bakir_ve_alasimlari

8/7/2019 bakir_ve_alasimlari

1/8

T.C.CELAL BAYAR NVERSTESFEN BLMLER ENSTTS

BAKIR VE BAKIR ALAIMLARI

devi Hazrlayan:

Selda AKGUN

Program: Konstrksiyon ve malat


2/8

BAKIR VE ALAIMLARI

Bakr ve bronz insanlarn ilk kullandklar metal malzemelerdir. Bakrdandaha yksek dayanml olan bronzun M.. 2500 yllarnda retilmesiyle, gnlkkullanm aralarnda metal malzemelerin stn tokluk zelliklerinden tamanlamyla yararlanlmaya balanmtr. Dolaysyla Bronz a insanlar iin nemlibir aamay temsil eder.

Tarihin ilk zamanlarndan orta aa kadar, insanlar tarafndan en fazlakullanlan metal olan bakr, demirin silah yapmnda kullanlmas ile yerini onabrakmtr. 19. yzyln sonuna doru elektrotekniin gelimesi, elektrii ok iyiileten saf bakra duyulan gereksinmeyi giderek arttrmtr. te yandan bu trbakr daha ok elektrolitik artma, yani elektrik enerjisi yardmyla eldeedildiinden, elektroteknik ve bakr retimi birbirlerini karlkl destekleyerekgelimilerdir.

Bakr veya bakr alamlar aada sralanan zelliklere sahiptir. Ve buzelliklere bal olarak ihtiya duyulan yerlerde kullanlmaktadr.

Elektrik ve s iletkenlii (saf bakr) Korozyon direnci (nikelli alamlar) Grn, mimari (bronz, pirin. Vs.) Toksik olmamas (gda, eker sanayi) Yatak olmaya elverililik (kayma srtnme zellii)(kalay, bronz vs.)

Daha birok kullanm yerine uygun avantajlar sralanabilir. Fakat bakrmetalurjisinin pahal bir teknoloji olmas ve dnyadaki zengin bakr yataklarnnartk iyice azalmas, maliyet faktrlerinin etkinliini arttrmtr. Fiyat avantajdengesi, bakr ve alamlarnn kullanmn snrlamaktadr.

BAKIR NKO ALAIMLARI (PRNLER)

Bakr inko ile her oranda alam yapabilmektedir. Fakat %45 in zerindeinko ieren alamlar pirin olarak adlandrlr. inko arttka krmzdan saryadoru renk deitirir. Diyagrama bakldnda bakr zengin saha iinde Cu Znalamlarnda kat zeltisi vardr. kat zeltisi, elikteki kat zeltisinebenzer olarak YMK dr. Kat zelti, bakr ve inko atomlarnn aplar birbirineyakn olduundan yer alan kat zeltisi olutururlar ve kafeste bakrn yerineinko geebilir. inko atom ap, bakra gre daha byk olduundan, atomlararas mesafe artar ve kafes parametresinde ksmen byme gzlenir. Bylecemeydana gelen gerilmeler, sertlii arttrr.

Metalografik yaplarna gre ikiye ayrlrlar:

pirinci: % 62 den fazla bakr ieren ve yalnz kat eriyik kristalleriniieren yumuak almdr. Bileiminde max % 37 Zn vardr. Bakr miktarna greyer deitirir. Dkm veya plastik ekil verme sonucu oluan artk gerilmelerdendoan mevsim krlganl, pirinlerinde ska grlr. Dier bir kt zelliiinkosuzlamasdr. Bu olay kalay ilavesi ile giderilmeye allr.

+ pirinci: % 62 den az bakr ierir. Serttir. Dkm alamdr. C2de ilkoluan faz dr. Scaklk T deerinin altna dnce tane snrlarnda ve

nn aan blgelerinde kelir. Oda scaklnda + vardr. Yalnz 454 0C de


3/8

dnm vardr. % 38 48 aras inko ierirler. , dan daha sert vegevrektir. Bu nedenle souk ekillendirilmesi zordur. Yksek scaklklarda faznn plastisitesi yksek olduundan plastik ekil verilebilir. Sar pirin veyaMuntz Metali olarak bilinir(ounlukla % 60 Cu - % 40 Zn). Kurun ilavesi ileilenebilme kabiliyeti arttrlr.

