MALZEMELER

MALZEME

Malzeme, belirli bir amaç için kullanılan maddelere denir. Başka bir ifade ile belirli ön işlemlerden geçerek insanların ihtiyaçlarını karşılayan her maddeye malzeme denir. Maddeler işlenerek malzemeyi, malzemeler de işlenerek eşyaları meydana getirir. Dişli yapımında kullanılan çelik, iletken olarak kullanılan bakır, uçak endüstrisinde kullanılan alüminyum, ısı yalıtımında kullanılan asbest, inşaatta kullanılan çimento vb. maddeler bir amaç için kullanılan malzemelerdir.

MALZEMELERİN SINIFLANDIRILMASI

- Metaller

- Seramikler

- Polimerler

- Kompozitler

Metaller, demir, alüminyum, çinko, krom, bakır, nikel v.b elementler bu guruba girer. Elementler genellikle tek başlarına kullanılmazlar. İki veya daha fazla element karıştırılıp alaşım yapılarak kullanılabilir hale getirilirler. Metaller genel olarak elektrik ve ısı iletkenliği, dayanım, rijitlik, şekillendirilebilirlik, darbe direnci gibi özelliklere sahiptirler.

Seramikler, kil ve kaolen gibi malzemelerin yüksek sıcaklıkta pişirilmesi ile elde edilen malzemelerdir. Genel olarak metal ve metal olmayan elementlerden oluşan inorganik bileşiklerdir. Cam, tuğla, porselen, taşlar, tuğla gibi malzemeler bu guruba girer. Yapıları kararlı, korozyona ve yüksek sıcaklıklara dayanıklı, sert, kırılgan, ısı ve elektrik yalıtkanlığı olan, erime sıcaklıkları yüksek malzemelerdir. Malzeme olarak makine sanayine de giren seramikler, örneğin rulmanların yuvarlanma elemanı yapımında kullanılmaktadır. Hibrid rulman da denilen seramik rulmanlar, çelik rulmanlara göre sertlik, ısıya dayanım, elastiklik gibi konularda daha üstün özelliklere sahiptir.

Polimerler, polimerler genel olarak plastik ve lastik malzemelerdir. Tarım ve petrol ürünlerinin organik moleküllerinden polimerizasyon işlemi ile elde edilir. Genel olarak ısı ve elektrik yalıtkanlığı, düşük dayanım, korozyon direnci ve hafiflik gibi özelliklere sahiptirler.

Kompozitler, kompozitler çok fazlı malzemelerdir. Birbirlerinin zayıf yönlerini yok edecek şekilde maddeler bir araya getirilerek iyi özellikler kazandırılmış bileşiklerdir. Bileşenler gözle görülebilecek niteliktedir. Beton, kontrplak, cam fiber, oto lastiği kompozit malzemelerdir. Hafif, sağlam, yüksek sıcaklıklara dayanıklı, sert darbelere dayanımlıdırlar.

DEMİR

Demir ve çelik yapımında kullanılan tabii hammaddeler içinde miktar ve değer itibarıyla en önemlisi demir cevheridir. Yer kabuğunun yaklaşık %5.6 sını oluşturan demir yumuşak kolay biçimlendirilebilen bir metaldir. Doğada cevherler halinde saf olarak da gök taşlarlarında bulunmaktadır. Özgül ağırlığı 7.88 gr/cm³ ,erime sıcaklığı 1538°C, çekme mukavemeti 27 kg/mm², 67 BH sertliğinde, % 40 uzayan mıknatıslanabilen, elektrik ve ısıyı iyi ileten gri renkli bir metaldir.

Demir saf durumda yumuşak olduğu için endüstriyel amaçlara uygun değildir. Demiri endüstriyel amaçlara uygun kılan içinde bulunan karbondur. Demir üretiminde, yaklaşık olarak bir ton demir üretmek için yedi ton hammadde (2.0 ton demir cevheri, 1.0 ton kok kömürü, 0.5 ton kireç taşı, 3.5 ton gaz) gerekmektedir.

Temel olarak çelik üretimi için iki ana üretim tekniği bulunmakta ve yoğun olarak yurdumuzda ve dünyada kullanılmaktadır.

DEMİR FİLİZLERİ

Doğada demire sahip pek çok filiz vardır. Ancak demir, içerisindeki demir miktarı ve elde etme kolaylıkları bakımından en çok Hematit, Limonit, Siderit ve Pirit'den elde edilmektedir.

Hematit, kimyasal bileşimi Fe2Odemir oranı %70 civarında olan, dünya demir üretiminin en fazla yapıldığı filizdir. Dünya demir üretiminde en fazla kullanılan demir cevheridir.

