ALAŞIM ELEMENTLERİNİN ÇELİĞE ETKİSİ

ALAŞIM ELEMENTLERİNİN ÇELİĞE ETKİSİ 

Ham demirin içerisinde bulunan %4 ağırlıktaki karbonun çeşitli yöntemlerle %2’nin altına 

düşürülmesiyle çelikler elde edilir. Çelikler içlerinde %0.1

verilebilir. Bu çelikte Mn ile C ostenitin kararlı hale gelmesinde önemli rol oynarlar. Diğer bir 

örnek %18Cr, %8 Ni ostenitik paslanmaz çeliklerdir. Ostenitik çeliklerin kendine özgü 

özelikleri vardır. Bunlar: 

En iyi şekil değiştirebilme kabiliyeti. Kübik yüzey merkezli kristal kafesi 

nedeniyle düşük sıcaklıklarda (-200°C) dahi sünekliklerini kaybetmezler. 

Düşük akma sınırı ve daha yüksek çekme mukavemetine sahiptirler 

Manyetik değildirler ve dönüşüme uğramazlar. Bu nedenle sertleştirme ve 

normalizasyon mümkün değildir. 

Korozyona dayanıklıdırlar. 

Ostenitik yapı 

Yaklaşık olarak %1.2 C ve %12 Mn içeren X120Mn12 Manganez sert çelikleri bu 

yapıya sahiptir. Su verilmiş durumda üretimden çıktıkları için tamamen ostenitik yani sünek 

fakat sert olmayan bir yapıya sahiptirler. Çelik böylece kuvvetli olarak soğuk sertleştirilir. 

Merkez ise değişmez ve sünek kalır. Sürtünme şeklindeki aşınmalara karşı uygun değildir. 

Sadece basma şeklindeki bölgesel darbelerin çeliği akma sınırına kadar etkilediği durumlar 

için bu çelik kullanılır. Böyle etkilere maruz kalan yapı parçaları olarak tren yolu makasları ve 

sert maddeler için çeneli ve darbeli kırıcıları sayabiliriz. Soğuk sertleştirilmiş tabaka zamanla 

aşınmasına rağmen devamlı olarak kendini yeniler. 

Ferrit oluşturan elementler 

Bu grubun en önemli elementleri Krom (Cr), Silisyum (Si), Molibden (Mo), 

Vanadyum(V),Titanyum (Ti), ve Alüminyum (Al) ‘dur. Bu alaşım elementlerinin büyük bir 

kısmı kübik hacim merkezli sistemde kristalleşir. Eğer yüksek oranlarda bulunurlarsa demiri 

de kübik merkezli olarak kalmaya zorlarlar. Bu çelikler katılaşma sırasında dönüşmeye 

uğramadan soğudukları için ferritik çelikler olarak adlandırılırlar. 

Sadece düşük krom oranlarına sahip çelikler soğuma sırasında kübik yüzey merkezli 

olabilirler. Ostenit alanının altında tekrar kübik hacim merkezli hale dönerek ferritik olurlar. 

Ferritik çeliğe bir örnek olarak transformatör saçlarını malzemesini verebiliriz. Bu 

malzeme %3 Si içeren düşük karbonlu bir çeliktir. 

ayrılmıştır: 

Ferritik çeliklerin kendine özgü özellikleri vardır. Bunlar: 

Manyetiklerdir, kısmen kendilerine özgü manyetik özelliklere sahiptirler. 

Isıya dayanıklıdırlar, kısmen yüksek sıcaklığa dayanabilirler (kav oluşmasına 

rastlanmaz) 

Korozyona dayanıklıdırlar. Ancak bunun için saf ferritik olmaları gerekir. 

Soğuk şekil değiştirmeleri zordur, soğukta gevrek bir yapıya sahiptirler. 

Dönüşmeye uğramazlar, sertleştirme veya normalizasyon işlemlerinin 

uygulanması mümkün değildir. 

Krom ve karbon miktarına bağlı olarak oluşturulan diyagramda çelikler beş bölgeye

Bölge 1: 

Düşük karbonlu, korozyona dayanıklı yüksek krom miktarında yüksek sıcaklığa 

dayanıklı, dönüşüm yapmayan ferritik çeliklerdir. 

Kullanım alanları: 

X 8 Cr 17 malzeme numarası 4016 olan çelik, mutfak aletlerinin, dükkanlarda 

kullanılan bağlantı ve kaplamaların yapıldığı korozyona dayanıklı çelikler. 

X 10 Cr Al 24, malzeme numarası 4762 olan çelik, yüksek sıcaklığa dayanıklı çelik 

(yaklaşık 1200°C ‘ye kadar). Alevle doğrudan temasta olan fırın ve kazan parçalarının 

imalinde kullanılır. 

Bölge 2: 

Daha yüksek karbon miktarlarına sahip olduklarından ıslah edilebilen ve 

sertleştirilebilen korozyona dayanıklı çeliklerdir. 


X 40 Cr 13, malzeme numarası 4034 olan çelik, suni reçine pres kalıpları, her çeşit 

bıçaklar ve hadde merdanelerine ait yatakların yapımında kullanılan çeliklerdir. 

Bölge 3: 

Yüksek aşınma ve kesme (makaslama) mukavemetine sahip olan sertleştirme ile 

kendini çok az çeken çeliklerdir. İç yapı ledeburittir. 


X 120 Cr 12, malzeme numarası 2080 olan çelik, hareketli kesme ve delme aletlerinde 

kullanılan soğuk işlem çeliklerdir. 

Bölge 4: 

Düşük krom miktarlı sementasyon ve ıslah çelikleridir. Normalizasyon işlemine tabi 

tutulmuş durumdaki iç yapı ferritik-perlitiktir. Cr burada daha kalın kesitlerde ıslah işlemini 

malzemenin bütününde gerçekleştirir. 


41 Cr 4 malzeme numarası 7035 olan çelik, DIN 17200 ‘e göre ıslah çeliğidir. 

Bölge 5: 

Perlit üstü yapıda olan düşük alaşımlı takım çelikleridir. Sertleştirme sonrası krom 

karbürler martenzitik ana kütle içerisine yerleşerek çeliğe iyi bir aşınma mukavemeti ve 

yeterli derecede aşınma mukavemeti kazandırırlar. 


100 Cr 6, malzeme numarası 3505 olan çelik, ölçü aletleri, spiral matkaplar (deliciler), 

raybalar ve hadde yataklarının yapımında kullanılır. 

Karbürler 

Krom gibi ferrit oluşturan elementler (krom) aynı zamanda karbür yapıcıdırlar. Karbür 

yapıcıların çoğunluğu da demire bağlı olarak ferrit oluşturucu özelliktedirler. Karbür 

oluşturan elementlerin karbona olan afiniteleri sırayla aşağıdaki gibidir (soldan sağa artar).

Cr, W, Mo, V, Ti, Nb, Ta, Zr 

Bu elementler takım çelikleri için çok önemlidir çünkü sert karbürler oluşturup talaş 

kaldırmaya ve aşınmaya karşı dirençleri yükselir. 

