellikle EN normlarına göre imal edilip kullanılan dirsekler için geçerlidir.

dirsek-radyüs

dirsek-radyüs

Yukarıdaki şekilde bu durumun açıklaması mevcuttur. 1.5 D radyüs demek, dirseğin zeminden itibaren, çapın ortasına kadar olan kısmının ölçüsü, çapın 1.5 katı kadar anlamına gelmektedir. Aynı şekilde, 1D radyüs demek, dirseğin zeminden itibaren, çapın ortasına kadar olan kısmının ölçüsü, çapın 1 katı yani çapın kendi ölçüsü anlamına gelmektedir.

ASME standardına göre ” Short Radius ” tipindeki dirseklerin ölçüleri EN normuna göre farklı olup aşağıda listelendiği gibidir.

 

Boru Çapı           Dirsek Çapı               A               

1″                                   33.4 mm                 25 mm

1 3/4″                           42.2 mm                 32 mm

1 1/2″                            48.3 mm                 38 mm

2″                                  60.3 mm                 51 mm

2 1/2″                           73 mm                     64 mm

3″                                  88.9 mm                 76 mm

4″                                114.3 mm                  102 mm

5″                                141.3 mm                  127 mm

6″                                168.3 mm                 152 mm

8″                                219.1 mm                  203 mm

10″                              273 mm                     254 mm

12″                              323.8 mm                 305 mm

14″                               355.6 mm                356 mm

16″                              406.4 mm                406 mm

18″                              457 mm                    457 mm

20″                              508 mm                   508 mm

22″                              559 mm                    559 mm

24″                              610 mm                    610 mm

Dirsek uçları genellikle bağlanacakları boru ile aynı olmalıdır. Çoğunlukla kaynak ağzı açılmış olarak, dişli ya da socket kaynak şeklinde uç şekilleri mevcuttur.

Kaynak Ağzı Açılmış Dirsek

dirsek buttweld

dirsek butweld

Yukarıdaki teknik çizimde de görüldüğü üzere, buttweld denilen kaynaklı birleştirmeler için özel olarak imal edilmiş dirsek tipi kaynak ağzı açılmış dirseklerdir. Bu tip birleştirmelerde bununla aynı ağız yapısında bulunan  bir boru ile karşı karşıya getirilerek kaynak yapılır. Kaynak ağzı açılmasının nedeni, kaynak yapılırken kök pasonun tam içeriye kadar işlenmesi ve kaynak torcunun içeriye kadar girmesini sağlamaktır.

Dişli Dirsek – Threaded

dirsek işlenmiş

dirsek işlenmiş

Bu tip fittingslerde, uç kısmından da anlaşılacağı üzere, bağlanacak boru ya da tubing ucu da dişli imal edilir ve dirseğin içerisine sokularak saat yönünün tersi yönünde çevirilerek sıkıştırılır. Bu tip dirsekler kaynaklı olanlardan daha pratik olarak sökülüp takılabilir.

 

Soket Kaynaklı Dirsekler – SW

dirsek-sw

dirsek-sw

Bu tip fittingsler ise yabancı literatürde ” SW – Socket Welding ” olarak geçen soket kaynaklı tiplerdendir. Bunlar genellikle tesisat uygulamalarında ya da yüksek basınç gerektiren yerlerde kullanılmaktadır. Bu tip fittingslerin ölçüleri ASME – American Society of Mechanical Engineers standardının B 16.11 kısmında bulunmaktadır. Yüksek basınçlı fittings grubuna girer ve kendi içlerinde basınç sınıfları vardır. 3000 lb, 6000 lb ya da 9000 lb tipleri vardır. Bunlardan 3000 lb olan en düşük basınç dayanımına sahip iken, 6000 ve 9000 lb olan dirsekler ise daha yüksek basınç dayanımlarına sahiptir.