Magnetit, kimyasal bileşimi Fe3O4 demir oranı %72.4 olan rengi kurşuniden siyaha kadar değişen bir filizdir. İçerisindeki demir oranı hematite göre daha fazla olmasına rağmen mıknatıslanma özelliği nedeniyle ergitilmesi sırasında sorun yarattığı için demir üretiminde çok fazla tercih edilmemektedir.

Limonit, kimyasal bileşimi 2Fe2O3xH2O - Fe2O3 3H2O3, demir üretiminde hematitten sonra en çok kullanılan, içerisindekidemir oranı %50-60 olan demir filizidir. Limonit, manyetit ve hematit'den daha düşük kalitelidir.

Siderit, kimyasal bileşimi FeCO3 demir oranı %48.2 olan demir karbonatlı filizdir. Temel maddeleri demir ve nikel olan bu filiz göktaşı olarak da bilinir. İçerisinde bulunan karbonat bileşimi nedeniyle demir üretimi sırasında fazla kireç taşı gerektirmemesi nedeniyle üretimi ekonomik hale getirir.

Pirit, kimyasal bileşimi FeSdemir oranı %46.6 ve 53.4 kükürt ihtiva eder. Kükürtlü demir filizidir. İçerisindeki kükürt nedeniyle çelik üretiminde kırılganlık özelliği kazandırması nedeniyle demir üretiminde en son sırada tercih edilen filizdir. Bu mineraller ayrıca bakır, gümüş, altın ve nikel gibi kıymetli metalleri ihtiva eder. Kıymetli metaller ve kükürt alındıktan sonra, demir yan ürün olarak elde edilir.

HAM DEMİR

Demir filizleri cevher hazırlama işlemlerinden geçirildikten sonra yüksek fırınlarda işlenerek ham demir haline getirilir. Cevher hazırlama işlemi demir filizlerindeki yabancı maddeleri (toprak, taş, odun vb.) temizleme ve yüksek fırın için uygun özelliklere ve büyüklüğe getirme işlemlerine denir. Cevher içerisindeki yabancı maddeler "gang" bu gangları temizleme işlemine de "cevher zenginleştirme" denir.

Temizleme işlemi manyetik (mıknatsılama) yöntemiyle yapılabildiği gibi elementlerin yoğunluk farkından yararlanılarak da yapılır. Bu yöntemde sıvı içine atılan demir filizleri dibe batarken ganglar sıvı yüzeyinde yüzer. Üst yüzeyde yüzen ganglar alınarak temizleme gerçekleştirilir.

DÖKME DEMİR

Çinlilerin demir madenini eritirken karbon içeriğini yükseltmeleri sonucu 3000 yıl önce dökmedemir ürettikleri bilinmektedir. Döküm endüstrisinin en yüksek tonaja sahip ürünü dökme demirlerdir. Dökme demirlerin iyi bir malzeme oluşu ve üretim maliyetinin düşük olması kullanım alanını genişletmektedir. Dökme demirler çok geniş bir aralıkta değişen mukavemet, sertlik, işlenebilirlik, aşınma direnci, korozyon direnci ve diğer özelliklere sahiptirler. Yüksek fırından alınan ham demir, dayanıksız ve kırılgandır. Makine imalatında ve konstrüksiyon işlerinde kullanılmaya elverişli değildir. Genel olarak ham demir yüksek fırından alındıktan sonra büyük potalara dökülür daha sonra kupal ocaklarına gönderilerek döküm işlerinde kullanılmak üzere dökme demirler elde edilir Geçmişte dökmedemir malzemeler kalite arandığında tercih edilmezken, günümüzde birçok alanda dövme ve kaynaklı parçalara oranla daha ekonomik bir çözüm getirmektedir. Parçaların dayanımları düşünüldüğünde en uygun şekil döküm yoluyla elde edilir.

DÖKME DEMİR ÇEŞİTLERİ

Dökmedemirler iç yapılarına göre çeşitlendirilirler.

- Dökme çelik

- Lamel grafitli dökme demir

- Küresel grafitli dökme demir

- Temper dökme demir

- Özel dökme demirler

DEMİR DIŞI METALLER

Endüstride kullanılan en önemli demirdışı metal ve alaşımları şunlardır;

- Bakır (Cu) ve alaşımları

- Alüminyum (Al) ve alaşımları

- Magnezyum (Mg) ve alaşımları

- Titanyum (Ti) ve alaşımları

- Kurşun (Pb) ve alaşımları

- Kalay (Sn) ve alaşımları

- Çinko (Zn) ve alaşımları

Bu web sayfasındaki yazılı ve görsel bütün bilgilerin yayın hakları Hamit ARSLAN' a aittir. Hamit ARSLAN' ın yazılı izni olmaksızın kısmen veya tamamen alıntı yapılamaz, kopya edilemez, elektronik, mekanik, dijital, fotokopi ya da herhangi bir kayıt sistemiyle çoğaltılamaz ve yayınlanamaz.


Facebook Twitter Google+ LinkedIn Pinterest Addthis