Alaşım
Alaşım, Bir metale başka birçok metal ya da ametal katılarak elde edilen metalürji ürünü. En çok tanınan alaşımlar, çinko ve bakır alaşımı pirinç ile demir ve karbon alaşımı çeliktir. Metallerin arsenik ya da antimuan (antimon) gibi yan metallerle ya da karbon ve silikon gibi ametallerle alaşımları da oldukça sık kullanılır. Alaşımlar iki temel gruba ayrılırlar; Metal element olarak demir içeren demirli alaşımlar; bakır, alüminyum ya da titan gibi demirden farklı bir metal içeren demirsiz alaşımlar.
ALAŞIMLARIN YAPISI
Alaşım bileşiklerinin çoğu, kısmen ya da sıvı halinde aşağı yukarı bütünüyle karışım oluşturabilirler. Farklı tipte alaşımlar, katı haldeki homojenlik ölçüsüne dayanılarak ayırdedilebilir.
Katı karışımlar: Bu alaşımlar, bileşenlerin atomlarının billurlarla rastgele karışması sonucu oluşan alaşımlardır. Farklı tipte atomlar, farklı boyutlardadırlar; gerilimler alaşımın billur yapısında parçalanmalara yolaçar; bunun sonucunda da daha sert bir gereç elde edilir. Metaller arası karışımlar. Bu alaşımlarda farklı karışımların atomları billur yapıda düzenli olarak değişirler. Genellikle, son derece ısıya dayanıklı, gevrek ve serttirler.
Çok fazlı alaşımlar: Çok fazlı bir alaşım, bir mekanik karışım ya da farklı yapıda iki ya da daha çok billur çeşidinin karışım fazını içerir. Yapısı ve özellikleri, eritilen kütlenin soğuma oranına ve farklı koşullarda soğumasına bağlıdır.
Aşama aşama soğutmayla ağır ve hafif gazlar ayrılır; hızla soğutmaysa (söndürme), gaz ayrımı olmayan bir katı çözelti verir; soğutma bu iki uç arasında kalıyorsa, kısmi ayrışma ortaya çıkar. Son alaşım, tane sınırları çevresinde toplanan bileşikler arasında en bol bulunanın granüler yapısı olarak gösterilebilir ya da bazı durumlarda, en az olan bileşiğin sınırlarının emildiği, fazla ya da az homojen madde diye nitelendirilir. Soğutma tekniklerinin seçimiyle ya da billur yapıda karmaşık kusurların kapatılmasıyla istenilen mekanik özellikler elde edilebilir.
İyon eklemeli alaşımlar: Metal yüzeyleri, seçilmiş iyon demetleri eklenerek, sertleştirilebilir ve korozyona daha dayanıklı duruma getirilebilir. Bu işlem, altında bulunan gerecin özelliklerini değiştirmeyecek biçimde bir alaşım yüzeyi oluşturur. Metal üstüne bir üçüncü madde yayılabilir ve "iyon bağı ekleme" denilen işlemle yüzeye katılabilir. İyon bağları ayrıca, seramik ve metal atomlarının ortak yüzeyde bağlanmasıyla, metalleri kabaca seramik kaplamalara bağlamakta da kullanılırlar.
ALAŞIMLARIN ÖZELLİKLERİ
Alaşımlama yoluyla, mekanik direnç, ısı ve korozyona dayanıklılık, elektriksel ve manyetik özellikler gibi çok sayıda metal özelliği değiştirtebilir. Alaşımlamayla mekanik özelliklerdeki başarılı değişikliğe bir örnek, diş hekimlerinin kullandıkları malgamadır. Alaşımlar başlangıçta metallerin mekanik dirençlerini geliştirmek amacıyla yapılmıştır. İlk gerçekleştirilen alaşımlar tunç ve pirinçtir. Demirin gerilme direnci yalnızca biraz karbon eklenerek, 275x 10 üssü 6'dan, 1 000 x 10 üssü 6 N/m üssü 2'ye çıkarılabilir. % 0,03'ten % 1,7'ye kadar karbonla alaşımlanmış demir, önemli çelikler grubunu oluşturur. Paslanmaz çelik, korozyona karşı gelişmiş dayanıklılığıyla tanınan, çeliğin krom ve nikelle bir alaşımıdır.
Uçak ve uzay uygulamaları için, gerilme direnci 1 400x10 üssü 6N/m üssü 2 olan ve çeliğin yalnızca % 60'ı ağırlığındaki titan alaşımları geliştirilmiştir. Korozyona karşı yüksek dayanıklılıkları ve canlı dokularla tepkimeye girmemeleri nedeniyle, titan alaşımları, protez ve hız göstergeleri yapımında kullanılır. Yüksek iç sıcaklıklı jet motorlarının geliştirilmesi, nikel ve kobalta dayalı süperalaşımların yapılması sayesinde gerçekleştirilmiştir. Jet motorlarında türbin kanadı üretiminde kullanılan süpe-ralaşımlar, 1 100 °C gibi yüksek sıcaklıklarda, korozyona karşı yüksek direnç ve dayanıklılık gösterir.
Ergime noktası düşük alaşımlar, otomatik serpme sistemlerinde eritici olarak kullanılırlar. Kurşun, kadmiyum, bizmut ve öbür ergime ısısı düşük elementleri kapsıyan bu alaşımlar, "ötektik alaşımlar" diye adlandırılırlar. ötektik alaşımlar, ergime noktaları herhangi bir bileşiğinden düşük olan karışımlardır, 50 °C kadar alçak ergime sıcaklıkları başarılıdır. Çeşitli metal ve seramik alaşımları, süperiletken olarak kullanılabilir.
