Çelikte Alaşım Elementleri
Alüminyum (AI) Ergüme derecesi: 658 °C
En kuvvetli ve en yoğun kullanılan deoksidasyon ve nitrürleme elementidir. Bu özellikleri, çeliğin yaşlanmasını geciktirmeyi sağlar. Düşük oranlarda katkısı, tane büyüklüğünün düşürülmesi avantajını getirir.
AI ve N (Azot), yüksek sertlikte Nitridler oluşturduğundan, genellikle nitrasyon çeliklerine katılır. Çelik yüzeyinde tufal oluşumunu zorlaştırır, bu yüzden ferritik ısıya dayanıklı çeliklerde de kullanılır.
Bor (B) Erime derecesi : 2300 °C
Ostenitik 18/8 Cr /Ni çeliklerine yapılacak Bor katkısı, akma ve çekme dayanımı yükseltirken, korozyon dayanımını düşürür. Mikroelement olarak Bor alaşımı, ostenitik çeliklerde yüksek ısılarda dayanımı arttırır.
ımalat çeliklerinde, özellikle sementasyon çeliklerinde çekirdek sertliğinde yükselme sağlar.
Bor alaşımlı çeliklerin kaynak yapılabilme özelliği düşer.
Karbon (C) Ergime derecesi : 3540 °C (Grafit)
Karbon, çeliklerin en önemli ve özelliklerini en yüksek oranda etkileyen elementidir. Karbonun yanında bütün alaşımsız çeliklerin içine Silisyum, Mangan, Fosfor ve Kükürt’te istemsiz olarak nüfuz ederler. Bunların dışında istemli olarak başka elementlerin katılması veya Mangan ve Silisyum oranlarının istemli olarak yükseltilmesi çeliğe alaşımlı olma özelliğini kazandırır.
Karbon oranının yükselmesiyle beraber bir çeliğin sertleştirilebilirliği ve dayanımı artarken diğer taraftan elastikiyet, dövülme, kaynak yapılabilme ve talaşlı işlenebilme özellikleri düşer.
Su, asitler ve sıcak gazlara karşı korozyon dayanımı karbon oranından bağımsızdır.
Kobalt (Co) Ergime derecesi: 1492 °C
Kobaltın oluşturduğu karbidler; yüksek ısılarda tane büyümesine engel olduğundan meneviş dayanımı ve yüksek ısılarda sertlik özelliklerine katkı getirir. Bu özelliği onun yüksek hız çeliklerinde, sıcak iş çeliklerinde ve yüksek ısıya dayanıklı çeliklerde alaşım elementi olarak kullanılmasını sağlar. Grafit oluşumunu destekleyerek ısı ve elektrik iletkenliğini artırdığından yüksek değerde mıknatıs çeliklerine katılır.
Krom (Cr) Ergime derecesi : 1920 °C
Çeliğin yağda veya havada sertleştirilebilmesini sağlar. Mantensit yapı için gerekli olan kritik soğutma hız sınırını düşürdüğü için, sertleştirilebilme ve ıslah edilme özelliklerini yükseltir. Krom alaşımı uzama oranınıaz miktarda, çentik dayanımını ise daha yüksek miktarda düşürür. Kaynak yapılabilme özelliği; saf krom çeliklerinde artan krom alaşımıyla düşer.
Bir çeliğin çekme dayanımı her %1 lik krom alaşımıyla 80 – 100 N /mm2 artar. Kromun oluşturduğu karbidler aşınma dayanımını ve sıcak çekme dayanımını artırır. Temel yapıda çözünmüş min % 13 krom korozyon dayanımı sağlar.
Isı ve elektrik iletkenliğini düşürür. Sıcakta genleşme azalır. (Cam eritme potaları için alaşım)
Mangan (Mn) Ergime dereecesi: 1221 °C
Önemli bir deoksidasyon elementi olup, kükürtü Mangansülfid olarak bağlar ve olumsuz demirsülfid oluşumunu engeller. Bunun önemli etkisi otomat çeliklerinde görülür, çatlak riski azalır.
Kromda olduğu gibi kritik soğutma hız sınırını büyük oranda düşürerek, sertleştirilebilirlik özelliğini artırır.
Akma sınırı ve sertlik artışı sağlayan Mangan’ın diğer olumlu katkıları; dövülebilme özelliğinin artışı, kaynak yapılabilme rahatlığı ve yüzey sertleştirme avantajlarıdır. % 4’ün üzerinde Mn miktarı kırılgan mantensitik yapı oluşturduğundan normak şartlarda uygulanmaz. Ancak %12 Mangan, gene yüksek karbon miktarıyla beraber çelik yüzeyinde çok yüksek darbe dayanımı ve darbede sertleşme oluştururken, çekirdek yapı sünek kalır. %18 üzerinde Mn alaşımında, yüksek oranda soğuk şekillendirme sonrasında bile mıknatıslanma oluşmaz, dolayısıyla bu çelikler düşük ısılarda sünek kalırlar. Isı ve elektrik iletkenliğini düşürür.