3.BÖLÜM: Alaşımlar

1. 3.BÖLÜM: Alaşımlar

3. 3.1. 1. Element özelliklerinin ıslahı ve alaşımlar; • Bazı metaller korozyona karşı dayanıklıdır; fakat kuvvet etkilerine karşı pek dayanıklı değildir. Bazıları da kuvvet etkilerine karşı dayanıklıyken korozyona karşı dayanıksızdır. Bazı metaller aktif tir ve hemen paslanırlar. • Metallerin dayanıklılığını ve korozyona karşı dayanımını arttırmak için alaşımlar üretilmiştir. • Normal bir çeliğin (%95 demir- %1,5 karbon) korozyondan etkilenme oranı 100 kabul edilirse çeliğe katılan %1 oranındaki krom çeliğin korozyondan etkilenme oranını %30 azaltır. Katılan krom oranı arttıkça korozyona karşı dayanım da artar. Paslanmaz çeliklerde kroma ilaveten nikel de bulunur. Paslanmaz çeliklerin bileşiminde genellikle %18 krom, %10 nikel bulunur. • Kısaca, alaşımlar belli amaçlar için üretilmişlerdir. Bunlar: • Metallerin fiziksel ve mekaniksel özelliklerini değiştirmek suretiyle daha elverişli malzemeler üretmek. • Çok sayıda ve değişik özelliklere sahip metaller geliştirerek ihtiyaçlara cevap vermek. • Isıl işlemlere uygun metaller üretmek. • Malzemelerin maliyetini düşürmek. • Malzemenin aşınma ve dış şartların yıpratıcı etkilerden korunmasını sağlamak.

4. 3.1.2. Alaşım • Alaşım, bir metal elementin en az bir başka element (metal,ametal,yarımetal) ile karışarak oluşturduklar metal karakterli malzemye denir. • Alaşımda bileşenlerden biri cıva ise malgama adını alır. Cıva yalnız demir ve platin madenleriyle malgama yapmaz. • Elementler alaşım hâline getirilerek kullanım alanları arttırılır. • Örneğin, çinko metalinin doğrudan doğruya kullanıldığı alanlar oldukça sınırlı olmasına rağmen ikili ve üçlü alaşımlarının kullanıldığı alanlar daha fazladır. • Pirinç; % 63 Cu, %37 Zn içeren ikili alaşımdır. Kolay işlenebildiği için boru, tel ve süs eşyası yapımında kullanılır. % 60 Cu, % 38 Zn, % 2 Fe içeren delta alaşımı ise üçlü alaşımdır. Bu alaşım esnek olup, kopmaya karşı dayanıklıdır.

5. 3.1.3. Alaşım Alaşımda fazla miktarda olan metale asıl metal adı verilir. Alaşımı elde etmek için bu metale karıştırılanlara da alaşım elemanları denir. Metallerin büyük çoğunluğu kafes yapısı içinde belirli sayıda yabancı atom barındırabilirler. İlave edilen element, kristal içinde ya katı çözelti veya ara bileşikler halinde bulunur. Yabancı atomların asıl metalin kafes sistemindeki yerleşimlerine göre, metalik katı eriyiklerin iki türü vardır: Ara-yer Katı Eriyiği Yeralan Katı Eriyiği (Asal Yer Katı Eriyiği) Yabancı atom esas metalin atomu yerine yerleşiyor ise Yeralan Katı Çözeltisi oluşur. Bu türde çözünen metalin atomları çözücü metalin kristal atomlarının bazılarının yerini almıştır. Kafes aralarındaki boşluklara yerleşiyor ise Arayer Katı Çözeltisi meydana gelir. Atomik yarı çapı 10 -8 cm' den küçük olan H, C, B ve N gibi çözünen metalin atomları, çözücü metalin atomlarının arasındaki boşluklara dağılmışlardır.

