Prof. Dr. İRFAN AY / Öğr. Gör. Fahrettin Kapusuz

Transkript

1 DEMİR DIŞI METALLER Prof. Dr. İrfan AY 0

2 1. ALUMİNYUM VE ALAŞIMLARI 1

3 ALİMİNYUM VE ALAŞIMLARI * Aluminyum Aluminyum nakliye ve ambalaj sanayinde çok geniş bir şekilde kullanılan, makul fiyatlı, hafif ağırlıkta bir metal dir. * Son 60 yıldır, hem geniş bir kullanım alanı bulmuş, hem de bol bulunan bir metaldir. 2

4 Name : Aluminum Symbol : Al Atomic Number : 13 Atomic Mass : amu Melting Point : C ( K, F) Boiling Point : C ( K, F) Number of Protons/Electrons : 13 Number of Neutrons : 14 Classification : Other Metals Crystal Structure : Cubic 293 K : g/cm3 Color : Silver 3

5 * Ham aluminyum, düşük mukavemetli ve yüksek sünekliliğe sahiptir.(folye için idealdir). * Aluminyum a mukavemet kazandırmak ya alaşımlama (Si,Mg,Cu,Zn ilavesi ile) yada ısıl işlem =yaşlandırma yaparak olmaktadır. * Bazı alaşımları, döküm dür.diğerleri ise yumuşak olup, extrüzyon,haddeleme vs yöntemlerle şekil verilmiş ürünlerdir. 4

6 * Aluminyum çok çabuk reaksiyona girebilen metaldir. Ama üzerinde oluşan oksit oksit tabakası sayesinde kendisini korur. * Dekoratif bir etki vermek ve korozyona karşı direnmek için yüzeyi anot anot laştırılabilinir. laştırılabilinir. 5

7 Tasarımla ilişkisi Tasarımda avantajları : * Spesifik mukavemet=(yüksek mukavemet/ağırlık) yüksektir, * Spesifik katılık=(yüksek rijitlik =(E modülü)/ağırlık) yüksektir, * Yüksek elektrik ve termal iletkenlik e sahiptir, * Şekillendirilmesi kolaydır, * Geri - dönüşümü kolaydır. 6

8 Tasarımda dezavantajları: Ark kaynağı yapmak zordur.çünkü çabuk oksitlenir. Ürün tipleri Hava taşıtları gövdeleri, kanatları, Bisikletler, Otomobil motor gövdeleri, "uzay çatı" araba gövdeleri, İçecek kutu ları Pencere çatı ları 7

9 İmalat Bilgisi Metal olarak şekillendirilmesi * Pek çok imalat yöntemini (extr., (extr., haddeleme vs) vs) kullanarak şekillendirilmesi kolay yapılır. * Çabuk oksitlenmesi sebebiyle toz metallurjisi metallurjisi yöntemiyle şekil verilmesinde bazı zorlukları vardır.. * Tüm kalınlıklardan başlayıp folye inceliğine kadar getirmek için haddeleme haddeleme yöntemi çok uygundur. 8

10 * Kalıba Kalıba döküm, döküm, en çok kullanılan döküm prosesidir. * Genellikle oldukça yumuşaktır, bu yüzden kolay extrüze extrüze edilir, * Saç Saç şekillendirme içecek kutu larının imalatında önemlidir.. 9

11 makinada işlenmesi Nisbeten yumuşak olduğundan, makine da kolayca işlenebilir.bazen işlenirken sarma sarma olayı sebebiyle işlemeyi zorlaştırabilir. Birleştirilmesi Ark kaynağı kaynağı yapmak zordur bu nedenle gazaltı gazaltı ark kaynağı gerektirmesine rağmen pek çok birleştirme kaynağı tekniği kullanılması uygundur.. 10

12 Çevre ile ilişkisi * Aluminyum üretimi, mevcut enerjinin çoğunu kullanır(abd de toplam enerjinin %4 ünü kullanır) * Aluminyum kolayca geri geri--dönüşür dönüşür (Bu (Bu geri dönüşüm işleminde toplam enerjinin % 1 ni kullanır) * Arabalarda Aluminyum un kullanılması hızlı bir şekilde artmaktadır.çünkü düşük ağırlık, yakıt sarfiyatını azaltmak ve düşük metal emisyon ları anlamına gelir. 11