Bakr oran % 56 79 ise bunlar yksek mukavemetli pirinlerdir.bunlara

aadaki elementler ilave edilir.

Silisyum: Sertlii arttrr. Torna ilemini zorlatrc etkisi vardr.

Kalay: Bakr ile fazn oluturur. Akma ve kopma mukavemetini, yzdeuzamay ve darbe direncini deitirmeden arttrr. Denizel ortamlarda korozyondirencini arttrr.

Kurun: znmez, ayr bir faz olarak bulunur. Max % 0.2 ilesnrlandrlmtr. % 0.1 in altnda kalrsa uzamay arttrr.

Nikel: Mukavemeti azaltr. Sneklii arttrr. Tane kltcdr. zellikledenizel ortamlarda korozyon direncini arttrr.

ekil. 1:Cu Zn denge diyagram

BAKIR ALMNYUM ALAIMLARI

Element Elektronegatiflik Atom apCu 1,9 1,57Zn 1,65 1,53


4/8

Bu alamlar Alminyum Bronzu olarak bilinirler ve yaklak % 15alminyuma kadar deiik bileimlerde olabilir.yukardaki diyagramdan dagrld gibi, kat eriyiinin znrlk snr, 1035 0C de % 7.4 Al ve 565 0Cde % 9.4 Al dir. 1035 0C de % 9 Al ( ) faznn hakim olduu noktannbalangc, 565 0C ve % 11.8 Al ise tektoid dnm noktasdr. Alminyumbronzlar ikiye ayrlr:

I.GRUP: % 4 9 Al ierir. kat eriyiinden oluur. Homojen yapyasahiptirler. Olduka snektirler. Mukavemetlerini arttrmak iin sl ilemuygulanmaz. Nikel, demir ve / veya Fe Mn ilave edilir. II. Gruba gre korozyondirenleri de fazladr.

II.GRUP: % 9 14 Al ierir. ( + ) fazndadr. lk olarak oluur.Scakln dmesi ile tektik reaksiyon sonucu oluur. 565 0C de tektoiddnm ile sert, krlgan ve mikroyapda kk tanecikler halinde dalm kelir. Hzl souma ile bu olay kaldrlp sadece ve olumas salanr. Amasouma hz kontrol edilemez. Bu nedenle nikel ve demir ilave edilir ve tektoidscakl drlr. Bylece istenmeyen tanecikleri giderilir. Isl ilemle de

faz giderilebilir.

Alminyum bronzlarnn zellikleri yledir:

* Alminyum bronzlar yksek ergime scaklna sahiptir(yaklak 1038 0 C)* Dar katlama aral vardr(likidus solidus aras yaklak 110C)* Scakln artmas ile ve + fazlarnn znrlk snrlar deiir.* 565 0C ve % 11.8 alminyumda meydana gelen tektoid dnm, sl ilemlesertletirilebilme karakteristiini vurgular.

ALMNYUM BRONZLARINA ALAIM ELEMENTLERNN ETKS

Kurun: Tornada mkemmel ilenebilme ve yatak olarak kayma zelliiverir. Bu nedenle dili arklar, volanlarn ve benzer paralarn dkmndekurun ilave edilir. Mikroyap iinde ayr fazda ve yumuaktr. (max % 9)

Demir: Tane kltc olarak kullanlr ve bu da ekme mukavemetiniarttrr. Genelde demir sert noktalara ve demir segregasyonuna neden olduuiin, belli oran gemesi istenmez.

Nikel: % 5 e kadar kullanlr ve ekme mukavemetiyle sneklii arttrr.Dkm alamlarna az miktarda ilaveler mekanik zellikleri iyiletirir.

Silisyum: Mkemmel akclk ve dklebilirlik zellii kazandryor. Dikkatedilmesi gereken nokta oksit filmi oluturmasdr.

Alminyum bronzlar, kimya, kat, tekstil ve gemi sanayinde korozyonadayankl alam olarak kullanlr.

Element Elektronegatiflik Atom apCu 1,9 1,57

Al 1,61 1,82


5/8

ekil. 2: Al Cu denge diyagram


6/8

BAKIR KALAY ALAIMLARI

Denge diyagramndan da grld gibi kalayn znrlk snr 20 0C de% 1den az iken, scakln art ile hzla artarak tektoid yataynda % 15.8 kalayolur.