Bu fittinslere kaynak yapılacak ise, borular dirsek soket kısmına sokulur ve dışarıdan kaynak yapılır.

dirsek soket

dirsek soket

Yukardaki şekilden de görüleceği üzere, ” B ” ölçüsü, bağlanacak borunun çapından bir miktar fazla olmalıdır. Çünkü, boru o kısmın içine kadar girecektir ve kaynak oraya yapılacaktır. Soket şekline benzediği için bu tip fittinslere SW denilmektedir. ” J ” ölçüsü, çap ve basınç sınıfı büyüdükçe artar. Bunun nedeni birleştirmenin daha sağlam yapılabilmesidir. Aynı zamanda fittings kalınlığını simgeleyen ” C ” ve ” G ” ölçüleri de basınç ve çap arttıkça artar.

Soket kaynaklı fittingslerde ölçü kontrolü genellikle zor algılandığından dolayı örnek bir kontrol yapalım…

Örnek Ölçü Kontrolü

Örnek olarak 1″ 3000LB SW kaynaklı bir ölçüsü kontrol edileceği zaman, tabloda 1″ kısmına gelinir ve 3000LB’nin altındaki değerler okunur.

ASME B16.11 tablo 1 ‘de soket kaynaklı dirsek ölçüleri bulunmaktadır. 1″ için;

B : 33.9 – 34.3 mm arasında olması gerektiği belirtilmektedir. ASME standartlarına göre boru ölçüsü 33.4 mm olduğundan dolayı, yukarıdaki şekilden de görüleceği üzere 1″ çapındaki boru bu B aralığına girmektedir.

C : Bu ölçü 3000 LB için minimum 4.98 minimum, 5.69 mm ortalama değerlere sahip olmalıdır. Buradaki anlam; C ölçüsü mikrometre ile ölçüldüğünde kalınlık hiç bir yerde 4.98 mm’nin altına düşmeyecek ve ortalama olarak 5.69 mm kalınlık değeri ölçülecektir.

D : Bu ölçü 3000 LB için 25.9 – 27.4 mm arasında olmalıdır. B ölçüsü içerisinden girecek boru şekilden de görüleceği üzere, D ölçüsünün üzerine oturacaktır. Bu nedenle D ölçüsünün bu aralıkta olmaması dirseklerin içerisinden geçen akışkanın bir engele takılmasına ya da birleşmenin sağlıklı olmamasına dolayısıyla basınç altında sızdırma yapmasına neden olacaktır.

G : Bu ölçü ASME B16.11 standardına göre 4.55 mm olmalıdır. Bu ölçü minimum ölçüdür ve üstüne çıkılabilir ancak bu ölçünün altına kesinlikle inilmemelidir. Yüksek basınçlı yerlerde kullanılan SW dirseklerde, et kalınlığındaki incelik ne yazık ki tolere edilemez.

J : Ölçüsü minimum 12.5 mm olmalıdır. Dirseklerin içerisine giren boru kısmının ineceği derinliğin miktarıdır. Olması gereken kadar dirsek içerisine girmeyen boru, yüksek basınçlarda sıkıntı yaratır. Bu nedenle J ölçüsü 12.5 mm’den aşağıda olmamalıdır.

Konu ile ilgili yabancı bir makale için aşağıdaki bağlantıyı inceleyebilirsiniz…

https://www.directmaterial.com/knowledge/fittings-elbow/

The post Dirsek appeared first on Metalurji & Malzeme Bilimi.

]]>
Lehim Nedir ? Lehim Çeşitleri Nelerdir ? https://www.metalurjimalzeme.net/lehim/ Wed, 24 Oct 2018 17:00:29 +0000 https://www.metalurjimalzeme.net/?p=1346 Lehim Tanımı Lehim, metallerin ergime derecelerinin altında bir sıcaklıkta, kullanılan ek telinin ergiyerek birleşme alanına yayılması ile yapılan birleştirme türüdür. Sert Lehim Isı altında yapılan birleştirme yöntemlerinde parçalara uygulanan ısı değişik etkiler gösterir. Özellikle yapılan işlem kaynaklı bir birleştirme ise, birleştirilecek iş parçaları sıvı hale gelinceye kadar ısı uygulaması sürdürülür. Sıvı hale gelmiş olan gereç ergimiş olur. Bu gereç üzerinde çoğu zaman olumlu neticeler vermez. Çünkü ergitme ortamına yani sıvı hale getirilmiş gerece uygulanan ısı, iç yapısında bulunan alaşım elementleriyle alaşım oluşturan metallerin yok olmadan yüksek sıcaklıklar ergime ısısına kadar ısı uygulanan gerecin kristal yapısında da önemli değişikliklere yol açar.