Nitrür oluşturucular 

Tüm karbon oluşturucular aynı zamanda nitrür yapıcı elementlerdir. Azot, çeliğin 

yüzeyine nitrürleme yoluyla sokulabilir. Farklı alaşım elementlerinin sert nitrürler oluşturarak 

veya çökelme sertleşmesi yoluyla çeliğin sertliğini arttırma eğilimleri incelendiğinde; Cr, Ti, 

Mo, Al ve V gibi nitrür oluşturucu elementlerin sertlikte artışa neden olduğu gözlenmiştir. 

Buna karşılık Ni gibi nitrür oluşturamayan elementlerin sertlikte önemli bir artışa neden 

olmadığı görülmüştür. 

Birden fazla elementin çeliğe etkisi 

Alaşımlı çeliklerin büyük bir kısmı sadece bir tek alaşım elementi değil, iki veya daha 

fazlasını içerirler. Burada karbon alaşım elementi olarak sayılmaz. Si ve Mn ‘da her çelikte 

bulunduğu için miktarları % 0.5 Si ve % 0.8 Mn ‘ı geçerse alaşım elementi sayılırlar. 

Birden fazla elementin iç yapıya etkisi zannedildiği kadar kolay açıklanamaz. Buna 

örnek olarak krom-nikel alaşımlarını inceleyelim. 

Krom ve nikelin etkileri birbirinin tersidir. Şöyle ki: 

Krom (Cr): Karbür oluşturur. Ostenit bölgesini kapalı duruma getirir ve ferritik 

çelikleri oluşturur. 

oluşturur. 

Nikel (Ni): Katı eriyik oluşturur. Ostenit alanını genişletir ve ostenitik çelikleri 

Her iki elementin çelikte bulunması zannedildiği gibi etkileri ortadan kaldırmaz. 

Aksine krom nikelin etkisini kuvvetlendirir. 

Örnek: 

X 12 Cr Ni 18 8, malzeme numarası 4300 olan çelik 1912 yılında Krupp tarafından 

patent bürosuna bildirilmiştir ve bugün birçok firma tarafından çeşitli ticari isimler altında 

üretilmektedir. (V2A, Nırosta, Remanit ve Novonax gibi.) 

ALAŞIM ELEMENTLERİNİN GENEL ETKİLERİ 

Ferritin sertliğine etkileri 

Ferrit içinde katı eriyik oluşturan tüm alaşım elementleri ferritin sertliğine etki ederler. 

Çeliklerde en çok bulunan alaşım elementlerinden Si ve Mn ferritin sertliğine en fazla etkide 

bulunan iki elementtir. Cr ise en az etkiyi gösterir. Bu nedenle Cr soğuk işlem görecek 

çeliklerde kullanılan en uygun alaşım elementidir. 

Tane büyümesine etkileri 

Tane büyümesini sınırlandırılmasında en önemli element vanadyumdur. Vanadyumun 

çelik içinde çok düşük oranlarda (%0.1) kullanımı bile sertleştirme işlemi sırasında tane

üyümesini durdurmak için yeterlidir. Bunun nedeni vanadyumun sertleştirme sıcaklıklarında 

homojen dağılmış karbürler ve nitrürler şeklinde bulunmasıdır. Bu tür karbürleri veya 

nitrürleri katı eriyik içine alabilmek için yüksek sıcaklığa çıkarmak gerekir. Bu nedenle 

alışılagelmiş sertleşme sıcaklıklarında vanadyum bileşikleri tane büyümesi için bir engel 

teşkil ederler. Eğer sıcaklık normalinden daha yüksek değere çıkartılırsa vanadyum bileşikleri 

çözündürülebilir. Ancak bu durumda çeliğin tane boyutunun büyümesi söz konusu olabilir. 

Böyle bir özellikte çeliğin mekanik özelliklerinde (darbe mukavemeti başta) düşme görülür. 

Ti ve Nb da vanadyuma benzer etkiler gösteren iki elementtir. Yüksek hız çeliklerinde ve 

diğer alaşımlı takım çeliklerinde W, Mo çift karbürleri de VC ve VN ve benzer şekilde tane 

büyümesini engeller. 

Yüzey sertleştirmede kullanılan ince taneli çeliklerin imalinde istenilen etki 

(sertleştirme) ergimiş metale Al ilavesi ile sağlanır. Bunun için uygulanan pratik yöntem, 

önce oksijen miktarını belli bir seviyeye indirmek ve sonra çeliğe azot miktarına bağlı olarak 

Al ilave etmektir. Çelik soğuk iken Al-N partiküllerinin dağılımı sağlanır ve çeliğin normal 

sertleştirme sıcaklığında tane büyümesi bu partiküller tarafından engellenir. 

Ötektoid noktasına etkileri 

Ostenit oluşturucu elementler A1 sıcaklığını düşürücü , ferrit oluşturucu elementler ise 

yükseltici etki gösterirler. Örneğin % 12 Cr ve % 0.4 C içeren ötektoid bileşiminde bir krom 

çeliği için ötektoid karbon sıcaklığından daha yüksek ostenitleme sıcaklığı gerekirken % 3 Ni 

içeren çelik 700°C ‘nin altında ostenitik hale geçer. Bu hususların A1 sıcaklığı civarında 

kullanılan çelikler için büyük önemi vardır. Ötektoid nokta, % 0.8 C oranında ve 723°C 

sıcaklıkta oluşur. Örneğin % 5 Cr ‘lu çeliğin ötektoid noktası %0.5 C içeriğindedir. Tüm 

alaşım elementleri bu noktanın karbon konsantrasyonunu düşürür. 

Martenzitin oluştuğu sıcaklığa (Ms) etkisi 

Co dışındaki tüm alaşım elementleri Ms (martenzit dönüşümünün başladığı sıcaklık) 

ve Mf (martenzit dönüşümünün bittiği sıcaklık ) değerlerini düşürürler. % 0.5 ‘den daha 

yüksek karbon içeren çeliklerin büyük bir çoğunluğunun Mf ‘i oda sıcaklığının altındadır. Bu 

durum, çeliklerin sertleştirme sonrası pratik olarak bir miktar dönüşmemiş ostenit içerdikleri 

anlamına gelir. Aşağıda verilen bağıntıda her bir alaşım elementinin % konsantrasyonunu 

kullanarak Ms saptanabilir. 

Bu bağıntı tüm alaşım elementlerinin ostenit içerisinde çözünmeleri söz konusu 

olduğunda geçerlidir. 

önermektedir. 

Ms=561-474C-33Mn-17Ni-17Cr-21Mo 

Yüksek ve orta alaşımlı çelikler için Stuhlmann, Ms için aşağıdaki bağıntıyı 

Ms (°C)=550-350C-40Mn-20Cr-10Mo-17Ni-8W-35V-10Cu+15Co+30Al 

Tüm alaşım elementlerinin arasından Ms ‘e en fazla etki eden karbondur. 

İzotermal dönüşüm süresinde perlit ve beynit dönüşümüne etkileri

Co dışındaki bütün alaşım elementleri ferrit ve sementit oluşumunu geciktirirler. TTT 

diyagramlarında eğrileri sola doğru kaydırırlar. Alaşım elementlerinin dönüşümlere etkilerini 

formüle edecek bir kuralı saptamak oldukça zordur. Ancak bazı elementlerin diğerlerine 

oranla beynitik dönüşümleri daha fazla etkiledikleri, diğerlerinin de bu konuda ters 

davrandıkları kesin olarak tespit edilmiştir. 