6. 3.1.4. Alaşım

7. 3.2.1. Alaşımları sınıflandırılması; • Alaşımlar; homojen ve heterojen alaşımlar,yer değiştirme tipi alaşım, örgü boşluğu tipi alaşım, metaller arası bileşik tipi alaşım olmak üzere değişik biçimlerde sınıflandırıla bilir. • 3.2.1,2. Homojen ve Heterojen alaşımlar: • Farklı element atomlarının düzgün bir şekilde yerleşmesiyle oluşan alaşımlar, homojen alaşımlardır, iki veya daha çok fazdan oluşanlar ise heterojen alaşımlardır. • Alaşımların büyük bir kısmı heterojendir. • Örneğin Au-Cu veya Au-Ag alaşımları heterojen, yani ikili sistemlerdir. Homojen alaşımlara örnek olarak Cu-Sn, Cu-Zn, Cu-Ni, Fe-Nİ, Pb-Sn alaşımları verilebilir. Bu konu diğer alaşım tipleri incelendikten sonra daha anlaşılacaktır.

8. 3.2.3. Yer değiştirme tipi alaşım Yer değiştirme (sübstitutional) alaşımlar: Yer değiştirme alaşımlarında çözünen metal atomlar çözücü metal atomlarının bazılarının yerlerini işgal eder. Bu tür alaşımların oluşabilmesi için iki metalin aşağıdaki koşulları sağlaması gerekir. a) İki metalin kristal yapları aynı olmal, b) İki metal benzer kimyasal özellikler göstermelidir. c) Metalik yarıçaplarının farkının oranı = ± %15 olmalı, Örnekler: Na ve K kimyasal olarak birbirlerine benzer yapıdadır, Metalik yarı çaplar sırasıyla 1,86 0A ve 2,26 0A ) Yarıçaplar oranı % 18 olması nedeniyle bu iki katı birbiriyle homojen alaşımlar yapamazlar. Örnekler: Cu ve Ni’ i ele alırsak, İkisi de kimyasal olarak birbirlerine benzer yapıdadır, Yarıçapları sırasıyla 1,28 0 A ve 1,25 0 A , Metalik yarıçaplar farkının oranı % 2,3, olduğundan bu iki metal birbiriyle her oranda karışan alamlar yaparlar.

9. 3.2.3. Yer değiştirme tipi alaşım a)Rastgele Yer Değiştirme İle Oluşan Alaşımlar: Alaşım oluşurken birbiriyle tam olarak karışabilen iki metalin erimesi sırasında, miktarca az olan metal atomları, miktarca fazla olan metal atomlarıyla rastgele yer değiştirir.Bu tip alaşımı oluşturan elementlerin atom yarıçaplarından fark %15'ten azdır. Element atomlarının büyüklüklerinde ve elektronik yapılarında küçük farklılıklar olduğu için yer değiştirme ile oluşan alaşımlardaki atomlar metal örgünün şeklini bozar ve elektron akışını engeller. Metal örgü yapısı bozulduğu için bu tip alaşımların elektriksel ve termal iletkenliği saf elemente göre daha azdır. Ancak sertlikleri ve sağlamlıkları daha fazladır. Yer değiştirme alaşımlarına Cu-Zn ve Au-Ag karışımları örnek verilebilir.

10. 3.2.3. Yer değiştirme tipi alaşım • b)Süper Örgü Alaşımı: Bazı özel durumlarda yer değiştirme ile oluşan alaşımlardaki atomların yeri düzenlilik gösterir. • Bu tip alaşımlara süper örgü alaşımı denir. • Süper örgü alaşımlarına Cu-AI-Niörnek verilebilir. • Bu alaşım şekil hafızalı alaşımlarda kullanılır. • Şekil hafızalı alaşım; martensitik (kristal) yapıda iken belli bir dış kuvvete maruz kalmaları sonucu değişen orijinal şekillerini, östenit faz sıcaklığına geçtiklerinde büyük oranda geri kazanabilen alaşımlardır. Alaşım östenit fazda iken, herhangi bir sıcaklık değişimi olmaksızın, sadece uygulanan stresin ortadan kalkması sonucu malzemenin orijinal formunu tekrar kazanması ise süperelastisiteolarak tanımlanır.