The post Lehim Nedir ? Lehim Çeşitleri Nelerdir ? appeared first on Metalurji & Malzeme Bilimi.

]]>
Lehim Tanımı

Lehim, metallerin ergime derecelerinin altında bir sıcaklıkta, kullanılan ek telinin ergiyerek birleşme alanına yayılması ile yapılan birleştirme türüdür.

Sert Lehim

Sert Lehim

Sert Lehimleme

Isı altında yapılan birleştirme yöntemlerinde parçalara uygulanan ısı değişik etkiler gösterir. Özellikle yapılan işlem kaynaklı bir birleştirme ise, birleştirilecek iş parçaları sıvı hale gelinceye kadar ısı uygulaması sürdürülür. Sıvı hale gelmiş olan gereç ergimiş olur. Bu gereç üzerinde çoğu zaman olumlu neticeler vermez. Çünkü ergitme ortamına yani sıvı hale getirilmiş gerece uygulanan ısı, iç yapısında bulunan alaşım elementleriyle alaşım oluşturan metallerin yok olmadan yüksek sıcaklıklar ergime ısısına kadar ısı uygulanan gerecin kristal yapısında da önemli değişikliklere yol açar. Bunların oluşması istenmeyen iş parçalarına lehimli birleştirme yapılır. Lehimleme işleminin yapılmasına neden olan son gerekçe ise, ısının gereç üzerinde fiziksel bozukluklara yol açmasıdır. Bilindiği üzere ısı uygulanan gereçler biçim değişiklikleriyle sonuçlanan etkiler gösterirler. Bu durum özellikle küçük parçalarda daha bariz bir biçimde ortaya çıkar. Tüm bu saymaya çalıştıklarımız lehimli birleştirme yapılması için birer gerekçedir. Şimdi bunları maddeler halinde açığa çıkaralım.


Lehim İşlemi Gerekçeleri

Lehim Nedeni

Lehimleme Nedenleri

Ergime derecelerine kadar ısıtılan gereçte kimyasal değişimler söz konusudur.

Aynı gerekçeler ile gereç üzerinde fiziksel değişimler meydana gelmektedir.

Isı, gereç içerisinde bulunan alaşım elementleri ya da metallerin yok olmasına neden olur.

Şunu kabul etmek gerek ki; endüstrinin ihtiyaçları bitmek tükenmek bilmez. Çünkü endüstri diye adlandırdığımız hammaddeleri işlenmiş duruma getirmek için uygulanan eylemlerin ve bu eylemleri uygulamak için kullanılan araçların tümü çok geniş kapsamlı olarak düşünülmelidir. Lehim bu çok geniş uygulama alanında yerini kolaylıkla bulmaktadır. Genel olarak lehimin endüstride sık kullanılma nedenleri şu şekilde sıralanabilir;

  • Kaynatılması ekonomik ve pratik olmayan metallerin birleştirilmesi,
  • İç yapısında bulunan alaşım elementleri nedeniyle kaynaklı birleştirilmesi mümkün olmayan gereçlerin birleştirilmesi,
  • Diğer birleştirilme yöntemlerinin mümkün olmayacak oranda küçük olan iş parçalarının birleştirilmesi,
  • Özellikle elektrik ve elektronik endüstrisi, bu sayılanlara çok uymakta, bu nedenle de söz konusu alanlarda daha çok kullanılmaktadır.

Lehimleme Nedir ?

Bazı istisnalar dışında tüm birleştirme yöntemlerinde birer ek parçaya gereksinim vardır. Birleştirmeyi vidalı yapacak iseniz bu ek parça bir cıvatadır. Pimli birleştirmelerde pim, gupilya, ek parçanız olacaktır. Elektrik ark kaynağında elektrot olan ek parçanız, oksi – gaz kaynağında kaynak teli ya da kaynak çubuğu olacaktır. Lehim de ek teller aracılığıyla yapılan bir birleştirme şeklini oluşturur. Lehim yapımı sırasında oluşturulan ısı aracılığıyla bu ek tel ergitilir ve gerekli ortam sağlandıktan sonra ergimiş haldeki ek telin yardımıyla birleşme sağlanır. İş parçası ise ergimez. Buradan yola çıkarak lehimin tanımına ulaşmak mümkündür.