Belli elementler belirli bir orandan fazla kullanıldıklarında dönüşümleri kesin 

olmamakla beraber arttırabilirler. Ancak bunların ilave miktarları mevcut diğer alaşım 

elementleriyle sınırlandırılır. Yüzey sertleştirme işlemi uygulanan çelikler ve takım çelikleri 

için perlit-beynit dönüşümünün başlaması için geçen süre, karbon miktarı %1 ‘i aştığından 

azalır. Takım çelikleri ve yapı çeliklerinde Si konsantrasyonu %1.5 ve daha fazla olduğunda 

perlit dönüşümü hızlanır. 

Sade karbonlu çelikler için C miktarında %0.30 ‘dan %1 ‘e kademeli bir artış, ihmal 

edilebilir bir etki sağlar. Fazla etkiler ancak alaşım elementlerinin kombinasyonuyla sağlanır. 

Kaynak kabiliyetine etkisi 

Bir çeliğin ergitme kaynağına uygun olması, büyük ölçüde içerdiği karbon miktarına 

bağlıdır. Ayrıca alaşım elementleri de mevcut ise kaynak dikişinin soğuması sırasında 

havanın ve parçanın soğuk kısımlarının etkisi ile sertleşme yani kaynak bölgesinde kısmen 

martenzit oluşur. Bundan dolayı gevrekleşen malzeme, soğuma sırasında oluşan kendini 

çekme sonucu çatlar. 

Bileşimdeki alaşım elementlerinin aynı şekilde etki eden bir eşdeğer karbon miktarı 

şeklinde hesaplanır. Bu hesaplama için deneysel yollarla bulunmuş karbon eşdeğeri 

formüllerinden yararlanılır. Örneğin: 

Ceş=C+MN/6+Cr/5+Ni/15+Mo/7 % ‘de oranı 

Karbon eşdeğeri bir nevi kabul edilen miktarı olarak düşünülebilir. Bu değere göre 

çelikler aşağıdaki gibi sınıflandırılır: 

Ceş < % 0.45 ise İyi kaynak edilir 

Ceş < % 0.6 ise Şartlı kaynak edilir 

Ceş > % 0.6 ise Zor kaynak edilir 

Şartlı kaynak edilebilmenin anlamı, malzemenin ancak ön ısıtma veya tamamlayıcı bir 

ısıl işlem gibi belirli şartlar altında kaynak edilebilmesidir. 

Zor kaynak edilebilir çelikler ostenitik elektrodlar (Cr-Ni-Mn alaşımlı çelik) ile 

kaynak edilebilir. Kaynak metali bu malzemeden meydana geleceğinden sertleşmez ve akma 

sınırı düşük olur. Soğuma sırasında oluşan kendini çekmede ise kaynak metali bir miktar 

plastik değişmeye uğrayarak kendini bırakır. Böylece kaynak bölgesindeki gerilmeler tehlikeli 

bir büyüklüğe erişmez. 

Krom ve silisyum elementleri kaynak işlemi sırasında yanarlar ve yüksek sıcaklıklarda 

ergiyen oksitler oluştururlar. Bu oksitler kaynak dikişinin kenarlarının akarak birleşmesini

önler. Aynı şekilde birlikte yanan Manganezin oluşan oksidi diğer oksitlerin ergime 

noktalarını düşürür. Böylece Mn diğer elementlerin olumsuz etkisini telafi eder. 

Sertleşme kabiliyetine etkisi 

Alaşımlı çeliklerin sertleşme derinlikleri, alaşımsız çeliklerinkinden fazladır. 

Alaşımlı çeliklere daha fazla su verilir. 

Sertliğin derecesini (Rockwell birimi olarak) karbon miktarı tayin eder ve bu değer 

HRc=65.....66 ‘dan daha yüksek olamaz. 

a) Alaşım elementlerinin sertleşme derinliğine etkisi 

Uçtan su verme eğrileri ile alaşım elementlerinin sertleşme derinliğine etkisi çok iyi 

takip edilebilmektedir. Bu eğriler Jominy deneyi olarak bilinen uçtan su verme deneyi ile 

tespit edilir. Örnek olarak % 0.6 C ‘lu C 60 yüksek sertliğe sahip olmasına rağmen sertleşme 

derinliği düşüktür. % 0.3 C, 5 2.5 Cr ve % 0.2 Mo içeren alaşımlı çeliğin (30 Cr Mo V 9) 

sertliği daha düşük olmasına rağmen sertlik uçtan uzaklaştıkça düşük miktarda azalır. Yani 

sertleşme derinliği daha fazladır. Bir diğer çelik türü; 42 Cr Mo 4 özellikleri bakımından bu 

iki çeliğin arasında kalır. Ancak % 1 Cr ve % 0.2 Mo içermektedir. Bu sebepten dolayı, daha 

yüksek alaşımlı olan 30 Cr Mo V 9 ‘ a göre sertleşme derinliği daha düşüktür. Fakat karbon 

miktarı daha yüksek olduğundan yüzey sertliği daha yüksektir. 

b) Alaşım elementlerinin ostenit dönüşüm hızına etkisi 

Demir-karbon denge diyagramı konusunda ostenitin PSK eğrisi (723°C) altında perlit 

haline dönüştüğü söylenmişti. Dönüşüm sıcaklığı ve hızı ile ilgili daha kesin değerlerin 

verilmesi, demir karbon diyagramında mümkün değildir, çünkü bu denge diyagramı diğer 

bütün diyagramlar gibi çok yavaş soğuma için geçerlidir. 

Ostenitin hızlı soğuma sırasındaki dönüşümü, zaman sıcaklık dönüşüm diyagramından 

(TTT diyagramından ) takip edilebilir. Üretilen çeliklerin büyük bir kısmının TTT 

diyagramları vardır. Bu tip diyagramların çizilmesi için çok geniş kapsamlı seri halde 

deneyler yapılmalıdır. 

TTT diyagramlarından ostenitin ne kadar zaman içerisinde ve hangi sıcaklıkta diğer 

yapı şekline dönüşmeye başladığı ve bu dönüşümün ne zaman tamamlandığı görülebilir. 

Ostenitin dönüştüğü diğer iç yapılar; ferrit, perlit, ara kademe iç yapısı ve martenzittir. Ayrıca 

diyagramlar çeliğin bileşen miktarını yüzde oranı olarak ve oluşan iç yapının oda 

sıcaklığındaki sertliğini vermektedirler. 