13 Konu ile ilgili Sorular Soru 1. Aluminyum un a)-erime sıcaklığı ve yoğunluğu nedir? b)-al a nasıl mukavemet kazandırılır? c)- Dekoratif amaçlı kullanılırsa yüzey anot mu yoksa katot mu yapılır? d)-tasarımda kullanımı için çok önemli iki özellik yaz e)-tasarımda dezavantaj olacak iki önemli özellik yaz f)-kullanıldığı yerlere 2 örnek ver g)-en iyi hangi yöntemle şekillenir?,hangi yöntemde problem çıkar? h)-makinada işlenmesi nasıldır? i)-hangi kaynak yöntemi ile kaynaklanır? j)- Çevre ile ilişkisinde enerji kullanımı esas alındı ğında üretimi için az mı yoksa çok mu enerji harcanır? 12

14 2. BAKIR VE ALAŞIMLARI 13

15 BAKIR VE ALAŞIMLARI Genel Bilgi * Bakır Bakır,, pahalı bir malzemedir ve * yüksek yüksek elektrik iletkenliği (Bu iletkenliği (Bu yüzden elektrik teli olarak iyi bir malzemedir) ve * iyi iyi korozyon direncine (boru direncine (boru tesisatçılığında iyi bir malzemedir) sahiptir. 14

16 Name : Bakır Symbol : Cu Atomic Number : 29 Atomic Mass : amu Melting Point : C ( K, F) Boiling Point : C ( K, F) Number of Protons/Electrons : 29 Number of Neutrons : 35 Classification : Transition Metal Crystal Structure : Cubic 293 K : 8.96 g/cm3 Color : red/orange 15

17 * Saf Saf bakır ın bakır ın düşük mukavemeti ve yüksek süneklilik özelliği vardır. * Bakırın (Cu) mukavemeti, alaşımlama yöntemiyle artırılabilinir. * Bronz Bronz malzemesi malzemesi yapmak için içine (Sn (Sn)) kalay katılır, * Pirinç Pirinç malzemesi malzemesi yapmak için içine (Zn (Zn)) çinko katılır, * madeni madeni para para malzemesi yapmak için, içine (Ni (Ni)) nikel katılır. 16

18 * Bronz, Bronz Bronz Çağı Çağı ından beri, heykel ve silah dökümü için kullanılmıştır. * Aynı zamanda ortaçağ danberi çan çan malzemesi olarak da dökülmektedir. 17

19 Tasarımla ilişkisi Tasarımda avantajları: * Yüksek elektrik iletkenliği ve yüksek termal iletkenliği vardır, * Korozyona karşı dirençlidir, * Şekil verilmesi kolaydır. Tasarımda dezavantajları: * Mukavemeti düşüktür, * Epeyce pahalıdır. 18

20 Ürün tipleri * Elektrik teli, * Bakır borular * Madeni paralar 19

21 İmalat Bilgisi Metal olarak şekillendirilmesi * Kolay dökülür. * Yumuşak olduğundan, kolayca extrüze extrüze edilir. * Nadir olarak haddelenir,dövme haddelenir,dövme yapılır veya saç saç şekillendirme işlemine tabi tutulur. şekillendirme * Çabuk oksitlenmeye meyilli olduğundan toz toz metal lurjisi yöntemiyle fazlaca şekillendirilme yapılmaz. lurjisi 20

22 Makinada işlenmesi * Makine da kolay işlenir. Birleştirilmesi * Ark kaynağı yapmak zordur, * Yapıştırma ile bağlama nadir olarak yapılır, * Lehim ve pirinç kaynağı,elektrik kaynağı,elektrik iletimi olan bağlantı noktalarında ve boru ların kaynağında önemlidir. 21

23 Çevre ile ilişkisi * Bakır üretimi için çok fazla enerji harcanır, * Bakır geri geri dönüşümü dönüşümü kolay olan bir malzemedir.fakat hacim olarak kullanımdaki bakır miktar azdır ve örtüsünden ayıklanması zordur,( pek çok bakır tel, plastik örtü ye sahiptir). 22

24 Konu ile ilgili Sorular Soru 2. Bakır a)-erime sıcaklığı ve yoğunluğu nedir? b)-cu (Sn) ile birleşirse adı ne olur? Cu (Zn) ile birleşirse adı ne olur? Cu (Ni) ile birleşirse adı ne olu? c)-saf bakırın mukavemeti ve sünekliliği nasıldır? d)-tasarımda çok önemli iki özelliği yaz? e)-tasarımda dezavantaj olacak özelliği yaz? f)-kullanıldığı yere 2 örnek ver? g)-en iyi hangi yöntemle şekillenir?hangi imalat yönteminde problem çıkar? h)-makinada işlenmesi nasıldır? i)-hangi kaynak yöntemiyle kaynaklanır? j)- Çevre ile ilişkisinde enerji kullanımı esas alındı ğında üretimi için az mı yoksa çok mu enerji harcanır? 23