Lehimleme Çeşitleri


Lehimler, yumuşak ve sert olmak üzere iki ana grup içerisinde toplanır ve metallerin birleştirilmesinde kullanılan yöntemlerdir. Sert lehim ile yumuşak lehimi birbirinden ayıran ek tellerinin ergime sıcaklığı dolayısıyla da ek telleridir. Örneğin sert lehim yaklaşık 400°C ve üstü ile 320°C arasında yapılır. Yumuşak lehimlemenin değişik sıcaklıklar altında yapılmasının temel nedeni, ergime meydana gelen ek tellerin, bileşimleridir. Eğer yumuşak lehimlemede kullanılan tel, % 10 kalay, % 90 kurşundan meydana gelen bir alaşım ise, lehim ortamındaki sıcaklık yaklaşık 320°C olaraktır. Kalay ve kurşun bileşimleri aynı olan lehim çubuklarıyla yapılan sehim sıcaklığı ise, 200°C olarak belirlenebilir. Bu nedenle lehimde kullanılan çubuklar, bir noktada kullanılmaz. Çünkü yumuşak lehimli birleştirmenin çekme dayanımı azdır. Bunun yanında, lehimleme birleştirme sıcaklığı ile lehim çubuğunun ergime sıcaklığı ya da buna yakın ısı altındaki ortamlarda yapılacak iş parçaları, yumuşak lehim ile birleştirilmez. Bu durumda yumuşak lehimli birleştirme yapılmayacak yerleri şu şekilde belirlemek mümkündür;

Yüksek dayanım gerektiren yerlerde

Lehim çubuğu ile birleştirme sıcaklığına yakın çalışma sıcaklığı bulunan iş parçalarının birleştirilmesinde lehimli birleştirmeler kullanılmaz.

Lehimlerde birleştirme ısısı oldukça düşük tutulur. Böylece ergime derecelerine yakın değerlerde tutulan kaynak ısısının, parçalar üzerinde gösterdiği olumsuz etkiler, uzaklaştırılmış olmaktadır. İster sert, ister yumuşak lehimleme işlemi olsun, temel prensip olarak, işlem sırasında birleştirme yapılacak parçalar, kesinlikle ergime derecelerindeki sıcaklıklara ulaşamazlar. Yani birleşecek parçalar ergimezler. Ancak; bunun yanında, kullanılan ek teller ergir ve birleşme ortamını bunlar sağlar.

Sert Lehimleme

sert lehimleme

sert lehimleme

Alçak sıcaklıklarda yapılan kaynak olarak da anılan sert lehimleme, adından anlaşılacağı üzere bir lehim türüdür. Lehim, yumuşak ve sert olmak üzere iki ana grup içerisinde toplanır ve metallerin birleştirilmesinde kullanılan yöntemlerdir. Sert lehim ile yumuşak lehimi birbirinden ayıran, ek tellerinin ergime sıcaklığı , dolayısıyla da ek telleridir.

Isı altında yapılan diğer kaynaklı birleştirme şekillerinden ayrılan en önemli özellikleri; birleştirilecek parçalara uygulanan ısının, ergime derecelerinin altında olmasıdır. Örneğin; şu ana kadar oksi-gaz kaynağı adı altında gördüğünüz kaynaklı birleştirmelerin büyük çoğunluğunda metalleri kaynaklı olarak birbirine birleştirmek için uygulanan ısı, ergime dereceleri yakınlarındaydı. Lehimlerde ise, birleştirme ısısı oldukça düşük tutulmaktadır. Böylece ergime derecelerine yakın değerlerde tutulan kaynak ısısının parçalar üzerinde gösterdiği olumsuz etkiler, uzaklaştırılmış olmaktadır. İster sert, ister yumuşak lehimleme işlemi olsun, temel prensip olarak, işlem sırasında birleştirme yapılacak parçalar, kesinlikle ergime derecelerindeki sıcaklıklara ulaşamazlar. Yani birleşecek parçalar ergimez. Ancak kullanılan ek teller ergir ve birleşme ortamını bunlar sağlar.