Alaşım elementlerinin çeliğin özelliklerine genel faydalı etkileri 

Karbon: Mukavemet ve sertleşme kabiliyeti sağlar 

Krom: Sertleşme derinliği, ısıl mukavemet, korozyona dayanıklılık sağlar 

Nikel: Sertleşme derinliği, süneklik, ısıl genleşme 

Manganez: Sertleşme derinliği, süneklik, sementit oluşumu 

Silisyum: Yüksek sıcaklığa dayanıklılık,manyetik özellikler, grafit oluşturma 

Molibden: Isıl mukavemet, temper gevrekliği, korozyona dayanıklılık

Vanadyum: Isıl mukavemet, temperlenmeye dayanıklılık 

Tungsten: Isıl sertlik, temperlenmeye dayanıklılık, aşınma mukavemeti 

Kobalt: Isılı mukavemet, manyetik özellikler,aşınma mukavemeti 

Alüminyum: Kavlanmaya karşı dayanıklılık

ALAŞIM ELEMENTLERİNİN ÇELİKLERE ETKİLERİ 

Maksimum %2,06 karbon içeren demir karbon alaşımları çelik olarak 

adlandırılır. Çelikler halen günümüzde en yaygın kullanılan malzeme grubunu 

oluşturmaktadır. Çelikler yalın karbonlu olabileceği gibi, çeşitli özelliklerin 

geliştirilebilmesi için bazı alaşım elementleri içerebilirler. Çelik bünyesinde 

bulunan elementler; istenerek katılan alaşım elementleri ve bunların yanında 

uzaklaştırılmak istenen, özelliklere kötü yönde etkili elementlerdir. Çeliklerin 

alaşım elementleri ve etkileri şunlardır: 

Karbon (C): 

Çeliklerin temel alaşım elementi olan karbon, çeliklerin üretim işlemleri 

sırasında yapıdaki yerini alır. Karbon miktarı, çeliklerin mekanik özelliklerini en 

çok etkileyen faktördür. Karbon, çeliğin akma ve çekme mukavemetini artırır, 

yüzde uzamayı, şekillenebilirliği ve kaynak kabiliyetini azaltır. İşlenebilirliğin ön 

planda olduğu çeliklerde karbon miktarı düşük tutulmalı, dayanım değerlerinin 

yüksek olması gerektiği durumlarda ise çeliğin karbon içeriği yüksek olmalıdır. 

Düşük karbonlu yumuşak çeliklerin şekillendirilmesi sırasında meydana 

gelebilecek en önemli problem mavi gevrekliktir. Bu olay karbon (ve/veya azot) 

atomlarının küçük çaplı olması nedeniyle kolay yayınmalarından kaynaklanır ve 

işleme sırasında kırılganlık yaratır. 

Mavi Gevreklik: Yumuşak çelikler 270-350 0 C arasında şekillendirilirlerse 

küçük çaplı atomlar hızlı bir şekilde yayınır. Yayınan atomlar dislokasyonları 

kilitleyerek malzemenin akma sınırı noktasını yükseltir. Dolayısıyla malzeme daha 

gevrek davranır. Sözü edilen sıcaklıklar arasında çeliğin aldığı renk mavi olduğu 

için bu olaya mavi gevreklik denir. 

Mangan (Mn): 

Mangan da karbon gibi üretim işlemlerinde çelik yapısında yer alan bir 

elementtir ve çeliğin dayanımını arttıran etki gösterir. Bunun yanında sertleşebilme 

ve kaynak kabiliyetini de artırır, östenit kararlaştırıcı bir elementtir. Manganın en 

önemli özelliği kükürtle MnS bileşiği yapması ve demir kükürt FeS bileşiği 

oluşumunu engellemesidir. FeS sıcak kırılganlığa neden olur. 

Silisyum (Si): 

Silisyum oksijen giderici olarak kullanıldığı için çelik içinde yer alır. Çeliğin 

akma, çekme dayanımını ve elastikiyetini artırır. Çelik yapısındaki silisyum miktarı 

azaldıkça tufal yapma oranı artar.

Silisyum ucuz bir alaşım elementidir, yaygın olarak yüksek elastikiyet 

gerektiren yay çeliklerinde kullanılır. Ayrıca elektriksel akım zaiyatını önleyen bir 

elementtir. 

Silisyum miktarı fazla olan filmaşinler çok küçük çaplara indirilmeleri zordur. 

Çünkü silisyum, malzeme tel haline getirilirken teli sertleştirir ve kopmalara neden 

olur. Filmaşinlerde bu yüzden düşük silisyum tercih edeler. 

Fosfor (P): 

Fosfor çeliğin akma ve çekme dayanımını arttırır, yüzde uzamayı ve eğme 

özelliklerini çok fazla kötüleştirir, soğuk kırılganlık yaratır, talaşlı şekillendirme 

kabiliyetini arttırır. Fosfor çelik içinde üretim işlemlerinden kalan bir elementtir ve 

istenmeyen özellikleri nedeniyle mümkün mertebe yapıdan uzaklaştırılır. 

Kaliteli ıslah çeliklerinde maksimum fosfor miktarı %0.045, asal ıslah 

çeliklerinde ise %0,035 dir. 

Kükürt (S): 

Akma ve çekme mukavemetine etkisi yok denecek kadar azdır. Fakat 

malzemenin yüzde uzamasına ve tokluğuna etkisi çok fazladır. Kükürt malzemenin 

tokluğunu ve sünekliğini önemli ölçüde azaltır. Ayrıca kaynaklanabilirliği kötü 

yönde etkiler. Kükürt demirle birleşerek FeS fazını oluşturur. Bu faz düşük ergime 

sıcaklığına sahip olduğu için haddeleme sıcaklığında ergiyerek sıcak kırılganlığa 

sebep olur. Bu olumsuz etki kükürdün manganla birleşmesi sağlanarak önlenir. 

Kükürt çelik içinde çeliğin üretiminden kalan bir elementtir ve yukarıda 

belirtilen istenmeyen özellikleri nedeniyle yapıdan mümkün mertebe uzaklaştırılır. 

Sadece talaşlı şekillendirilmeye uygun otamat çeliklerinde kükürt miktarı yüksek 

tutulur. 

Kaliteli ıslah çeliklerinde maksimum kükürt miktarı %0.045, asal ıslah 

çeliklerinde ise %0,035 dir. 

Krom (Cr): 

Krom paslanmaz çeliklerin temel alaşım elementidir. Krom, korozyon ve 

oksidasyon direnci sağlar. Sertleşebilme kabiliyetini artırır. Yüksek karbonlu 

çeliklerde aşınma direncini yükseltir. Krom karbon ile tane sınırlarında biriken 

Cr23C6 bileşiğini oluşturur. Oluşan bu bileşik paslanmaz çeliklerde tane 

sınırlarındaki krom miktarını paslanmazlık sınırı olan %12 nin altına çeker. Bu 

bileşik yüksek sıcaklıklarda karbon yayınımının hızlanması ile kolayca meydana 

gelir ve kaynaklı paslanmaz çeliklerde, kaynak dikişi yakınlarında kaynak 

bozulmalarına neden olur.

Nikel (Ni): 

Nikelin darbe tokluğunu ve tavlı çeliklerde dayanımı artırır. Nikel östenitik 

paslanmaz çeliklerin kromdan sonra ikinci en önemli alaşım elementidir. Östenitik 

paslanmaz çeliklerde ki nikel miktarı %7-20 arasındadır. Nikel östenit kararlaştırıcı 

bir elementtir ve östenitik paslanmaz çeliklerin, adından da anlaşılacağı gibi oda 

sıcaklığında bile kafes yapısı KYM dir. KYM kafes yapısı östenitik paslanmaz 

çeliklere yüksek şekillendirilebilme özelliği kazandırır. 

Molibden (Mo): 

Tane büyümesini önler, sertleşebilme kabiliyetini artırır. Meneviş 

gevrekliğini giderir. Meneviş sıcaklığından yavaş soğumalarda bazı alaşımların 

tane sınırlarında karbür çökelmesi meydana gelir, bu da kırılganlığa neden olur. 

