Eyüp YAYLACI

Kalay ve Kalay Alaşımları

Kalay:

Kalay dövülebilir ve sünek bir metaldir. Kolayca tel ve levha haline getirilebilir. Kuvvetli asitlerden, alkalilerden ve asit tuzlarından etkilenir. Havada ısıtıldığında SnO2 oluşturur. Klor ve oksijenle birleşerek seyreltik asitlerden hidrojeni uzaklaştırır. Oda sıcaklığında dövülebilir olmasına karşın ısıtıldığında kırılganlaşır.

Üretilen kalayın yaklaşık %40’ı çelik levhaların kaplanmasında kullanılır. Böylece yiyecek ve konserve kapları olan teneke, daldırma veya elektroliz yoluyla elde edilir. Teneke ve sert kalaydan yapılmış süs veya kullanım eşyaları siyah vernikle kaplanarak sıkça kullanılır.

Bu maksatla ergitilmiş kalay veya kalay-bakır alaşımına daldırılan demir veya çelik teneke levhalar çaydanlık, tepsi ve şamdan gibi çeşitli ev eşyaları biçiminde işlenirler. Bundan sonra bu malzemeler beziryağı, kurutucu maddeler ve boyalarla hazırlanan siyah vernikle cilâlanırlar.

Kalay mekanik olarak zayıf olduğundan bakır, kurşun, çinko, demir, kadmiyum, antimon, nikel, kobalt, titan ve zirkonyum ile alaşım halinde kullanılır. Kurşunlu kalaya lehim denir. Son zamanlarda kalay içermeyen ve alüminyum, silisyum, fosfor, manganez vb. elementlerin bakırla yaptığı ikili alaşımlara bu elementlerin tuncu denmekle beraber, bronz (tunç) ismi ile kalay-bakır alaşımı hatırlanmaktadır. Bronzdaki kalay, korozyonu (paslanmayı) önlemekte ve bakırın mekanik özelliklerini iyileştirmektedir. Buna antimon da katılarak makina yatakları gibi dayanıklı parça ve eşyaların yapımında kullanılır.

Kalay-4-klorür bileşiği özel kaplama, ağartma, duyarlı kâğıt imali işlerinde kullanılır. Makina yağlarının özelliklerinin ıslahında, reaksiyonlarda katalizör olarak, ayna yapımında, sabunlardaki parfümü tesbit etmek için de kullanılır. Kalay-4-oksit seramik sırlarında, tekstilde ve cam üretiminde işe yarar. Kalay-2-klorür kimyasal madde, boya, fosfor, polimer üretiminde indirgeyici olarak ve galvanize edici, ayna sırlayıcı ve yağlama yağlarını temizleyici olarak kullanılır. Kalay sülfat boyamada ve kalay kaplamada kullanılır.
Kalay alaşımlarının başlıcaları şunlardır:

  1. Kalay kurşun alaşımları. Bunlar, kalay esaslı yumuşak lehimlerde; kap kacak yapımında, oyuncak imalinde; bazı hacim ölçekleri imalinde kullanılır.

  2. Kalay-antimon alaşımları. Genellikle içinde bakır bulunan bu alaşımları (Britannia metali veya İngiliz metali) sofra eşyası, rulman yatakları,vb. imalinde kullanılır.

  3. Kalay-kurşun-antimon alaşımları. Bazen içinde bakır bulunan bu alaşımlar (örneğin, kalay esaslı antifriksiyon metaller) döküm yöntemiyle imalatta (özellikle rulman yataklarında) ve sargı olarak (packing) kullanılır.

  4. Kalay-kadmiyum alaşımları. Bazen içinde çinko bulunan alaşımlar antifriksiyon metalleri olarak kullanılır.

  5. Bronz, döküm kalıbı alaşımı, fosfor bronzu


Başlıca Kalay Alaşımları

Bronzlar (tunçlar); Bakır, kalay ile çok önemli olan tunçları teşkil eder. Topların tuncu dayanıklılık bakımından önemlidir. Çanların tuncu, top tuncuna göre kalayın daha çok oranda bulunduğu tunçtur. Bu tunç kırılabilir, fakat çok tınlar.

Bakır alüminyum ile çok sert bir tunç meydana getirir. Silisli ve fosforlu tunçlar da vardır.

Bakır, çinko ile pirinci oluşturur. Çinko ve nikel ile de mayekor (taklit gümüşü) yapar.


Denge diyagramından da görüldüğü gibi kalayın çözünürlük sınırı 20 0C‘ de % 1’den az iken, sıcaklığın artışı ile hızla artarak ötektoid yatayında % 15.8 kalay olur.

Bakır – kalay alaşımları bakırca zengin a, b, d, e fazlarından oluşur.dökülmüş alaşım a, katı eriyik matrisi içinde tipik öbeklenme ve dendrit içeren tanecikler şeklinde oluşan a+b ötektoid yapısını gösterir. Bu faz sert ve mavi renktedir. Ötektoid yapıya mikroskopta büyütülerek bakıldığında, d ana fazı içinde a hücreleri şekilnde görülür. Yüksek sıcaklıklarda bekletilen alaşımlarda kaly çözünürlülüğünü azaltan a+d çökelmesi oluşur.

Kalay miktarının artması ile, kalayca zengin dendritler arası bölgeler oluşur. Düşük kalaylı alaşımlarda ise dendrit içerisinde çözünmüş kalayın yüksek sıcaklıklarda uzun bekletmelerle dendritler arası bölgelere difüzyonu sağlanır. Bunların iyi yatak malzemesi olmamasının nedeni yumuşak ana yapı içindeki d çökeltileridir.