Lehim Çubuklarını Temel Bileşene Göre Sınıflandırma

lehimleme çubukları

lehimleme çubukları

Bileşenlerinden birinin oranı % 50’yi geçtiği sert lehim çubuklarıdır. Aynı miktarda birkaç bileşen içeren çubuklarda iki ya da üç bileşene göre adlandırılır. Bu sınıflandırma içinde ele alınan çubuklar şu şekilde gruplanır;

  • Gümüş alaşımlı
  • Alüminyum Silisyum alaşımlı
  • Bakır fosfor alaşımlı
  • Altın alaşımlı
  • Magnezyum alaşımlı
  • Bakır ve bakır – çinko alaşımlı
  • Nikel alaşımlı
Temizleme Gücüne Göre Sınıflandırma

Bazı sert lehim çubukları, temizleyici olarak da görev almaktadır. İç yapılarında bulunan lityum, potasyum, sodyum, fosfor, cesium ve bor gibi elementler sayesinde işlevlerini yerine getirirler. Bu elementler, çubuğun birleştirilecek gereç üzerinde yayılıp onu ıslatmasında yardımcı olurlar. Çubuk iç yapısında bulunan bu tür elementlerin, parça yüzeyinde oluşan oksitleri uzaklaştırabilecek yapıda ve ergime derecelerinin ise sert lehim sıcaklığından düşük olması gerekir.

Ergime Alanına Göre Sınıflandırma

Sert lehimde kullanılan çubuğun, hangi sıcaklık değerleri içerisinde ergidiği önemlidir. Bu alan ne kadar dar olursa çubuğun sert lehimleme aralığı içinde yayılıp akma kabiliyeti üstün olacağından, birleştirme işlemi de o kadar başarılı sonuçlanacaktır.

Lehim Çubuğunun Ergime Derecesine Göre Sınıflandırma

Bu grup içerisinde ele alınan çubuklar tamamen ya da kısmen ergime derecelerine göre sınıflandırılırlar. Çubuk içerisine eklenen elementler sayesinde çubuğun ergimeye karşı dayanım göstermesi sağlanır. Böylece homojen olmayan, bir kısmı ergiyebilen ve kompozit olarak adlandırılan sert lehim çubukları oluşturulmuştur.

Görüldüğü gibi bir çok seçenek içerisinden, sert lehimleme yapımı için değişik alternatifler seçilebilir. Çok hassas işlemler için üretici firmaların önerileri dikkate alınmalıdır. Bunun yanında genel olarak, sert lehim çubuklarında aranılan özellikleri sıralamak da mümkündür.

Sert Lehim İşlemlerinde Kullanılan Ek Tellerde Aranılan Özellikler

  • Ek telleri, gereçlerin yüzeyine eşit olarak yayılma özelliğine sahip olmalıdır.
  • İyi bir ergitme yapmalı ve yüzeyde tam birleşmeyi gerçekleştirmelidir.
  • Telin ergime sıcaklığı, birleştirilen gereçlerin ergime sıcaklığından daima düşük olmalıdır.

Yumuşak Lehim

soğuk lehimleme

soğuk lehimleme

Yumuşak lehimleme işleminde genellikle kurşun ve kalayın yapmış olduğu alaşım; kaynak teli ya da çubuğu olarak kullanılmaktadır. Bunlar, yuvarlak çubuk, ince plaka, dolu tel, üzeri pasta örtülü tel, çember ve pasta biçiminde yapılarak, üreticiler tarafından piyasaya sürülür. Ayrıca çok hassas olmayan işler için kullanılacak lehim çubukları atölye ortamlarında da üretilebilir. Lehimleme çubuklarının yapımında kullanılan kalay ve kurşunun ergime derecelerinin düşük olması üretilmelerini kolaylaştırmaktadır.