25 3. PİRİNÇLER 24

26 PİRİNÇLER Genel Bilgi * Pirinçler, bakır ve çinko alaşımı olup, pahalı malzemelerdir. * Alaşımlama,sıcak Alaşımlama,sıcak--soğuk deformasyon ve ısıl işlem işlem yolu ile güçlendirilerek bakırdan daha iyi mukavemet elde edilir. * Korozyon direnci daha iyidir,kaplama ve boya gerekmez. 25

27 Pirinç ler, insan sağlığına zarar vermiyen metallerdendir. * Çentik darbe direncleri = toklukları yüksektir. * Soğuk ortamların aranan malzemesidir.bu ortamlarda mukavemetleri yüksektir. * Termal (araba (araba radyatörleri radyatörleri)) ve elektrik iletkenlikleri yüksektir, * İki tip pirinç var, a)a)uygun, b)b)- pirinci(%35 Zn) tek fazfaz- soğuk işlemeye pirinci(%35-40 Zn) çift fazpirinci(%35faz-sıcak işlemeye uygun 26

28 Tasarımla ilişkisi Tasarımda avantajları: * Makul mukavemete (orta (orta seviye) seviye) sahiptir, * Korozyona karşı dirençlidir, * Şekil vermek kolaydır. Tasarımda dezavantajları: * Pahalıdır. 27

29 Ürün tipleri * Dekoratif techizatları, * Tesisat techizatları, * Vidalar, * Mermiler. 28

30 İmalat Bilgisi Metal olarak şekillendirilmesi * Kolayca extrüze edilir, çünkü pirinç pek yumuşaktır. * Nadiren haddelenir, haddelenir, dövülür veya saç şekillendirme yapılır.. şekillendirme * Oksitlenmeye meyilli olduğundan toz toz metallurjisi yöntemi fazla kullanılmaz. Makinada işlenmesi Makinada Makinada kolayca işlenir. 29

31 Birleştirilmesi * Ark kaynağı yapmak zordur, * Nadiren yapıştırma yapılır, * Lehim ve pirinç kaynağı, kaynağı, elektrik bağlantı noktaları ve küçük boru bağlantılarında önemlidir. 30

32 Çevre ile ilişkisi * Bakır ve pirinç üretimi, çok fazla enerji kullanır. * Pirinç i gerigeri-dönüştürmek kolaydır, ama kullanımdaki hacim küçüktür. 31

33 Konu ile ilgili Sorular Soru 1. Pirinç ne demektir? a)- Mukavemeti (Cu) ile kıyaslayınca nasıldır? b)-soğuk işlemeye uygun olan pirinç hangisidir? c)-sıcak işlemeyen uygun pirinç hangisidir? d)-tsaraım için çok önemli iki özellik yaz? e)-tasarım için dezavantaj olacak özellik nedir? f)-kullanıldığı yere iki örnek ver? g)-en iyi hangi yöntemle şekillenir?hangi yöntemde problem çıkar? h)-makinada işlenmesi nasıldır? i)-hangi kaynak yöntemi ile kaynaklanır? j)- Çevre ile ilişkisinde enerji kullanımı esas alındı ğında üretimi için az mı yoksa çok mu enerji harcanır? 32

34 4. ÇİNKO VE ALAŞIMLARI 33

35 ÇİNKO VE ALAŞIMLARI Genel Bilgi * Çinko Çinko alaşımları,düşük alaşımları,düşük mukavemetli basit döküm parçaları,ergime noktaları düşük alaşımlar, hepsi düşük yoğunluğa sahiptirler. * Çinko Çinko,, korozyona karşı dirençlidir ve galvaniz galvaniz yöntemi ile çelikleri pas tan korumada kullanılır. yöntemi ( örneğin, oluklu saç, araba gövdesi,yol bariyerleri olarak). 34

36 Çinko Name : Zinc Symbol : Zn Atomic Number : 30 Atomic Mass : amu Melting Point : C ( K, F) Boiling Point : C ( K, F) Number of Protons/Electrons : 30 Number of Neutrons : 35 Classification : Transition Metal Crystal Structure : Hexagonal 293 K : g/cm3 Color : bluish 35

37 Tasarımla ilişkisi Tasarımda avantajları : * Korozyona karşı dirençlidir, * Dökülmesi kolaydır. Tasarımda dezavantajları : * Mukavemeti düşüktür, * Şekillendirme kabiliyeti zayıftır 36

38 Ürün tipleri * Galvanizli (çinko lu (çinko lu)çelik )çelik saçlar, * Pompa gövdeleri, * Model arabalar ve oyuncaklar. 37