11. 3.2.4. Örgü boşluğu tipi alaşım Örgü boşluğu tipi alaşımlar, çözücü metal örgüsünün boşluklarına sığabilen küçük ametallerle yapılır. Esas katının orijinal kristal yapısı bozulmaz. Genellikle stokiyometrik olmayan maddeleri oluştururlar. «Araya sıkıma»lı katı eriyikler sadece, ilâve metalin atomlarının öbür metalinkilerine göre çok küçük olup bunun kristal kafesinin boşluklarına yerleşebilmeleri halinde oluşabilirler. En sık paket yapısında en büyük boşluk oktahedral boşluktur. Bu boşluğa girebilecek atomun yar çap 0,414 r kadar olacaktır (r = esas örgüyü oluşturan metalin yar çapı). Bu nedenle temel yapıyı bozmadan H, B, C, ve N atomların yerleştirmek için metal atomları sırasıyla 0,90 ; 1,95; 1,88 ve 1,80 0 A den daha küçük olmamalıdır. Bununla birlikte d-blokunun ilk sırasının sonundaki elementler yarı çapları 1,60 0 A dan daha küçük olmalarına rağmen B, C ve N’ la katı çözelti serisi oluştururlar . Bunu, özel metal-ametal bağlanması olarak düşünebiliriz. Bu nedenle bu alaşımlara ametallerin bileşikleri olarak bakabiliriz. Örgü boşluklarındaki atomlar alaşımı daha sert ve sağlam yaparlar. Örneğin; 0,9 C içeren 10/90 çeliği, 0,2 C içeren 10/ 20 çeliğinden daha sert ve krılgandr. Bazen deörğü boşluğuna daha büyük atomların girmesi ile daha gevşek -yumuşak alaşımlar yapılabilir.

12. 3.2.5.Metaller Arası Bileşikler İki metal aynı potada eritildiğinde genellikle bir alaşım teşekkül eder, yani belirli bir sıcaklığın üstünde, her iki bileşenin oranları ne olursa olsun, bir homojen sıvı veya sıvı faz edilir. Bu sıvı yavaş yavaş soğutulduğunda homojen kristaller vererek katılaşır; kristaller her iki metalin atomlarını içerirler ve aynı kimyasal tabiatlı kristaller bir katı faz adı verilen hali meydana getirirler. Bir alaşımda denge halinde bulunan fazların sayı ve kimyasal tabiatı bu alaşımın kimyasal yapısını tanımlar. Katılaşma ilerledikçe her iki metal birbirlerini kimyasal olarak etkileyerek bir metaller arası bileşik (intermetalliccompound) oluştururlar. Kısaca; alaşımı oluşturan atomlar arasındaki elektronegatiftik farkı büyük olduğunda metaller arası bileşikler oluşabilir. Bunlar gerçek bir bileşik gibi düşünülür. MgZn2, Cu3Au ve Na5Zn21 en çok bilinen metaller arası bileşiklerdir. Ancak belli ve sabit bir stokiyometriye sahip alaşımların hepsinin "metaller arası bileşik" sayılması bir kavram yanılgısıdır. Atomlar arasındaki boşluklara yerleşmeyle oluşan bazı alaşımların (Fe3C vb.) stokiyometrileri sabittir. Örnek: NaTI(sodyum talyumür) bir bileşiktir; çünkü Na+ katyonu ve (Tl)4-4 anyonu arasındaki etkileşmeyle oluşmuştur. Fe3C alaşımında ise, Fe ve C atomları, Fe örgüsündeki boşluklar içine C atomlarının yerleşmesi dışında hiç değişikliğe uğramamıştır.

