Prof. Dr. İrfan AY / Öğr. Gör. Fahrettin KAPUSUZ

Transkript

1 ENDÜSTRİDE MALZEME SEÇİMİ Prof. Dr. İrfan AY 0

2 6. NİKEL VE ALAŞIMLARI 1

3 NİKEL VE ALAŞIMLARI Genel Bilgi Nikel alaşımları, alaşımları, yoğun, katı ve güçlü alaşımlar olarak yüksek sıcaklıklarda(jet motorlarında) korozyon direnci ve onların mukavemetleri için öncelikle tercih edilirler. 2

4 Name : Nikel Symbol : Ni Atomic Number : 28 Atomic Mass : amu Melting Point : C ( K, F) Boiling Point : C ( K, F) Number of Protons/Electrons : 28 Number of Neutrons : 31 Classification : Transition Metal Crystal Structure : Cubic 293 K : g/cm3 Color : white 3

5 * Saf Nikel, tıpkı demir gibi orta orta mukavemette mukavemette bir elementtir. * Fakat içine Cr,Co,Mo,W katılmasıyla jet motorlarında istenen yüksek yüksek mukavemet mukavemet elde edilir. * Nikel aynı zamanda madeni madeni para yapmak yapmak için bakır ile alaşımlanır. 4

6 Tasarımla ilişkisi Tasarımda avantajları : * Yüksek sıcaklıklarda yüksek mukavemete sahiptir, * Korozyon direnci yüksektir, * Katılık değeri yüksektir, * Şekil verilmesi kolaydır. Tasarımda dezavantajları : * Yoğunluğu yüksektir. 5

7 Ürün tipleri * Hava taşıtlarının jet motorları * Madeni paralar, * Kimyasal maddeler için tank lar. 6

8 İmalat Bilgisi Metal olarak şekillendirilmesi * Saç şekillendirme yöntemi kullanılmaz, * Jet motor parçaları ve madeni paralar, * Özel döküm prosesleri Jet motor kanatlarında kullanılır. makinada işlenmesi * Genellikle makinada kolay işlenir. Birleştirilmesi * Yalnızca vakum altında veya gazaltı gazaltı nda nda ark kaynağı yapılarak birleştirilir. 7

9 Çevre ile ilişkisi Nikel üretimi çok fazla enerji kullanır, ama kullanımdaki hacmi az dır.. 8

10 Konu ile ilgili Sorular Soru 1. Nikel in a)- Erime sıcaklığı ve yoğunluğu ne kadardır? b)-tasarımda avantaj olan 2 özelliğini yazın? c)-tasarımda dezavantaj olan özelliği nedir? d)-kullnma yerine iki örnbek veriniz? e)-hangi yöntemle asla şekillendirilemez,hangi yöntemle şekillendirilir? f)-makinada işlkenmesi nasıldır? g)-hangi kaynak yöntemi ile kaynak edilirler? h)- Çevre ile ilişkisinde enerji kullanımı esas alındı ğında üretimi için az mı yoksa çok mu enerji harcanır? 9

11 7. MAGNEZYUM VE ALAŞIMLARI 10

12 MAGNEZYUM VE ALAŞIMLARI Genel Bilgi * Magnesyum alaşımları çok çok düşük yoğunluğa yoğunluğa sahip metallerdendir. * İyi spesifik katılık= young Modülü(E) ve iyi spesifik mukavemete sahiptirler. 11

13 Name : Magnesium Symbol : Mg Atomic Number : 12 Atomic Mass : amu Melting Point : C ( K, F) Boiling Point : C ( K, F) Number of Protons/Electrons : 12 Number of Neutrons : 12 Classification : Alkaline Earth Crystal Structure : Hexagonal 293 K : g/cm3 Color : grayish 12

14 * Saf magnesyum, mukavemetini iyileştirmek için alaşımlanır alaşımlanır.. * Magnesyum,düşük ergime noktasına sahiptir.pek çok alaşımı, döküm yapılır.magnesyum un kendisinin şekil alma kabiliyeti kabiliyeti zayıftır. * Magnesyum reaktif bir metaldir şiddetli şekilde yanar.bu yanar.bu yüzden (döküm (döküm)) esnasında ele alındığında dikkatli olmak gerekir. 13

15 Tasarımla ilişkisi Tasarımda avantajları : * Yoğunluğu düşüktür düşüktür,, * Yüksek spesifik katılık =young katılık =young Modülü(E) özelliği vardır, * Yüksek spesifik mukavemet mukavemet özelliği vardır, Tasarımda dezavantajları : * Şekillendirmek zordur umumiyetle dökümle şekillendiriliyor, * Kimyasal olarak reaktif bir metaldir, * Korozyon direnci çok zayıftır. 14