39 İmalat Bilgisi Metal olarak şekillendirilmesi * Genellikle kalıba dökülerek şekillendirilir, * Şekillenme kabiliyeti zayıftır, nadiren dövme, haddeleme, extrüzyon ve saç şekillendirme işlemi yapılır. * Yanmaya meyilli olduğundan, toz metallurjisi yöntemi ile şekillendirme fazla kullanılmaz! 38

40 makinada işlenmesi * Umumiyetle makinada işlenmesi kolaydır.. Birleştirilmesi * Ark kaynağı yapmak zordur ve gazaltı kaynağı gerekir. 39

41 Çevre ile ilişkisi * Çinko üretimi çok enerji kullanır, ama kullanımdaki hacmi az dır 40

42 Konu ile ilgili Sorular Soru 1.Çinko nun a)-erime sıcaklığı ve yoğunluğu nedir? b)-sizce, Zn nin çok önemli bir özelliğini söyelyiniz? c)-tasarımda çok önemli bir özelliğini yaz? d)-tasarımda dezavantaj olacak bir özellik yaz? e)-kullanıldığı yere 2 örnek ver? f)-en iyi hangi yöntemle şekillenir?hangi yöntemde problem çıkar? g)-makinada işlenmesi nasıldır? h)-hangi kaynak yöntemi ile kaynaklanır? j)- Çevre ile ilişkisinde enerji kullanımı esas alındı ğında üretimi için az mı yoksa çok mu enerji harcanır? 41

43 5. KURŞUN VE ALAŞIMLARI 42

44 KURŞUN VE ALAŞIMLARI Genel Bilgi * Kurşun alaşımlarının yoğunlukları çok yüksektir. * Kurşun, metallerin en düşük mukavemetlisi mukavemetlisi ve en düşük katlığa = katlığa = young Modülü(E) ye sahip olanıdır. 43

45 Kurşun Symbol : Pb Atomic Number : 82 Atomic Mass : amu Melting Point : C ( K, F) Boiling Point : C ( K, F) Number of Protons/Electrons : 82 Number of Neutrons : 125 Classification : Other Metals Crystal Structure : Cubic 293 K : g/cm3 Color : bluish 44

46 * Ağır olması sebebiyle ; kurşun güllesi olarak, * korozyon direnci yüksek olması sebebiyle ; çatı kaplaması olarak, * düşük ergime noktasına sahip olması nedeniyle; kurşun--kalay alaşımlarında lehim olarak kullanılır. kurşun 45

47 * Kurşun zehirli bir metal metal dir.boyalara dir.boyalara ve petrole ilave katkı maddesi maddesi olarak kullanılır. * Bu katkı katkı lar lar sağlığı ilgilendirdiğinden gittikçe daha az katılmaktadırlar 46

48 Tasarımla ilişkisi Tasarımda avantajları: * Düşük ergime noktasına sahiptir, * Yoğunluğu yüksektir, * Korozyona karşı dirençlidir, * Şekillendirilmesi kolaydır. Tasarımda dezavantajları: * Mukavemeti düşüktür, * Katılığı=(E) modülü düşüktür, * Fiyatı yüksektir, * Çevreye zararlıdır. 47

49 Ürün tipleri * Kurşun mermileri, kurşun güllesi * Çatı kaplaması * Lehim malzemesi 48

50 İmalat Bilgisi Metal olarak şekillendirilmesi * Genel olarak kalıba dökülerek şekillendirilir. * Şekillendirilmesi kolaydır (örneğin döverek). makinada işlenmesi * Genellikle makine da işlenmesi kolaydır, ama zehirli olduğundan çok dikkat etmek gerekir. Birleştirilmesi * Birleştirme için ark kaynağı uygun değildir. * Genellikle bir alaşımın lehimi olarak kullanılır. 49

51 Çevre ile ilişkisi * Kurşun üretiminde çok enerji kullanılır, Ama kullanımdaki kurşun hacmi az dır. * Boya ve petroldeki kurşun katkısı sağlıkla sağlıkla ilgili ilgili olduğu için miktarı azaltılmakta veya hiç katılmamaktadır.. 50

52 Konu ile ilgili Sorular Soru 1.Kurşun un a)-erime sıcaklığı ve yoğunluğu nedir? b)-ağırlığı,korozyona direnci ve düşük ergime noktası sebebiyle ne olarak kullanılır? c)-kurşun zehirlimidir? d)-tasarımda çok önemli iki özelliğini yaz? e)-tasarımda dezavantaj olan 2 özellik yaz? f)-kullanıldığı yere iki örnek ver? g)-en iyi hangi yöntemle şekillenir.? h)-makinada işlenmesi nasıldır? i)-hangi kaynak yöntemi ilke birleştirilir? j)- Çevre ile ilişkisinde enerji kullanımı esas alındı ğında üretimi için az mı yoksa çok mu enerji harcanır? 51