Kalay bronzları :

Fosfor ilavesiyle oksit giderildiği için az miktarda fosfor ihtiva eder. Eskiden fosfor bronzu denilmesine rağmen bu uygun değildir. Ancak fosfor alaşım elemanı olarak ilave edilebilir ve aşınma dayanımı artırılabilir. En çok %9 kalay ihtiva eden dövme kalay bronzları soğuk çekilebilir ve haddelenebilirler. %10-12 kalay ihtiva eden dökme kalay bronzları daha çok kullanılırlar. Bunların döküm kabiliyeti iyidir, aşınmaya dayanıklıdırlar. Örneğin aşırı yüklenen ve yüksek hızla çalışan sonsuz vida çarkı ve özellikle kaymalı yatak malzemesi olarak kullanılırlar. Deniz suyuna dayanıklıdırlar.

Babbitt Metali:

Babbit metali beyaz metal olarak da bilinmektedir. Alaşımın yüzeyinde kaplanması sonucu yüzeyde meydana gelmektedir. 1839 yılında Isaac Babbitt tarafından bulunmuştur.  Babbit metalinin ağırlık ve basınca dirençi oldukça fazladır.

Babit metalinin alaşımları:

%90 kalay – %10 bakır

%89 kalay %7 antimon %4 bakır

%80 kurşun %15 antimon %5 kalay

Genellikle hacim merkezli malzemelerin kaynama noktasına çıkmasında kullanılırdı. Ancak günümüzde daha çok karmaşık cisimlerin ince yüzey kaplamasında bir çok metalle birleşik yapılarak kullanılır. Babit metali kolaylıkla zarar görebilmektedir. Ilk görünüşte kaynama yüzeyi için kötü bir seçim olarak görülmektedir. Bu alaşımın yapısı küçük sağlam kristallerinde yayılarak karışımın matriks yapısınını yumuşakmıştır.

İngiliz Metali:

P tipi alaşımlardan olup alüminyum görünümlü bir metaldir. Bu kompozitin alaşımı yaklaşık olarak %93 kalay  %5 antimon ve %2 bakırdır.

Ilşk kez 1769-1770 de Vicker White Metal olarak üretildi. Daha sonra gümüş ile gelişimi 1846 yılında elektrotabakasal kaplama ile geliştirildi. Ingiliz metali ilk başlarda metalin yerine ev yapımı gümüş tabaklarda kullanıldı. Bu yüzden de bunlara elektortabakasal ingiliz metali denilmektedir.

Ilgiliz metali önceleri ucuz olması nikel –gümüş alaşımlarına oranla daha yaygın kullanılmasına sebep oldu.

İngiliz metalinin bileşiminde bazen antimon-bakır-kurşun-kadminyum-bizmut ve çinkoda bulunabilir.Bunların hepsi bir arada bulunmazken birtakımlarının bulunması ile yeni tür ingiliz metali alaşımı meydana getirtilir.

Başlıca karışımlar ve özellikleri:

%Sn

%Sb

%Cu

%Pb

Özellik

93

3,5

3,5


Düşük ve orta IC motorda en sonda yer alır

86

10,5

3,5


Düşür ve orta IC Motorda başta yer alır

80

11

3

6

Genellikle yüksek kaynamada yer alır

60

10

28,5

1,5

Elektriksel makinelerde yer alır

40

10

1,5

48,5

Düşük eder,Genel erek,


Lehim:

Kurşun ve kalayın bir araya gelerek oluşturmuş olduğu bir çeşit alaşımdır. 2 metali birbirine bağlamada kullanılır. Daha çok elektronik sanayinde ve su tesisatçılığında yaygın olarak kullanılır.

Lehimin kaynağı orta İngilizce de ki kelime saudur,eski Fransızca da ki soldurce ile Latince

deki solidare kelimelerinin birleşmesi sonucu ortaya çıkmıştır.

Kurşun Lehimi: Kalay kurşun lehimi %5 -%70 arasında ağırlık taşımaktadır. En iyi kalay konsantrasyonu en iyi lehimi ortaya koyar. Genellikle 2 çeşit karışım kullanılır. %60 Sn – %40 Pb ve %63 Sn – %57 Pb’dir. 63/37 karışım oranı ötektik karışım oranı ile aynı da değildir.


Kaynaklar:

  1. http://www.gumrukler.gov.tr/ww3/App_Files/tarife/2007/fasilnotlar/FASIL80.doc

  2. http://www.1bilgi.com/kimya/13030/anorganik-kimya-alasimlar-2-onemli-alasimlari-bulunan-elementler.html

  3. http://www.obitet.gazi.edu.tr/obitet/malzeme_bilgisi/bakir_ve_alasimleri.htm

  4. http://www.tedarik.com/urunler/1229/kursun-kalay-cinko-urunler

  5. http://www.teknolojikarastirmalar.com/e-egitim/periyodik/periodic/periodic/Sn.html

  6. http://www.obitet.gazi.edu.tr/obitet/malzeme_bilgisi/malzeme_bilgisi_ve_muayenesi_.htm

  7. http://en.wikipedia.org/wiki/White_metal

  8. http://en.wikipedia.org/wiki/Solder

  9. http://en.wikipedia.org/wiki/Pot_metal

  10. http://en.wikipedia.org/wiki/Britannia_metal

  11. http://en.wikipedia.org/wiki/Babbitt_metal

  12. http://www.theodoregray.com/PeriodicTable/Elements/050/index.s7.html#sample6


Eyüp YAYLACI