13. 3.2.5. 1.Metaller Arası Bileşikler Ara bileşiklerde atomlar arası bağlar metalik bağ ile kimyasal bağ arasında değişen bir yapıya sahiptir ve kimyasal bileşiklere benzeyen AnBm şeklinde bileşikler oluşur. Bu bileşikler kendilerini oluşturan farklı atomların aralarında oluşturdukları kuvvetli bağlar nedeniyle oldukça farklı mekanik ve fiziksel özellikler gösterirler. Metaller arası bileşikler, hem kullanım sıcaklığı hem de mekanik özellikler açısından (seramik kadar kırılgan değil) metalik malzemeler ile seramik malzemeler arasındaki boşluğu doldurmaya aday malzemelerdir. Atomlar arası kuvvetli bağlar nedeni ile süper alaşımlardan daha yüksek mukavemet gösterirken, bağlanmanın hala metalik karakterde olmasından dolayı seramiklere göre daha az kırılgandırlar. NaTI (sodyum talyumür)

14. 3.2.5.2.Metaller Arası Bileşikler Metaller arası bileşikler üzerindeki ilk araştırmalar oksitleyici ortamlarda oldukça koruyucu olan ince alüminyum oksit filmi oluşturmak için oldukça yüksek miktarda alüminyum içeren alüminatları oluşturmakla olmuştur. Bunlar içinde nikel, demir ve titanyum alüminatlar en çok ilgi çekenlerdir. Fe3Al demir alüminatlar, yüksek sıcaklıklarda oksidasyon ve sülfidasyonun oluştuğu endüstriyel uygulamalar için çok ilgi çekici olmuştur. Nikel esaslı süper alaşımlarda en önemli kuvvetlendirici Ni3Al’dir. • NiAl’ın dört kilit avantajı vardır: • Yoğunluğu nikel esaslı süper alaşımların yaklaşık üçte ikisidir, • Termal iletkenliği bileşime ve sıcaklığa bağlı olarak nikel esaslı süperalaşımların 4 ile 8 katı, Mükemmel oksidasyon direnci gösterirler, • Bir çok intermetalik bileşikle karşılaştırıldığında plastik deformasyon kabiliyetini kolaylaştıran basit düzenli hacim merkezli kübik (CsCl) kristal yapısıdır, • Ti3Al ve TiAl esaslı titanyum aluminatlar çok düşük yoğunluklarından dolayı geliştirilmiş uçak motoru uygulamaları için çekici adaylardır. • Mg2Si metaller arası bileşiği havacılık ve taşımacılık sistemleri için kullanılabilecek cazip bir malzemedir.

15. 3.2.5.3.Metaller Arası Bileşikler Titanyum aluminatların hazırlanmasında %99 saflıkta Ti ve %99,7 saflıktaki aluminyum kullanılmıştır. Nikel aluminatların hazırlanmasında %99,99 saflıkta elektrolitik nikel ve %99,7 saflıkta elektrolitik aluminyum kullanılmıştır. Demir aluminatların hazırlanmasında %99,98 saflıkta elektrolitik demir ve %99,7 saflıkta elektrolitik aluminyum kullanılmıştır. Ergitme işlemi alümina

16. 3.3.1.Yaygın alaşımların özellikleri, bileşimleri ve kullanım alanları Çelik ; Yüksek fırından elde edilen demire pik demir adı verilir. İçinde % 95 Fe, % 3-4 C ve çeşitli oranlarda başka safsızlıklar vardır. Pik demirden çelik elde etmek için yapılması gereken başlıca değişiklikler: 1.Pik demirdeki karbon miktarı % 3-4 den % 0-1,5 değerine indirilir. 2.Si, Mn, P (pik demirdeki yüzdeleri 1 ya da daha fazladır) ve diğer ikinci derecedeki safsızlıklar curuf oluşturularak uzaklaştırılır. 3.İstenen özelliklerde çelik elde etmek için gerekli elementler (Cr, Ni, Mn, V, Mo ve W gibi) eklenir. Eriyik hâlde elde edilen alaşım, donduktan hemen sonra bükülebilir. Bileşimine göre bini aşkın çelik türü elde edilebilmesine karşın günümüzde kullanılanlar, karbon çelikleri, alaşım çelikleri, paslanmaz çelik ya da ısıya dayanıklı çelik ana gruplarında toplanabilir. Fırının üstünden demir cevheri, kok kömürü ve kireç taşı konur ve alttan sıcak hava verilir. Sıvı demirin ve curufun alındığı fırın tabanında sıcaklık en yüksektir.