Molibden bu olumsuz etkiyi ortadan kaldırır. Ayrıca molibden çeliklerin sürünme 

dayancına ve aşınma direncini yükseltir. Alaşımlı takım çeliklerinde önemli bir 

alaşım elementidir. 

Paslanmaz çeliklerde özellikle oyuklanma korozyonunu engellediği için 

korozyon direncini önemli ölçüde artırır. 

Bazı mikro alaşımlı çeliklerde nitrür veya karbonitrür oluşturan alaşım 

elementi olarak molibden kullanılır. 

Kobalt (Co): 

Alaşımlı takım çeliklerinde kullanılan bir alaşım elementidir. Takım 

çeliklerinin sıcakta sertliğini muhafaza etmesi için kullanılır. 

Tungsten (W): 

Aşınma direncini artıran, sıcakta sertliğin muhafazasını sağlayan bir alaşım 

elementidir. Özellikle hız çeliklerinde olmak üzere alaşımlı takım çeliklerinde 

yaygın olarak kullanılan bir alaşım elementidir. 

Vanadyum (V): 

Tane küçültme etkisi yaparak çeliklerin akma ve çekme dayanımlarını 

oldukça artırır. Ayrıca sertleşebilme kabiliyetini artırır, menevişleme ve ikinci 

sertleşmede olumlu etkileri vardır. Alaşımlı takım çeliklerinde kullanım yeri olan 

bir alaşım elementidir. 

Vanadyum, tane küçültücü ve karbür yapıcı etkisi ile,mikro alaşımlı 

çeliklerde niyobyum ve titanyum ile birlikte kullanılan bir mikro alaşım 

elementidir. Mikro alaşımlı çeliklerde alaşım elementleri toplamı %0,25 i geçmez. 

Bu elementler tek, ikili ve üçlü kompozisyonlar halinde mikro yapı içerisinde

oluşturdukları karbonitrür çökeltileri ile tane boyutunu inceltmelerinin yanı sıra 

çökelti sertleşmesi mekanizmasıyla dayanımı artırırlar. 

Titanyum (Ti): 

Vanadyum gibi tane küçültücü etkisi vardır. Ancak bu etkisi vanadyumun 

etkisinden daha yüksektir. Mikro alaşımlı çeliklerde mikro alaşım elementi olarak 

kullanılır. Ayrıca paslanmaz çeliklerde krom karbürün olumsuz etkisini 

giderebilmek için karbür oluşturucu alaşım elementi olarak kullanılır. 

Niyobyum (Nb): 

Mikro alaşımlı çeliklerde tane küçültme etkisi en yüksek olan mikro alaşım 

elementidir. Paslanmaz çeliklerde titanyumun yaptığı etkiye yapar ve titanyumla 

birlikte veya tek başına kullanılır. 

Alüminyum (Al): 

Oksijen gidermek için kullanılır. Akma dayanımını ve darbe tokluğunu 

arttırıcı etki gösterir. Yüksek alüminyum miktarı sürekli dökümlerde nozul 

tıkanmalarına sebep olur. 

Ayrıca alüminyumun tane küçültücü etkisi vardır, nitrasyon çeliklerinin temel 

alaşım elementidir. Bazı mikro alaşımlı çeliklerde de nitrür ve karbonitrür oluşturan 

mikro alaşım elementi olarak da kullanılır. 

Kalay (Sn): 

Akma ve çekme dayanımlarını pek etkilemez, fakat sıcak haddelemelerde 

sorunlar yaratır. Kalay düşük ergime sıcaklığına sahip bileşikler yaparak haddeleme 

sırasında kopmalara neden olur. 

Bakır (Cu): 

Akma ve çekme dayanımını arttırır, yüzde uzamayı ve şekillenebilirliği 

azaltır. Soğuk çekilebilirliği kötü yönde etkiler. Bu yüzden filmşinlerde ki bakır 

oranın olabildiğince düşük olması istenir. Korozyon dinencini yükselten etki 

gösterir. 

Kurşun (Pb): 

Haddelenebilirliği azaltır. Haddeleme esnasında kopmalara neden olur, yüzey 

kalitesini olumsuz yönde etkiler. Sürekli dökümlerde sorunlara sebebiyet verir. 

Kurşun çeliklerin talaşlı şekillendirme kabiliyetine artırır, bu yüzden otomat 

çeliklerinde alaşım elementi olarak kullanılır.

Azot (N): 

İstenmeyen bir elementtir. Azot kırılganlığına neden olur, eğme özelliklerini 

çok kötüleştirir. 

Hidrojen (H): 

Hidrojen gevrekliğine neden olur. Azottan daha tehlikelidir. Malzemenin 

elastikiyetini azaltır. 

ALAŞIM ELEMENTLERİNİN 

ALÜMİNYUM ALAŞIMLARINA ETKİLERİ 

Alüminyum alaşımları üretim metodları esas alınarak işlem ve döküm olmak 

üzere iki ana alt gruba ayrılabilir. Bu da, imal usullerinin farklı ihtiyaçları olduğunu 

gösterir Plastik deformasyonla şekillendirilen işlem alaşımlar, döküm alaşımlardan 

oldukça farklı mikro yapı ve kompozisyona sahiptir. Her ana grup içindeki 

alaşımlar, ısıl işlem yapılabilir ve yapılamaz alaşımlar olmak üzere, iki alt gruba 

ayrılabilir. Isıl işlem yapılabilir alaşımlarda, yaşlandırma ile dayanım artışı 

sağlanabilirken, ısıl işlem yapılamayan alaşımlar ise katı eriyik, pekleşme, dağılım 

mukavemetlenmesi ile mukavemetlendirilir. 

İşlem Alüminyum Alaşımları: 

1xxx Ticari saflıkta Al (>%99Al) –Yaşlandırılamaz 

2xxx Al-Cu alaşımları –Yaşlandırılabilir 

3xxx Al-Mn alaşımları –Yaşlandırılamaz 

4xxx Al- Si alaşımları –Eğer magnezyum varsa yaşlandırılabilir 

5xxx Al-Mg alaşımları –Yaşlandırılamaz 

6xxx Al-Mg-Si alaşımları –Yaşlandırılabilir 

7xxx Al-Mg-Zn alaşımları –Yaşlandırılabilir 

Döküm Alüminyum Alaşımları: 

1xxx Ticari saflıkta Al –Yaşlandırılamaz 

2xxx Al-Cu alaşımları –Yaşlandırılabilir 

3xxx Al-Si-Cu veya Al-Mg-Si alaşımları –Biraz yaşlandırılabilir

4xxx Al-Si alaşımları –Yaşlandırılamaz 

5xxx Al-Mg alaşımları –Yaşlandırılamaz 

7xxx Al-Mg-Zn alaşımları –Yaşlandırılabilir 

8xxx Al-Sn alaşımları –Yaşlandırılabilir 

Isıl İşlem Uygulanamayan İşlem Alüminyum Alaşımları: 

1xxx Serisi Alaşımlar: 

Bu alaşımlar minimum %99,0 alüminyum, empürite olarak da silisyum ve 

demir içerirler. Dayanım artışı için %0.12 bakır ilavesi yapılabilir. Bu alaşımlar 

yüksek oranda haddelenerek levha veya folyo haline getirilerek kullanılırlar. 1100 

alaşımının tavlanmış durumda çekme mukavemeti 90 MPa dır. 


