Alaşımlı çelikler

Krom ; küçük miktarlardaki krom, sert karpitlerin oluşumunu dengeler ve çeliklerin ısıl işlem hassasiyetini geliştirir. Alaşımlara krom katkısı ile tane oluşumu artmaktadır. Büyük miktarlarda krom ilavesi ısı ve korozyon direncini geliştirir.

Kobalt ; çeliğin ısıl-işlem dönüşümünün yavaşlamasına neden olurken,takım çeliklerinin yumuşatma olmaksızın yüksek sıcaklıklarda çalışabilme kabiliyetini geliştirir. Kobalt süper hava çelikleri için çok önemli bir alaşım elementidir.

Manganez ; çelik içinde manganez daima bulunur. Manganez ergitme işleminden sonar arta kalan sülfürle birleşerek demir sülfür oluşturur ve çeliğin sünekliğini arttırır.

Molibden ; çelik alaşımlarında, yüksek sıcaklıklarda sünme dayanımını yükseltir, karpiti dengeler, kesici takımların kızıl derece sertliğini geliştirir. Nikel-Krom çeliklerinde temper kırılganlığını azaltır.

Fosfor ; ergitme işleminin bir artık elementedir. Çelikte zayıflığa neden olur ve genelde miktarının %0.05’in altında olması için büyük önem gösterilir. Bununla beraber alaşımın işleme özelliğini geliştirir.

Silisyum ; % 0.3’e kadar silikon fosforla birlikte alaşımın mekanik özelliklerini düşürmeden akıcılığını artırır. Alaşıma % 1’e kadar silikon ilavesi çeliklerin ısı direncini geliştirir.

Kükürt ; ergitme işleminin bir artık elementedir. Çeliğin dayanım ve tokluğunu azalttığından, giderilmesi için her türlü çaba gösterilir. Alaşımın işlenebilirliklerini geliştirmek için bir miktar kükürt ilave edilir.

Tungsten ; alaşım çeliklerinin çok sert karbit oluşturmalarına yardımcı olurken, ısıl işlemlerin dönüşümünde ise gecikmeye neden olmaktadır. Bu durum çeliklerin yüksek sıcaklıklarda sertliklerini korumalarına imkân sağlar.

Alaşımlı çeliklerde kullanılan elementlerin çoğu birbirinin yerine geçecek katı çözeltiler oluştururlar. Yani kafes hücresindeki bir veya daha fazla atom yer değiştirebilir. Bu durum alaşımın vuruş ve çekme dayanımını artırır. Düşük karbonlu çelikler ferrit fazında ise, malzemenin sünekliğinde hiçbir azalma olmaksızın dayanımı artar. Süneklikte kayıp olmadan dayanım ve toklukta iyileştirme imkânları vermesi alaşım elementlerinin, çeliklere ilavelerinin en önemli etkilerinden biridir.

Alaşım elementleri, demir-karbon termal denge diyagramında dönüşüm sıcaklıklarını da değiştirir. Elementlerin çoğu oda sıcaklığında östenit olduklarından, yüzey merkezli kübik kristalleri etkilemektedirler. Elementler birbiri içinde çözünerek, yüzey merkezli kafes yapısına sahip olurlar. Böylece alaşım elementleri YMK (gama) fazından, HMK (α-ferrit) fazına ters yönde dönüşüm yaparlar. Alaşım elementleri östeniti dengeleyip, mevcut sıcaklık aralığını arttıracaklardır. Bundan dolayı elementlerin çoğunda denge oluştuğundan, östenit karbid oluşturmak için mevcut karbon ile reaksiyona girmez. Karbon östenit içinde katı çözelti olarak kalmaya meyillidir. Bu durum A3 dönüşüm sıcaklığındaki baskıyı daha ileri seviyeye götürmeye yardım eder. Alaşımlarda yeterli miktarda alaşım elementleri mevcut olduğu takdirde, gama fazı oda sıcaklığında dengeli hale gelebilir.

Geniş aralıklarla üretilen alaşımlı çeliklerin en verimli şekilde sınıflandırılması; çeliklerin önce uygulama alanlarına göre, daha sonra ise alaşım elementlerinin özelliklerine göre alt gruplara ayrılması ile sağlanır.