Bakr kalay alamlar bakrca zengin , , , fazlarndan

oluur.dklm alam , kat eriyik matrisi iinde tipik beklenme ve dendritieren tanecikler eklinde oluan + tektoid yapsn gsterir. Bu faz sert vemavi renktedir. tektoid yapya mikroskopta bytlerek bakldnda, anafaz iinde hcreleri eklnde grlr. Yksek scaklklarda bekletilenalamlarda kaly znrlln azaltan + kelmesi oluur.

Kalay miktarnn artmas ile, kalayca zengin dendritler aras blgeelroluur. Dk kalayl alamlarda ise dendrit ierisinde znm kalayn yksekscaklklarda uzun bekletmelerle dendritler aras blgelere difzyonu salanr.Bunlarn iyi yatak malzemesi olmamasnn nedeni yumuak ana yap iindeki keltileridir.

Cu Sn bronzu en eski kalydr.

BAKIR KALAY ALAIMLARINA DER ELEMENTLERN ETKLER

Kurun: Yapda znmeyen yntlar (segergasyon) eklinde bulunur.Tornada iyi ilenebilme, yatk malzemesi ve basnca dayankllk zelliikazandrr.

Demir: Max % 0.2 orannda bulunur. ekme mukavemetini ve sertliiarttrr. Fakat sneklii der.

inko: Sertleme zellii verir.akkanl mkemmel derecede arttrr.Deoksidasyon zellii vardr.

Fosfor: Deoksidasyon amacyla kullanlr. Alam daha sert ve krlganyapar.

Nikel: sertlii ve mukavemeti arttrr. Max % 6ya kadar kullanlr. Yksekscaklkta bir kat metal a oluturarak donma noktasn, porozite miktarndrr. Basn altnda kullanlan malzemelerde szmay azaltarak dayankllarttrr. Kurun segregasyonunu nler.

Element Elektronegatiflik Atom apCu 1,9 1,57Sn 1,96 1,72


7/8

ekil. 3: Cu Sn denge diyagram

BAKIR NKEL ALAIMLARI

Kat ve sv halde her oranda birbirleri iinde srekli znerek srekli kat

eriyik olutururlar. Yksek scaklklarda mukavemet zellikleri ve korozyondirenleri ok iyidir. Bu sebeple buhar kazanlar tesisatlarnda, kimyasaltesislerde, kondenser boru malzemelerinde ve korozyon direncinin yksek olmasistenen yerlerde kullanlr. Nikel miktar % 30 a kadar kabilir. % 0.5 1 demirilavesi korozyon direncini azaltr. % 25 ten fazla nikel ieren alamlar parayapmnda kullanlr. Yksek nikelli alamlara Mn ilavesiyle elektrik direnmalzemesi teller retilir. ok az Si deoksidasyon amacyla kullanlr. Bu alamlarzellikle 0 0C nin altnda yksek mukavemetlidir.

BAKIR NKEL NKO ALAIMLARI (NKEL GM)

Nikel gm Cu Ni Zn alamdr. Bakr ana elementtir. Ni arttkaergime scakl ykselir. Korozyon direncini arttrr. Bakrn rengini yok ederekgm rengini verir. Mukavemetine olumlu etki yapar. Ancak elektrik iletkenliider. inko mukavemeti arttrr. Maliyeti azaltr. inko % 37 i geince sneklikazalr. Nikel gmleri dkm ve ilem alam olarak ikiye ayrlr:

Dkm alam: Sert ve iki fazldr. % 37den fazla inko ierir.

lem alam: Yumuak ve deformasyon kabiliyetleri iyidir. Tek fazl yapdr.

Element Elektronegatiflik Atom apCu 1,9 1,57Ni 1,91 1,62


8/8

ekil. 4: Cu Ni denge diyagram

KAYNAKLAR

1. Malzeme Bilgisi Cilt II , H.J. BARGEL, G. SCHULZE , T 19952. Alamlar Ders Notu , N. ERUSLU, A. ALTMIOLU, Y. TAPTIK3. Isl lemler4. SGTE Phase Diagrams

bakir_ve_alasimlari

Documents