17. 3.3.1.Yaygın alaşımların özellikleri, bileşimleri ve kullanım alanları Tunç (bronz): Kalayın diğer önemli alaşımları bronzdur. Bronz; % 82 Cu, % 16 , Sn % 2 Sb içerir Tuç; madalya ve heykellerin yapımında kullanılır. Bronz bakırdan daha serttir, daha kolay erir ve kalıba daha kolay dökülür. Bazı bronzlar demirden da daha de serttir. Bu tür bronzlar silah namlusu ve makina yataklarının imalinde kullanılır. Alet ve silahlarda demir alaşımlarının daha çok kullanılmakta olması, demirin bakır ve kalaya oranla daha bol bulunmasındandır. Bakırın içinde bazı metallerin çözünebilme sınırları vardır. Mesela berilyum % 2, silisyum  % 5, kalay % 15 ve çinko % 38 nispetinde çözünebilir. Bir metalin miktarı çözünme sınırının üzerinde olduğu zaman alaşım homojen olmaz. Bunun yanında nikel ve alüminyum gibi sınırsız olarak bakırla karışabilen metaller de vardır. Silisyum, alüminyum ve kalay bronzda en fazla bulunan elementlerdir. Bu metallerin nispeti arttıkça alaşımın sertlik ve direnci artar. Ancak parlaklığı azalır. Bronzda az bir miktarda bulunabilen diğer mühim elementler de mangan, demir, kurşun ve fosfordur. Fosfor bronzu, pompaların, vanaların , burçların yapımında kullanılır. Bronzun çok kullanıldığı alanlardan biri de metal para imalidir.

18. 3.3.1.Yaygın alaşımların özellikleri, bileşimleri ve kullanım alanları Pirinç: Pirinç, bakır ve çinko katılarak elde edilen sarı renkteki alaşımların genel ismidir. Pirinçte bulunabilen diğer bazı elementler, kalay, kurşun, nikel, mangan, demir, alüminyum, arsenik, antimun ve fosfordur. Piriç oldukça tok ve kolay işlenebilen bir malzemedir. Dövülebilirliği bakır muhtevasına bağlıdır.  İçeriğine göre baz prinç türleri: Amiral Pirinç :30% çinko ve 1% kalay ihtiva eder. Kalay çinkosuzlaşma tepkimesini engellemeye yardımcı olan bir elementtir. Alfa Pirinç (Pirincin kralı olarak da adlandırılır): %35'den az çinko içerir, eriyebilme özelliğine sahiptir, soğuk işlenebilir ve dövülebilir. Sadece bir faz içerir (Yüzey merkezli kübik kristal yapı). Alfa-Beta Pirinci : İki fazlı pirinç olarak da adlandırılır. 35-45 % çinko ihtiva eder ve sıcak işlemeye uygundur. Hem alfa hem beta fazı içerir; beta fazı şekil merkezli kristal yapıya sahip olup alfa fazından daha sert ve güçlüdür. Alfa-beta pirinçleri genellikle sıcak işlemine tabi tutulurlar. Aluminyum bazlı pirinç : Aluminyum korozyon dayanıklılığını artırcı olarak katkı sağlar. Beta pirinç : 45-50 % çinko ihtiva eder, sadece sıcak olarak işlem görür, ve daha sert, güçlü olmasıyla döküm için uygundur. Ortak pirinç veya perçin pirinci : 38% çinko içerir, ucuz ve soğuk işlemeye uygundur. Yüksek bakır oranlı pirinç : 65% bakır ve 35% çinko içerir, yüksek çekme kuvvetine sahip olup yay, civata ve perçin yapımında yaygın olarak kullanılır. Kurşunlu pirinç : Alfa beta pirinç alaşımına kurşun eklenmesiyle elde edilir. Kurşun içermesinden dolayı işlenebilirliği artmıştır. (kolay talaş kaldırma olanığı sağlamıştır.) Düşük çinko alaşımlı pirinç : 20% çinko içerip açık altın rengine sahiptir. Mükemmel sünek özelliğine sahip olup metal hortumları gibi esnek yerlerde tercih edilir. Deniz mavisi pirinci : Amiral pirincine yakındır, 40% çinko ve 1% kalay içerir. Kırmızı pirinç : CuZnSn alaşımı için verilen amerikan terimidir.Ayrıca silah metali olarak da adlandırılır. Beyaz pirinç : 50 % çinko içerir ve genel kullanım için çok kırılgandır. Sarı pirinç : 33% çinko içeren alaşımlar için verilen amerikan terimidir.