Bu serinin en önemli alaşımı 3003 tür . Bu alaşım 1100 alaşımına %1,25 

mangan ilavesi ile oluşturulur. 3003 alaşımının tavlanmış durumda çekme 

dayanımı 110 MPa dır. Bu da demek oluyor ki mangan ilavesi dayanım artışı 

sağlar. Bu serinin alaşımları iyi işlenebilirliğin gerektiği yerlerde kullanılabilen 

genel amaçlı alaşımlardır. 


Bu serinin ana alaşım elementi olan magnezyum katı eriyik 

mukavemetlenmesi sağlar ve miktarı %5 e kadar çıkabilir. Bu serinin endüstride 

kullanılan en önemli alaşımı 5052 dir. Bu alaşım %2.5 Mg, %0,2 Cr içerir ve 

tavlanmış durumdaki çekme dayanımı 193 MPa dır. 

Isıl İşlem Uygulanabilen İşlem Alüminyum Alaşımları: 


Bu seri alaşımlarının bir çoğuna bakırın yanında magnezyum ve düşük 

miktarlarda diğer elementler eklenir. 2xxx serisi alaşımları birim ağırlık 

dayanımının yüksek olması gereken uçak sanayi gibi alanlarda kullanılır. Bu 

alaşımlar katı eriyik mukavetlenmesi ve çökelti sertleşmesiyle dayanım kazanırlar. 

Endüstriyel uygulama alanı bulabilmiş en önemli alaşım 2024 alaşımıdır. 2024-T6 

alaşımı %4,5 bakır, %1,5 magnezyum ve %0,6 mangan bulundurur ve çekme 

dayanımı 442 MPa dır. 

6xxx Serisi Alaşımları:

Mg2Si intermetalik bileşikleri, çökelti sertleştirilmesi ile dayanım artışı sağlar. 

En yaygın kullanılan alaşım 6061 alaşımıdır ve bu alaşım %1,0 magnezyum, %0,6 

silisyum, %0,3 bakır içerir. 6061-T6 alaşımının çekme mukavemeti 290 MPa dır. 

Bu seri, otomotiv sektöründe genel amaçlı yapı elemanı olarak kullanılır. 


Temel çökeltiler MgZn2 intermetalik bileşiğinden oluşur. Çinkonun ve 

magnezyumun alüminyum içersinde yüksek çözünebilirliği yüksek yoğunluklu 

çökeltilerin oluşmasını, bu da dayanımın oldukça yükselmesini sağlar. Bu serinin 

en önemli alaşımı 7075 tir ve bu alaşım %5,6 çinko, %2,5 magnezyum, &1,6 bakır 

ve %0,25 krom ihtiva eder. 7075-T6 alaşımının çekme dayanımı 504 MPa dır. Bu 

seri yüksek dayanımın gerekli olduğu yerlerde kendisine uygulama alanı bulur. 

Döküm Alüminyum Alaşımlarının Kompozisyonları: 

Döküm alüminyum alaşımlarının akıcılık ve besleyicilik gibi dökülebilirlik 

özellikleri, dayanım, süneklik ve korozyon dirençleri gibi geliştirilmiş alaşımlarıdır. 

Döküm alaşımlarının kimyasal kompozisyonu dövme alaşımlarının kimyasal 

kompozisyonundan farklıdır. 

Döküm alüminyum alaşımlarından pek çoğu ötektik reaksiyona neden olan 

düşük ergime noktaları, iyi akıcılık, ve dökülebilirlik sağlayan yeterince silisyum 

içerir (%5-12 Si). Akışkanlık, sıvı metalin bir kalıba doğru, erken katılaşma 

olmadan akam yeteneğidir. Dökülebilirlik ise alaşımdan iyi bir dökümün 

yapılabilmesine işaret eder. Alüminyum silisyum alaşımlarının 

özellikleri, a alüminyum matrisin katı eriyik mukavemetlenmesi, b fazının dağılım 

mukavemetlenmesi, ilk tane boyutu, şekli ve aynı zamanda ötektik oluşumu tayin 

eden katılaşmayla kontrol edilir. Kokil veya pres dökümde ki hızlı soğuma, tane 

boyutunu ve ötektik mikro oluşumu incelterek genellikle dayanımı yükseltir. Belirli 

alaşımlarda mikro yapıyı ve bu nedenle de dağılım mukavemetlenmesi düzeyini 

iyileştirmek amacıyla bor ve titanyum ilaveleri ile tane inceltme, ötektik yapıyı 

değiştirmek için sodyum veya stronsiyum kullanarak modifikasyon veya birincil 

silisyumu incelterek mukavemetlenme sağlamak için fosfor ilavesi yapılır. 

Döküm alüminyum alaşımlarında % 0;3-1,0 magnezyum ilavesi çökelti 

sertleşmesine bağlı dayanım artışı sağlar. 

Bakır, bazı döküm alüminyum alaşımlarında % 1- 4 oranlarda bulunur. 

Özellikle yüksek sıcaklıklarda dayanım artışı sağlar. 

ALAŞIM ELEMENTLERİNİN 

BAKIR ALAŞIMLARINA ETKİLERİ

Arı bakır yumuşaktır, kolay işlenebilir, ısı ve elektrik iletkenliği lehim ve 

kaynak kabiliyeti yüksektir. Soğuk işlenebilir ve kaplanabilir. Yumuşak olduğu için 

talaş kaldırırken sıvama yapar, döküm kabiliyeti iyi değildir. Arı bakırın 

mukavemeti düşüktür. 

Arsenikli Bakır: 

%0,5 arsenik 400 0 C da çekme dayanımını yükseltmek için bakıra eklenir. 

Gümüşlü Bakır: 

%0,03 gümüş ilavesi lehim işleminde yumuşamayı önler, yeniden 

kristalleşme sıcaklığını yükseltir. 

Kurşun, Tellüryum, Selenyum İçeren Bakır: 

Bakırın talaşlı imalata uygun hale gelmesini sağlar. Vida, mil ve vidalı 

makara parçalarının imalatında kullanılır. 

Berilyumlu Bakır: 

Berilyum ilavesi bakırın ısıl işlem ile mukavemet kazanmasını sağlar. 

Bakır Çinko Alaşımları (Pirinçler) 

Bileşiminde %37 den az çinko bulunan pirinçler yalnız a fazından 

oluşmuştur. Bunlara a pirinci denir. a pirincinin en özelliği soğuk 

şekillendirilebilme kabiliyetinin iyi olmasıdır. a pirinci yapısında kurşun 

bulunmadığı sürece sıcak şekillendirilebilirler. 

