Metalurji Mühendisliğine Giriş. Yrd. Doç. Dr. Rıdvan YAMANOĞLU

Transkript

1 Metalurji Mühendisliğine Giriş Yrd. Doç. Dr. Rıdvan YAMANOĞLU

2 Geleneksel anlamda korozyon metal ve alaşımlarının çevreleri ile kimyasal ve elektrokimyasal reaksiyonları sonucu bozulmalarını tanımlamak için kullanılmaktadır. Ancak yeni bulgular metal olmayan malzemelerin de çevresel koşullardan benzer biçimde etkilendiklerini ortaya koymaktadır.

3 Metallerin büyük çoğunluğu elektropozitiftir ve doğada elektron kaybederek diğer elementlerle bileşik oluşturma eğilimindedirler. Metallerin bileşik oluşturma hızı farklılık gösterir. Yandaki çizelgede en aktif metal potasyum, en az aktif ise platindir.

4 Altın, platin gibi birkaç metal dışında bütün metaller doğada bileşik halde bulunur.

5 Dilimizde kesinlikle yerleşmemiş olmakla beraber paslanma deyimini demir ve demir cinsinden olan malzemelerin (çelik ve dökme demirler) korozyonu, pas deyimini de aynı tür malzemelerden kaynaklanan korozyon ürünü anlamında kullanabilmektedir.

6 Korozyon bir prosesin adı olduğu kadar oluşan zarara verilen addır. Örneğin Fe nin ortamın rutubeti ve havadaki O 2 in etkisi ile paslanması Fe nin korozyonudur. Ancak bazı araştırmacılara göre çelik saçlar üzerindeki Zn kaplamanın kendisini feda ederek (oksitlenerek) alttaki çelik saçı koruması Zn ın korozyonu değildir. Görülebileceği gibi korozyon göreceli -izafi- bir tanımdır.

7 En geniş kapsamı ile korozyon; malzemede ortamın etkisi sonucu özelliklerinde meydana gelen olumsuz yöndeki değişiklikler olarak kabul edilebilir. Metallerin doğal oksitlenmiş durumlarına dönmek istemeleri korozyon mekanizmalarının temelini oluşturur. Korozyonu engellemek genelde olanaksızdır. Endüstriyel malzemelerin tamamı doğadaki kararlı halleri olan bileşik halindedir. Üretim metalurjisinin enerji harcayan redükleyici yöntemleri ile bunlar metal haline döndürülür. Doğada metaller oksit ve sülfür bileşikleri halinde bulunurlar. Ortamdaki oksijen metal ve alaşımları oksitleyip bileşik haline döndürmeye çalışır.

8 Korozyonun doğrudan ve dolaylı olarak yol açtığı kayıplar, korozyonun önemini belirleyen en önemli göstergedir. Doğrudan kayıpların en önde geleni, korozyona karşı verilen mücadelede başvurulan önlemlerdir. Korozyona dayanıklı malzemeler, yüzey kaplamaları, saldırgan ortamlara yapılan ilaveler ve görevini yapamayacak derecede bozulmuş parçaların yenileri ile değiştirilmeleri bir anlamda korozyonun maliyetini oluşturmaktadır.

9 A.B.D.'de korozyonun yıllık maliyeti 8 milyar dolar olarak tahmin edilmektedir. Aynı ülkede korozyonun yol açtığı kayıplar için; Otomobil yakıt sisteminde korozyon : 100 milyon dolar/yıl Otomobil radyatörlerinde korozyon : 52 milyon dolar/yıl Otomobil ekzost sisteminde korozyon : 500 milyon dolar/yıl olarak belirlenmiştir.

10 Korozyondan korunma herşeyden önce insan hayatı için çok önemli bir tedbirdir. Korozyon sınırlı olan metal kaynaklarının israfına yol açar. Genellikle bir ülkede yıllık üretilen metalin %13-16 sı bir daha kazanılmamak üzere kaybolur.

11 Kaybedilen her kilo metal aynı zamanda enerji ve işçilik kaybıdır. Gittikçe kalabalıklaşan dünyada en büyük kirleticiler metal artıkları ve korozyon ürünleridir.

12 Elektrokimyasal Korozyon: elektron kaybederek oksitlenme Kimyasal Korozyon: yüksek sıcaklıklarda gaz-metal reaksiyonu ile oluşan oksitlenme Homojen Korozyon Hetorojen Korozyon Deniz Suyunda Korozyon Toprak Korozyonu (Karasal-Zemin Korozyonu)

13 Metal eşyaların boyanması En sık kullanılan yöntemdir. Metalin dışı hava ve suyla temas etmesini engellemek amacıyla dış yüzeyi yalıtımlı boyalarla boyanır. Otomobillerin, gemilerin, merdiven korkuluklarının, trafik levhalarının vb. dışı bu nedenle boyanmaktadır. Metal Kaplama Galvanizleme olarak adlandırılan yöntem, korunmak istenen metalin dışının daha aktif bir metalle kaplanmasıdır. Bunun yanında nikelaj ve kromaj kaplamalar da yapılır.

14 Alaşı şım yapmak Korunmak istenen metal başka metallerle alaşım yaparak korozyondan korunur. Örneğin ana metal krom, kalay, nikel gibi başka metallerle alaşım yaptırılır. Korozyona neden olan ortamı düzeltmek Korozyon genellikle nemli ortamlarda olur. Bu nedenle bazen ortamdaki nemi azaltmak gerekir. Evlerde ve bazı sanayi depolarında nem oranını azaltıcı özel yöntemler uygulanmaktadır.

15 Katodik Koruma Bu yöntem en önemli korozyon önleme metodudur. Paslanma tehlikesi olan metalin yanına ondan daha aktif, yani daha kolay paslanabilen başka bir metal konulur. Bu sayede diğer metale nem vb. unsurlar ulaşamaz. Ye altına inşa edilen depolarda, evlerdeki termosifonlarda, deniz altı boru hatlarında, metal iskelelerde katodik koruma yapılır. Katodik korumada kullanılan aktif metale kurban metal denir.