19. 3.3.1.Yaygın alaşımların özellikleri, bileşimleri ve kullanım alanları Amalgam: Cıva içeren alaşımlara amalgam ya da malgama denir. Cıva bir çok metalle amalgam denen alaşımlar yapar. Amalgamlar, bileşimine bağlı olarak, bazıları sıvı, bazıları katıdır. Amalgamlardan bazıları ticari bakımdan önemlidir. Dişçilikte kullanılan gümüş amalgam, başlıca cıva içerir. %70 Hg, %20 Sn, %30 Cu, %1 Zn dan oluşmuştur. Amalgam yapmayan bir kaç metalden biri demirdir. Cıva genellikle demir kaplarda saklanır ve taşınır.

20. 3.3.1.Yaygın alaşımların özellikleri, bileşimleri ve kullanım alanları • Duralümin : • Mekanik direnci yüksek, hafif alüminyum alaşımıdır. • Bileşiminde %4 bakır, %0,7 manganez, %1 magnezyum, %0,5 silisyum ve az miktarda demir bulunur. Alüminyumun en çok kullanılan alaşımıdır. Dökme levhalar ya da profil hâlinde, klasik usullerle soğukta ya da 400°C dolayında işlenebilir. Isıl işleme tutulabilen ilk alaşımdır. Oda sıcaklığında üç-dört gün bırakıldığında sertliği artar. • Başlıca çeşitleri, çelik üstüne sürtmeye ve aşınmaya dirençli nikelli duralümin, yapımı özen gerektiren süperduralümin, işlendiği zaman mekanik direnci yüksek olan kromlu duralümin ve yine aşınmaya karşı yüksek dirençli ve kaynaklama işlemlerini kolaylaştıran vedaldir. • Duralüminin; uçak, otomobil, gemi sanayiinde, ayrıca fotoğrafçılık, spor malzemeleri, ev eşyaları ve kimya sanayii gibi kullanım alanları vardır.

21. 3.3.1.Yaygın alaşımların özellikleri, bileşimleri ve kullanım alanları Nikrom: Saf nikel özellikle sağlamlığı nedeniyle kullanılır. Kimyasal etkenlerden (pas) etkilenmez, hava değişimlerinden bozulmaz. Bu özelliği yüzünden nikel, birçok alaşım türünün yapımında aranan bir elemandır. Bu alaşımlardan bazılarında yüksek oranda nikel bulunur. Nikrom; bunlar az genleşir, yüksek ısılara dayanır ve deniz suyundan et­kilenmez. Bazı alaşımlar da çelik esasına dayandırılır. Nikelkromlu çelikler, hiç oksitlenmediklerinden, sanayide pek çok yerde kullanılır. Birçok sanayi dalında bir nikel tuzunun elektrolitik ayrışmasıyla madenî parçalar nikelle kaplanır. Nikel kaplama yöntemi 1841′de Ruolz tarafından icat edilmişti. Nikelaj özellikle otomobillerin çelik parçalarının süslenmesinde ve ev âletlerinin yapımında kullanılır. Aşındırıcı ortamlara girecek bütün eşya için, kromajdan önce de genellikle nikelaj işlemine başvurulur.