%37-47 arasında çinko içeren pirinçler a+b fazından oluşur. Bu pirinçlerin 

plastik şekil alabilme kabiliyetleri düşük, döküm ve talaşlı işlenebilme kabiliyetleri 

yüksektir. %47 ten fazla çinko içeren pirinçler ise b fazından oluşur. Bu pirinçlerin 

de döküm ve talaşlı işlenebilme kabiliyeti yüksektir. 

b fazı 456-468 0 C arasında b 1 fazına dönüşür ve b 1 fazı b fazından daha sert 

ve gevrektir. b pirinci oda sıcaklığında zorlukla ve ancak küçük oranlarda soğuk 

şekillendirilebilir. Yüksek sıcaklıklarda ise (~500 0 C ın üzerindeki sıcaklıklarda) 

kolayca şekil verilebilir. b pirinçlerinde bakır oranı az olduğu için düşük korozyon 

mukavemetine sahiptirler. Bu pirinçler kurşun ve kalay gibi elementlerin taneler 

arası saldırısına açıktır. 

Bakır çinko faz diyagramında artan çinko miktarı ile b fazından sonra ortaya 

çıkan fazların hiç biri plastik şekil vermeye uygun yapılar değillerdir. 

Kalay Bronzları (Geleneksel Bronzlar)

Kalay bronzlarının en önemli özelliği yüksek mukavemet ve korozyon 

direncine sahip olmalarıdır. Yaklaşık %8 e kadar kalay içeren 

bronzlar a yapısındadırlar ve plastik şekil değiştirebilirler, soğuk işlenebilirler. %8- 

20 arasında kalay içeren bronzlar döküm ile şekillendirilmeye uygun 

malzemelerdir. Bronz içindeki kalay miktarı arttıkça dayanım da artar ve %20 

kalay miktarına ulaşıldığında dayanım değeri maksimuma ulaşır. Kalay miktarının 

%20 yi aşması durumda ise yapı içerisinde oluşan intermetalik fazlara bağlı olarak 

dayanım değerleri düşer. 

Alüminyum Bronzları 

Bu bronzlar %3-13 arasında alüminyum içerirler. Yaklaşık %9 alüminyuma 

kadar plastik şekillendirilmeye uygundurlar. Alüminyum bronzları yüksek 

mukavemete, korozyon ve aşınma direncine sahiptir. Korozyon direncinin yüksek 

olması yüzeylerinde meydana gelen Al2O3 tabakasına bağlıdır. Alüminyum 

bronzları yüksek mukavemetli parçaların, dişlilerin, boruların yapımında ve deniz 

uygulamalarında kullanılabilir. Çinko ve nikel içeren alüminyum bronzları hafızalı 

metal olarak bilinir. 

Berilyum Bronzları 

%1-3 arasında berilyum içeren bronzlar bakır alaşımları içinde en yüksek 

mukavemete sahip ve en pahalı alaşımlarıdır. Çökelme sertleşmesi ile dayanım 

kazanırlar. Çekme dayanımı değeri 1380 MPa ve sertlik değeri 40 HRC ye kadar 

yükselebilir. Kıvılcım çıkarmayan bir alaşımdır, maden ocaklarında ki kazıcılarda 

kullanılırlar. 

Silisyum Bronzları 

Yüksek mukavemet ve ye korozyon direncine sahiptirler. Her türlü kaynağa 

uygundurlar. Isı değiştirici tüpler, basınçlı tüpler, boru, tank, perçin ve cıvata 

yapımında kullanılırlar. 

Bakır Nikel Alaşımları (Kupronikeller) 

Kupronikeller %3-30 arası nikel içeren bakır alaşımlarıdır. Her 

zaman ayapısındadırlar, plastik şekil verilmeleri kolaydır. %66 bakır, %30 nikel, 

%2 mangan, % 2 demir içeren kupronikeller korozyon ve erozyona dayanıklıdır, 

deniz suyu çarpan yerlerde kullanılır. %10-18 nikel, %10-30 çinko bulunduran 

kupronikeller ise kolay şekil alan gümüşe benzeyen bir yapı oluştururlar. Bu 

malzemeye nikel gümüşü veya alman gümüşü denir.

MALZEMELERİN MEKANİK ÖZELLİKLERİ 

Malzeme, mühendisin yapmış olduğu tasarımı gerçekleştirebilmesi için kullanmış olduğu 

maddelerdir. Mühendis, tasarlamış olduğu yapıyı gerçekleştirebilmek için değişik 

özelliklerdeki malzemeye gereksinim duyar. Her bir mühendislik dalı için farklı 

malzemeler önem kazanmaktadır. Mühendislerin, malzemelerden beklediği önemli 

özellikler şunlardır: 

Gerilmelere karşı dayanıklı olması, 

Aşındırıcı etkilere karşı dayanıklı olması, 

Yüksek sıcaklığa dayanıklı olması, 

Hafif olması, 

Elektrik ve ısı iletkenliğinin iyi olması, bazı durumlarda kötü olması, 

Üretilebilir ve şekillendirilebilir olması. 

Mühendisin, kullanacağı malzemeyi seçebilmesi, ölçülerini ömrünü belirleyebilmesi için 

malzemeleri ve özelliklerini çok iyi bilmesi gerekir. Mal ve can kaybına sebep olan 

mekanik hasarların çoğu, mühendislerin yeterli malzeme bilgisine sahip olmamasından 

kaynaklanmaktadır. 

Malzemeler kullanıldığı yerde ve kendisine muhtelif şekillerde etkileyen çeşitli zorlamalara 

dayanmak mecburiyetindedir. Zira böyle bir durumun olmaması o malzemeyi kullanarak 

yapılan yapının kısmen ve tamamen yıkılması demektir. Başka bir deyişle yapının maruz 

kaldığı yük ve kuvvetlere karşı koyması, kullanılan malzemenin mekanik özellikleri 

sayesinde olmaktadır. Yapı malzemesinde mekanik özellikler son derece önemlidir ve 

değişik değerler alır. Bunlardan ilki; zorlama şeklinin etkisidir, zorlama şeklinin 

değişmesiyle aynı malzemenin özellikleri değişik değerler alır. Diğeri; değişik malzemenin 

bulunmasıdır; ayrı bir zorlama şekli için mekanik özellikler malzemeden malzemeye 

değişir. Malzemenin mekanik özellikleri arasında; mukavemet halleri, sünek malzeme, 

kırılgan malzeme, malzemenin kırılma şekilleri, kayma kuvvetleri, burulma ve eğilme 

zorlamaları altında malzemenin durumu, cisimlerin sünmesi, cisimlerin yorulması, 

malzemenin sertliği, malzemenin aşınması, malzemenin deformasyonu ve kırılması gibi 

özellikler yer almaktadır. 

Şimdi bunları açıklayalım: 

MUKAVEMET HALLERİ 

Yapılarda kullanılan malzemeler muhtelif şekilde etki yapan dış kuvvetlere maruz 

kalmaktadır. Malzeme bu kuvvetlere mukavemet edebilmeli (dayanmalı), dış kuvvetlerin 

etkisiyle kırılmamalı, veya parçalanmamalıdır. Malzemenin herhangi bir şekilde dış 

kuvvetlerin etkisine mukavemet edebilmesi o malzemenin kullanıldığı yapının kısmen ve 

tamamen yıkılmasına sebep olur. Malzemenin dış kuvvetlere karşı mukavemet 

edebilmesi, cismi teşkil eden atomların yayılış tarzına, bunların arasındaki bağlantı 

kuvvetlerine ve cismin yapısı ile ilgili diğer özelliklere bağlı olarak değişir. Bu özellik diğer 

yandan dış kuvvetlerin etkilerinin değişmesi ile de farklılıklar gösterebilir. 