Kalay ve kurşun metallerinin lehimleme çubuğu olarak kullanılmasının ana nedeni; birdenbire erimemek gibi bir özelliklerinin olmasıdır. Yani; lehimleme alaşımı önce hamurlaşır, daha sonra koyu bir sıvı halini alır ve ancak sıcaklık belli bir değere çıktığı zaman akışkan hale gelir. İçerisinde %65 kalay ile %35 oranında kurşun bulunanlar dışında kalan tüm yumuşak lehim çubuklarında bu özellik görülmektedir.

Lehimleme çubuklarının bileşimindeki fazla kalay, istenilen oranda yüzeysel yayılma yapmamaktadır. Bu açıdan lehim çubuğunun oluşturulmasında kalay oranı dikkatlice ayarlanmalıdır ve yapılacak birleştirmenin niteliğine göre kalay yüzdesinde değişikliklere gitmek yararlı olur. Diğer yandan kalay kurşuna nazaran pahalı bir metaldir. Bu nedenle az kalay alaşımlı lehimler ekonomik olduğundan büyük hacimli lehimleme işlemleri az kalaylı lehim çubuklarıyla yapılmaktadır.

Yumuşak lehimlemede çok sık karşımıza çıkmalarına rağmen, değişik amaçlı üretilmiş çubuklar da bulunmaktadır. İç yapısında kalaydan başka antimuan bulunan çubuklar yiyecek maddelerinin korunduğu metalik kapların lehimlenmesi için uygundur. Bunun sebebi olarak, kurşun metalinin zehirleyici etkisinin insan sağlığı açısından yiyecek kaplarında kullanılmaması gösterilebilir. Ayrıca, kalay-çinko alaşımlarından üretilmiş yumuşak lehimleme çubukları, ısı ve dayanım gerektiren yerlerde kullanılabilir.

Lehimleme Uygulaması

lehim yapılması

lehimleme yapılması

İyi bir lehimleme işleminin gerçekleşmesi için gerekli şartlar oluşturulduğu takdirde lehimlemenin iyi netice vermemesi için hiçbir neden kalmaz. Temizlik, lehimleme esnasında oksit tabakasının oluşumunu önlemek, uygun sıcaklık değerlerinin lehim yapılacak alana uygulanması ve lehim gerecinin katılaşması esnasında hareket ettirilmemesi gibi gerekli şartlar oluşturulduktan sonra, lehim olayı aşağıdaki aşamalar dahilinde gerçekleşir.

  • Sıvılaşma : İyice temizlenmiş iş parçalarına uygun ısı tatbik edilecek olursa, lehim teli ergir ve süratle birleştirilecek parçaların yüzeylerinde sıvılaşmaya başlar.
  • Akıtma : Sıvılaşmanın ardından lehim sıcaklığına gelmiş bütün iş parçası yüzeyinde lehim teli parça tarafından emilircesine yayılarak akar. Bu akma sırasında temizleyici özelliği olan maddeleri lehim teli iter.
  • Tutma : Tüm bunlar olurken, iş parçası katı haldedir. Lehimleme telinin oluşturduğu sıvı o kadar ince bir yapıya sahiptir ki, katı haldeki iş parçasının iç kısmına girer ve oralara tutunur. İşlem bitiminde soğuyan lehimleme alanının sürekli olarak birleşmesi sağlanmış olur.

İki Parçanın Lehimleme Aşamaları

Lehimli birleştirme yapılacak iş parçalarının lehimleme alanları temizlenir. Bu temizleme yüzeylerin kir tabakalarına bağlı olarak mekanik ve kimyasal maddeler kullanılarak yapılır.

  • Gerekirse havya ucu da temizlenir.
  • İş parçalarının boyutlarıyla orantılı büyüklükte havya seçimi yapılır.
  • Lehimleme için gerekli olan lehim çubuğu belirlenir.
  • Havyanın ısınması sağlanır.
  • Havya ucu kalaylanır.