22. 3.3.1.Yaygın alaşımların özellikleri, bileşimleri ve kullanım alanları Konstantan alaşımı: Konstantan alaşımı, sıcaklıkla direnci değişmeyen alaşım olarak, özellikle ölçme cihazlarında tek başlarına yada bakır-konstantan, demir-konstantan gibi termoçift ( Bimetal ) olarak kullanılırlar. Ayrıca, pahalı termoelemanlarda da dengeleme iletkeni olarak bu malzemeden yararlanılır. Bakır-nikel alaşımlarının diğer kullanım yerleri, madeni para yapımı, vitrin, süs eşyası, gümüş kaplanacak parçalar gibi dekoratif amaçlıdır.

23. 3.3.1.Yaygın alaşımların özellikleri, bileşimleri ve kullanım alanları

24. Alaşımların üretilme amacı ve tarihçesi Alaşımlar, uygulamaların gerektirdiği fiziksel özelliklere sahip malzemelerin üretilmesi amacıyla oluşturulmaktadır. Bu konu Metalurjide önemli bir konudur. Bu gün bu husustaki çalışmalar hayli mesafe kat etmiştir. Yüksek sıcaklıklar, aşınma, kimyasal etkiler, metal yorgunluğu … vb. gibi her türlü etkilere saf metallerin yetersiz kaldığı durumlarda, gerekli olan özellikleri sağlayan niteliklerde alaşımlar kullanılır. Örneğin; demirin sertliğinin yeterli olmadığı uygulamalarda, daha sert yapıdaki demir alaşımları olan çelikler kullanılır. En bilinen alaşımlara; tunç (bakır-kalay), pirinç (bakır-çinko), lehim (kalay-kurşun) ve cıva alaşımları olan amalgamlar örnek verilebilir. Alaşımların tarihi milattan önce 4. bin yıllara kadar uzanmaktadır. İran ve Mezopotamya bölgelerinde bulunan tunç (bronz) örnekleri bu zaman diliminde tarihlenmiştir. Demirden daha sert olan tunç; silah, kesici ve delici aletler, mutfak aletleri, süs eşyaları vb. yapımında günümüze değin kullanılagelmiştir. Yapılan arkeolojik çalışmalarda Çin'in Sincan bölgesinde M.Ö. 1000 yıllarına ve Hindistan'ın Merkez Ganj Vadisi ve Doğu Vindhyas bölgesinde M.Ö. 1800 yıllarına tarihlenen çelik buluntulara rastlanmıştır. Söz konusu buluntular çelik kullanımının en az 3000 yıllık bir tarihinin olduğunu belgelemektedir. Tunça göre daha sert ve dayanıklı olan demir-karbon alaşımı çelik çeşitli araç gereç yapımında yaygın olarak kullanılmıştır.

25. Alaşımlar ve özellikleri • Alaşımlar, yoğun olup maden parlaklığında, ısı ve elektriği iletirler. • Alaşımların bazıları beyazdır. Fakat bakır ve altın gibi renkli madenler yeteri miktarda bulunursa alaşımlar renklidir. • Genel olarak alaşımlar, kendini teşkil eden maddelerden daha sert, fakat daha az levha haline gelebilir ve dayanıklıdırlar. (Çok fazla levha ve yaprak haline gelebilen altın, antimon veya kurşun ile karıştırıldığı zaman sert ve kırılabilir. Bakırda, kalayla birleştiği zaman levha haline gelebilme özeliğini kaybeder.) • Alaşımlarda her iki metal, hem katı hem de sıvı halinde birbiri içerisinde ergimiştir.Metaller birbiri içerisinde erimezler. Bu takdirde alelade bir karışım meydana gelmiştir. Bu alaşım mikroskop altında iki çeşit kristal gösterir. Kurşun-Antimon alaşımı gibi. • Alaşım kristali, her iki atom sayıları oranında ihtiva eder. (Sodyum malgaması, Bakır-Çinko alaşımı, Alüminyum-Bakır alaşımı, Demir- Karbon alaşımı gibi. Fakat bu şekildeki alaşımlar teknik bakımdan kullanılmaya elverişli değildir. Çünkü bunlar çok kırılıcıdır.) • Alaşımlar genellikle kendilerini meydana getiren metallerden daha az aktiftirler. Örneğin, sodyum malgaması suyu daha yavaş ayrıştırır. Halbuki sodyum suya çok kuvvetli etki yapar.