16 Ürün tipleri * Motorsiklet ve otomobil tekerlekleri dökülmüş şekilde. 15

17 İmalat Bilgisi Metal olarak şekillendirilmesi * En genel hal, kalıba dökülür. dökülür. * Şekil Şekil verme kabiliyeti kabiliyeti zayıftır, bu yüzden çok nadir olarak dövülür, dövülür, haddelenir,extrüze edilir veya saç şekillendirme yapılır. * Pas Pas lanmaya lanmaya meyilli olduğundan, toz toz metallurjisi yöntemi yöntemi fazla kullanılan bir yöntem değildir. 16

18 Makinada işlenmesi * Yanma riskinden dolayı makinada makinada işlemek işlemek zordur. Birleştirilmesi * Ark kaynağı yapmak zor zor dur dur ve gazaltı gazaltı kaynağı gerekir. 17

19 Çevre ile ilişkisi * Magnesyum üretimi çok çok fazla enerji kullanımı kullanımı gerektirir. * Ama, kullanımdaki magnezyum hacmi küçüktür. 18

20 Konu ile ilgili Sorular Soru 7. Magnezyum un a)-erime sıcaklığı ve yoğunluğu ne kadardır? b)-en önemli özelliği olarak ne söylenebilir* c)-tasarımda avantaj olacak 2 özelliğini yaz? d)-tasarımda dezavantaj olacak 2 özelliğini yaz? e)-kullanım yerine örnek ver? f)-metal olarak şekillendirilmesi nasıldır? g)- Makinada işlenmesi nasıldır? h)- Hangi kaynak yöntemi ile kaynaklanır? i)- Çevre ile ilişkisinde enerji kullanımı esas alındı ğında üretimi için az mı yoksa çok mu enerji harcanır? 19

21 8. TİTANYUM VE ALAŞIMLARI 20

22 TİTANYUM VE ALAŞIMLARI Genel Bilgi * Titanyum alaşımlarının yoğunlukları çok düşüktür, fakat katı, aynı zamanda sağlam alaşımlardır.ayrıca pahalıdırlar. * En çok spor ürünleri(örnek golf sopaları,ve bisikletler) ve hava taşıtlarında (örneğin, motor fan kanatlarında) kullanılırlar. 21

23 Name : Titanium Symbol : Ti Atomic Number : 22 Atomic Mass : amu Melting Point : C Boiling Point : C Number of Protons/Electrons : 22 Number of Neutrons : 26 Classification : Transition Metal Crystal Structure : Hexagonal 293 K : 4,54 g/cm3 Color : gümüş metalik 22

24 * Saf Titanyum malzemesi, orta mukavemet değerindedir. * Ama standart titanyum alaşımı (%6 Al %4 Vanadyum)) içerir.jet motorlarında ihtiyaç duyulan Vanadyum yüksek mukavemet mukavemet bu alaşımdan alınır. * Titanyum sıcak olduğu zaman reaktif reaktif bir metaldir.ama metaldir.ama oda sıcaklığında iyi korozyon direncine sahiptir. * Gövdede koruyucu koruyucu malzeme olarak kullanılır,tıbbi cihazlarda (kalça (kalça protezlerinde)kullanı protezlerinde)kullanı lır. 23

25 Tasarımla ilişkisi Tasarımda avantajları : * Yüksek sıcaklıklarda bile yüksek mukavemet değerine sahip olma, * Yüksek katılık = young modülü(e) değerine sahip olma, * Gövdelerde kimyasal koruyucu olarak kullanma. Titanyum koruyucu saat 24

26 Tasarımda dezavantajları : * Fiyatı yüksektir, * Sıcak olduğu zaman kimyasal olarak çok reaktiftir, * Şekil vermek oldukça zordur.umumiyetle dökümü yapılır. Yüksek sıcakta oldukça reaktif-bowling topu ve biyel kolunda 25

27 Tasarımda dezavantajları : * Fiyatı yüksektir, * Sıcak olduğu zaman kimyasal olarak çok reaktiftir, * Şekil vermek oldukça zordur.umumiyetle dökümü yapılır. 26

28 Ürün tipleri * Golf sopaları, * Performanslı bisikletler, * Hava taşıtı jet motorlarında fan kanatları, * Kalça protez ve diğer tıbbi malzemeler. 27