Havya ucuna bir miktar lehimleme alaşımı sürülür. Havyanın ısısıyla lehimleme alaşımı ergir ve kalaylanmış havya ucuna lehimleme alaşımı yayılır. Havya ucundaki lehimleme alaşımı yere akmayacak miktarda olması yararlı olur. Gereğinden fazla lehimleme alaşımı verilen havya ucu fazla miktardaki alaşımının tutunmasına olanak vermez.

İş parçalarının lehimlenecek alanları havya aracılığıyla bir miktar lehim alaşımı yayılması sağlanır.

Lehimli birleştirme yapılacak iş parçası alanları işlem sıcaklığına havya aracılığıyla çıkarılır. Gerektiği miktarda bu alana alaşım ilave edilir.

Daha önceden belirlenmiş kısımlara iş parçaları konulur ve iki parçanın istenilen şekilde birleşmesi sağlanır. İyi temizlenmiş iş parçaları bu aşamada birbirine tutunur.

Birleşme alanının lehimleme alaşımı ile kaplandığından olunduktan sonra havya iş parçalarından uzaklaştırılır.

Bundan sonra iş parçasının titreşime uğramaması sağlanır ve soğumaya bırakılır.

Gerekirse lehimleme ek yeri temizlenir.

Lehimleme yerlerinin kontrolü yapılır.

 

Kaynak ile ilgili yazımız için aşağıdaki bağlantıyı inceleyebilirsiniz.

https://www.metalurjimalzeme.net/kaynak-nedir/

Lehimleme ile ilgili faydalı bir video için aşağıdaki bağlantıyı inceleyebilirsiniz.

https://www.youtube.com/watch?v=BLfXXRfRIzY

 

The post Lehim Nedir ? Lehim Çeşitleri Nelerdir ? appeared first on Metalurji & Malzeme Bilimi.

]]>
Tuğla Çeşitleri Nedir ? https://www.metalurjimalzeme.net/tugla-cesitleri/ Sat, 06 Oct 2018 20:20:19 +0000 https://www.metalurjimalzeme.net/?p=1182 Tuğla Çeşitleri Nedir ? Metal ergitmesinde kullanılan tuğla çeşitleri genel olarak şu sınıflandırmaya tabi tutulabilirler. Asit Tuğla Çeşitleri 1- Kuvars 2- Silika 3- Silisyum Karpit 4- Zirkon Kristobalit 5- Zirkon Bazik Tuğla Çeşitleri 1- Magnezit 2- Magnezit Krom 3- Forsterit 4- Dolamit 5- Krom 6- Krom Magnezit Nötr Tuğla Çeşitleri 1- Karbon Refrakter 2- Grafit 3- Alumina 4- Silimanit 5- Mullit Tuğla 6- Boksit Silika Tuğla Silika tuğla çeşitleri çelik ergitme ocaklarında, metal eritme ocaklarında, cam ocaklarında, kok ve gaz kamaralarının inşaatında kullanılır. Kuvars sıcaklıkla yapı değiştirerek kristobalit, tridimit ve cam kuvarsına dönüşür. Çelik eritme ocaklarında kullanılanların özgül ağırlıkları 2.36

The post Tuğla Çeşitleri Nedir ? appeared first on Metalurji & Malzeme Bilimi.

]]>
Tuğla Çeşitleri Nedir ?

Metal ergitmesinde kullanılan tuğla çeşitleri genel olarak şu sınıflandırmaya tabi tutulabilirler.

Asit Tuğla Çeşitleri

1- Kuvars

2- Silika

3- Silisyum Karpit

4- Zirkon Kristobalit

5- Zirkon


Bazik Tuğla Çeşitleri

1- Magnezit

2- Magnezit Krom

3- Forsterit

4- Dolamit

5- Krom

6- Krom Magnezit

Nötr Tuğla Çeşitleri

1- Karbon Refrakter

2- Grafit

3- Alumina

4- Silimanit

5- Mullit Tuğla

6- Boksit

Silika Tuğla


Refrakter Tuğla Çeşitleri

Refrakter Tuğla Çeşitleri

Silika tuğla çeşitleri çelik ergitme ocaklarında, metal eritme ocaklarında, cam ocaklarında, kok ve gaz kamaralarının inşaatında kullanılır. Kuvars sıcaklıkla yapı değiştirerek kristobalit, tridimit ve cam kuvarsına dönüşür.