26. Alaşımlar ve özellikleri • Alaşımlar, yapılarına giren (az eriyebilen) madenlerden daha fazla ve daha kolaylıkla eriyebilir. Mesela, kurşun 335 0 C, bizmut 264 0 C, kalay 228 0 C eridiği halde Bi ,Pb, Sn kısımlardan ibaret olan alaşım 94,5 0 C de erir. • Elektronik endüstrisinde kullanılan lehim,kalay ve kurşun değişik oranlarda karıştırılmasıyla elde edilen bir metal alaşımdır. Sn 63 lehimi dendiği zaman; % 63 Kalay, % 37 Kurşun içeren alaşım olduğu anlaşılır.Tüm lehim alaşımları ( Sn 63 ) hariç erime noktası belirli bir alt sıcaklıkta başlar ve belirli bir üst sıcaklıkta biter. Bu bölgeye plastik bölge denir.Örnek : Sn 50 lehimi için ; Erimenin başladığı nokta = 183 C, Erimenin tamamlandığı nokta = 216 CYani Sn 50 lehimi 33 C’lik bir plastik bölgeye sahiptir. • Sn 63 lehimi için ; Erimenin başladığı nokta = 183 CErimenin tamamlandığı nokta = 183 CYani Sn 63 lehimi yaklaşık 0 C ’lik bir plastik bölgeye sahiptir. Bu tür lehimlere öteklik lehim denir.

27. Alaşımların Kimyasal Özellikleri • Alaşımlar, alaşımları teşkil eden maddelerden daha az oksitlenebilen ve asitlerden daha az etkilenebilen karışımlardır. • Uçabilen bir madeni bulunan alaşımları ısı analiz eder. Bundan altın ve gümüş elde etmekte faydalanılır. Altın veya gümüş tozu önce cıva ile karıştırılır. Güderiden süzülerek cıvanın fazlası çıkarılır ve sonra alaşım ısıtılarak uçabilen madde ayırt edilir. • Genel olarak oksijen, alaşımlar üzerine etki eder. Bu halde madenden biri bir asit oksidi, diğeri, bir baz oksidi yapar. İşte bunun içindir ki kalay ve kurşun, antimon ve potasyumdan ibaret alaşımlar alevle yanar. Bazı madenler kimyaca birleşmişler ve birtakım alaşımlar yapmışlardır. • Mesela; (Sodyum cıva malgaması),(Bakır çinko),(Alüminyum bakır),(Demir karbon) bileşikleridir. Fakat bu alaşımların teknikte kullanılmaları elverişli değildir. Çabuk kırılabilirler. Bu alaşımlar belirli oranlar kanununa göre teşekkül etmişlerdir. • Alaşımların mikroskopla incelenmelerine gelince; bir alaşımın parlak yüzeyi üstüne asitler veya bazı kimyasal ayıraçlar dökülürse alaşımda muhtelif renkler görülür. Etkimeler birbirinden farklıdır. Madenin cinsine göre çeşitli irili ufaklı çukurlar meydana gelir eski şekliyle karşılaştırılır. Mikroskopta incelenir ve fotoğrafı alınır.