29 İmalat Bilgisi Metal olarak şekillendirilmesi * Özel kalıp döküm prosesleri gereklidir, çünkü (Ti) reaktiftir. * Hava taşıtı parçalar için dövme önemlidir.. * Oksitlenmeye meyilli olması nedeniyle toz metallurjisi yöntemi fazla kullanılmaz. makinada işlenmesi * Makinada işlenmesi zordur. Birleştirilmesi * Ark kaynağı sadece gazaltı kaynak yönteminde veya vakum altında kaynakta kullanılır. 28

30 Çevre ile ilişkisi Titanyum üretimi çok fazla enerji kullanır, ama kullanımdaki hacim küçüktür. 29

31 Konu ile ilgili Sorular Soru 8. Titanyum un a)- Erime derecesi ve yoğunluğu ne kadardır? b)-ti deyince kullnıum yeri olarak aklına ilk ne geliyor* c)-tasarımda avantaj olacak 2 özelliğni yaz? d)-tasarımda dezavanyaj olacak 2 özelliğini yaz? e)-kullanım yerine 2 örnek ver? f)-hangi yöntemle şekillenir.hangi yöntemde şekillenmesi zor olur* g)-makinada işlenmesi nasıldır* h)-hangi kaynak yöntemi ile kaynaklanır? i)- Çevre ile ilişkisinde enerji kullanımı esas alındı ğında üretimi için az mı yoksa çok mu enerji harcanır? 30

32 9. ALTIN 31

33 ALTIN Genel Bilgi * Altın hassas bir metaldir, ama çok yüksek fiyatı vardır. * Kuyumcular, tabii görünüşü sebebiyle altını alıp satarlar. 32

34 ALTIN Name : Gold Symbol : Au Atomic Number : 79 Atomic Mass : amu Melting Point : C ( K, F) Boiling Point : C ( K, F) Number of Protons/Electrons : 79 Number of Neutrons : 118 Classification : Transition Metal Crystal Structure : Cubic 293 K : g/cm3 Color : Gold 33

35 * Ama aynı zamanda altın altın,, kimyasal durumu sebebiyle oda sıcaklığında oksitlenmez. * Mühendislik Mühendislik uygulamaları nda uygulamaları nda altın oksitlenmediği ve çok yüksek elektrik iletkenliğine sahip olmasından dolayı, elektrikle temas gereken elektronik sistemlerinde küçük miktarlarda kullanılır.. 34

36 Tasarımla ilişkisi Tasarımda avantajları : * Korozyona karşı dirençlidir, * Dökülmesi kolaydır. Tasarımda dezavantajları : * Mukavemeti düşüktür, * Şekil Şekil verilebilme kabiliyeti kabiliyeti zayıftır. 35

37 Ürün tipleri * Mücevherat ürünleri olarak, * Elektrik iletim noktaları olarak, * Diş dolgusu olarak. 36

38 İmalat Bilgisi Metal olarak şekillendirilmesi * Tüm döküm ve şekillendirme prosesleri kullanılabilinir. * MücevheratMücevherat- takı amaçlı küçük parçaların şekillendirilmesinde hassas hassas döküm döküm kullanılır.. * Haddeleme yöntemi altın altın yaprak yaprak şekillenmesinde kullanılır.. 37

39 makinada işlenmesi * Umumiyetle makinada işlemek kolaydır. Gerçi yüksek fiyat endişesi, atık atık altın altın parçalarını minimuma indirmek için uğraşılır. * İşleme bittikten sonra polisaj yapmak önemlidir.. Birleştirilmesi * Altın, elektrik ileticisi olarak kullanıldığı zaman, lehim işlemi önemlidir. * YarıYarı-iletkenlerde altın kullanıldığı zaman, ultrosonik kaynak yöntemi kullanılabilinir. 38

40 Çevre ile ilişkisi Altın ın değerli olması sebebiyle, çok küçük miktarlarda altın içeren kayaların kazılması sonucu çıkartılır.işte bu yüzden altın üretmek için yoğun enerji kullanılır.altın ın geri-dönüşümü değeri de çok yüksektir. 39

41 Konu ile ilgili Sorular Soru 10. Altın ın a)-erime sıcaklığı ile yoğunluğu ne kadardır? b)-altın deyince hangi en önemli özelliği aklınıza geliyor? c)-tasarımda avantaj olan özelliği nedir? d)-tasarımda dezavantaj olacak özelliği nedir? e)-kullanım yerine örnek veriniz? f)-hangi yöntemle şekillenir.? g)-makinada işlenmesi nasıldır? h)-hangi kaynak yöntemi ile kaynaklanır? i)- Çevre ile ilişkisinde enerji kullanımı esas alındı ğında üretimi için az mı yoksa çok mu enerji harcanır? 40