Çelik eritme ocaklarında kullanılanların özgül ağırlıkları 2.36 – 2.42 arasındadır. Cam eritme ocakları için 2.36 – 2.38 arasındadır.

Kuvars tuğla çeşitleri 573°C de %1.4 genleşme gösterir ve bundan sonra da genleşme olmaz.

Tridimit ise 115°C ve 155°C arasında ve 425°C ‘ye kadar genleşmeler gösterir. %1.1 ‘den sonraki sıcaklıklarda ise genleşme göstermez.

Kristobalit tuğla çeşitleri ise, 224°C’de % 0.6 genleşme gösterirken 268°C’de ise %1.5 genleşme gösterir.

Bütün bu ifadelerden anlaşılacağı üzere düşük sıcaklıklarda silika tuğlalar büyük genleşme gösterirler. Silika tuğlaların bu özelliği göz önüne alınarak gerek pişirme gerek ise soğutma işlemlerine çok dikkat edilir ve bu zamanlar oldukça uzun sürer.

1400°C ‘ye kadar pişirilen bir tuğlanın pişme zamanı 22 gün sürer. Az dönüşmüş fakat iyi pişmiş bir silika tuğlasının ısısal genleşmesi şöyledir ;

  • İyi pişmiş tuğla çeşitleri 500°C ‘ye kadar ısıtıldığında takriben %1.2 genleşme gösterir. Sonra bu genleşme 1500°C’de % 1.3’e kadar çıkar. Kısaca bir silika tuğla çeşitleri imalatında iş akışı ise şöyledir;

İlk olarak kuvarsit, kırıcılardan geçer sonra simons kırıcısından geçer. Bu kırılan parçalar elekten geçiş silolara doldurulur. Elek üstü malzeme tekrar simons kırıcısına döner. Silolardaki ince ve kalın malzemeler muayyen ölçülerde karıştırıldıktan sonra tekrar mekanik karıştırıcıya verilir. Burada % 2 kadar çözülmüş kireç ilave edilir. Kuruma kolaylığı için bu malzeme döner sehpalı preste preslenir. Sonra 3 gün normal sıcaklıktaki kurutucuda bekletilir. Sonra da gaz kamarasında 1400 – 1500°C arasında pişirilir.

Ergime sıcaklığı 1650°C civarındadır. Bu tuğlanın ergimesini CaO, Al2O3 veya Fe2O3 düşürür. Diğer oksitler de yine tuğlanın ergime sıcaklığını düşürürler. Bazen bunlar tuğlanın ham maddesine, bazen de yüksek sıcaklıkta tuğlaya tesir edebilirler.

Ark ocaklarında bu tuğlalar kapak tuğlası olarak kullanılmaktadır.

Silisyum Karpit Tuğla Çeşitleri

Silisyum Tuğla Çeşitleri

Silisyum Tuğlası

Ateş tuğla sanayinde ve ocak inşaatında önemli bir rol oynar. Silisyum karpitin ham maddesi elektro kimyasal olarak elde edildiğinden çok saftır. Bu yüzden tuğla çeşitlerinde bağlayıcı bir eleman bulunmadığından ve yüksek sıcaklıklarda rekristalizasyon olmasıyla veya bir miktar bağlayıcı katılarak 1400°C ile 1500°C arasında pişirilir. Silisyum – Karpit, ateş tuğlaları içinde yüksek sıcaklığa mukavemeti ile tanınır. Sıcaklığı izole ettiğinden indirekt ısıtmalarda muful ocaklarında ve damıtma cihazlarında kullanılır. Diğer bir özelliği de soğuktaki mukavemeti, aşınma dayanımı ve bükülme mukavemeti, ateşe dayanıklılığı diğer tuğlalardan fazla olmasıdır. Keza yüksek sıcaklıkla silis asidinde çözünmez. Asitli curuf ve cam eriyiklerinde de çözünmezler. Aslında bazik kireç ve demir curuflarında üst seviyelerde 1000°C de farklı değişimler gösterir.

Bu malzemeler 900 – 1100°C de hava ile temas etti