Mekanik mukavemet hallerinin başında, basit mukavemet halleri denilen basınç, çekme 

ve makaslama mukavemetleri gelir. Bu mukavemet hallerinde cisim tek eksenli gerilme 

halinde bulunur. Yapılarda tek eksenli gerilmeye maruz yapı elementinin veya yapı 

malzemesinin kesit ve boyutlarını hesaplamak için malzemenin basınç, çekme ve 

makaslama mukavemetlerinin bilinmesi gerekmektedir. 

1. Sünek Malzeme, Kırılgan Malzeme ve Malzemenin Kırılma Şekilleri 

1.1. Sünek Malzeme:

İlk önce, cismin belirli bir sınıra kadar elastik modülü vardır. Sünek malzemenin herhangi 

bir arıza göstermeden ve kopmadan normal sıcaklıkta (20 °C civarında) önemli miktarda 

deformasyon yapma kabiliyeti vardır. 

Deformasyon: Bir çubuğa kuvvet uygulanmasıyla o çubuktaki birbirine teğet atomların 

yer değiştirmesi olarak tarif edebiliriz. Deformasyon işi: Bir çubuğa kuvvet 

uygulanmasıyla deformasyonunun vuku bulması sonunda meydana gelen işe 

deformasyon işi denir. Bu şekilde malzemeye istenilen özellik verilebilir. Böyle bir 

malzemenin kullanılması pratik bakımından son derece önemli faydalar sağlar. Bir cismin 

süneklilik özelliği en iyi bir şekilde, toplam kopma uzaması ve striksiyon oranı ile 

belirtilir. Bu iki karakteristik ne kadar büyük değerler alıyorsa bu özellik cisimlerde o 

kadar yüksektir. Sünek malzeme uzayabilme kabiliyetine sahip olduğundan, yapacağı 

deformasyon işi büyük bir değer almakta ve böylelikle esneme etkisiyle kırılmamakta, 

yani mukavemetini kaybetmemektedir. 

1.2. Kırılgan Malzeme: 

Bazı malzemeler plastik deformasyon yapmadan mukavemetini kaybeder, diğer bir kısmı 

ise pek az plastik deformasyon yaptıktan sonra kopar. İşte bu şekilde gayet az miktarda 

deformasyon yapma kabiliyetine sahip olan malzemelere kırılgan malzeme denir. 

Deformasyon kabiliyetinin az olmasından dolayı kırılgan malzemeye, normal sıcaklıkta 

istenilen şekil verilemez ama sünek malzemelerde istenilen şeklin verilmesi mümkündür. 

1.2.1. Malzemenin Kırılma Biçimleri: 

Malzemenin kırılma veya mukavemetini kaybetme; malzemenin tahrip olarak, parçalara 

ayrılması ve bu suretle maruz kalacağı yükleri emniyetle kaldırma kabiliyetini tamamen 

kaybetmesi demektir. Kırılmanın sebebi ve mekanizması henüz tam manasıyla anlaşılmış 

değildir. Kırılmada önemli rol oynayan iki türlü mukavemet bahis konusudur. Bunlardan 

ilki; kayma mukavemetidir ki kristalleri teşkil eden atomlardan bir kısmının diğer kısma 

göre kaymasını önler. Diğeri kohezyon mukavemeti olup atomların birbirinden 

uzaklaşmasına engel olmaya çalışır. Bu iki mukavemetten hangisi daha küçük ise cismin 

o mukavemetin sona ermesi ile malzeme kırılır. 

İç veya dış çatlama sonucunda malzeme ayrılması kırılma olarak adlandırılır. Kırılma, 

sünek ve gevrek olmak üzere ikiye ayrılır. Aşağıda çekme deneyindeki kırılma biçimleri 

gösterilmiştir. 

a) Çok kristalli metallerde gevrek kırılma, 

b) Sünek tek kristallerde kayma kırılması, 

c) Çok kristalli metallerde sünek çanak-koni tipi kırılma, 

d) Çok kristalli metallerde tam sünek kırılma (kesit daralması % 100) 

1.2.1.1. Gevrek kırılma 

Gevrek kırılmada malzeme, çok az plastik şekil değiştirdikten sonra veya hiç plastik şekil 

değiştirmeden iki veya daha çok parçaya ayrılır. Çekme deneyinde bu ayrılma genellikle 

ayrılma düzlemleri boyunca oluşur. Ayrılma, normal gerilmenin maksimum olduğu kristal 

düzlemleri boyunca meydana gelir. Çekmeye zorlanan çok kristalli bir metalde, gevrek 

kırılma yüzeyi makroskopik olarak çekme gerilmesine diktir ve çatlağın taneden taneye 

yayılması sırasında ayrılma düzlemlerinin doğrultusu değiştiği için de parlak taneli bir 

görünüme sahiptir. Genel olarak düşük sıcaklık ve yüksek şekil değiştirme hızı, özellikle 

bazı sıkı düzen hegzagonal ve birçok hacim merkezli kübik metalde, gevrek kırılmayı 

teşvik eden faktörlerdir. Gerilme hali de kırılma tipine etki eder (örneğin hidrostatik 

basınç sünekliği arttırır. Yüzey merkezli kübik metaller genellikle gevrek kırılmazlar. Buna

karşılık hacım merkezli kübik ve bazı sıkı düzen hegzagonal metallerde ayrılma kırılması 

görülür. 

1.2.1.2. Sünek kırılma 

Sünek kırılma belli bir miktar plastik şekil değişiminden sonra oluşur. Sünek malzemelerin 

gerilme-gerinim eğrileri altındaki alan büyüktür yani sünek kırılma gevrek kırılmaya 

kıyasla oldukça büyük enerji yutar. Altın ve kurşun gibi çok sünek malzemelerin çekme 

deneyinde, kopmadan önce, büzülen kesitin çok küçülmesine ve hemen hemen bir 

noktaya dönüşmesine karşılık çoğunlukla kesit belirli bir değere düşünce kopma olur 

Sünek kırılma genellikle kayma gerilmesinin maksimum olduğu düzlemler boyunca 

oluşur. Sünek kırılmalarda oluşan kırılmaya şeklinden dolayı çanak-koni tipi kırılma denir 

Kırılma yüzeyinin kenarlarındaki ve çekme doğrultusuyla 45° açı yapan yüzeye de kayma 

yanakları adı verilir. Oksit, sülfür, karbür, silikat gibi bileşikler olan kalıntılar metal ve 

alaşımlarda boşluk oluşumuna, dolayısıyla süneklik ve sünek kırılmaya negatif yönde etki 

ederler. Bu etki malzemelerin şekillendirilebilme kabiliyeti bakımından olumsuzdur. 

Benzer şekilde örneğin dökümde oluşan boşluk ve gözenekler de sünekliğin azalmasına 

yol açar. Çeliklerdeki mangan sülfür gibi yumuşak ve dolayısıyla kolay şekillendirilebilen 

kalıntılar şekil verme işlemini doğrudan engellemeyerek iş parçasının şekil değişimine 

uyarlar. Fakat bu kalıntılar daha sonra malzemenin kullanım özelliklerini etkilerler. 

2. BURULMA VE EĞİLME ZORLAMALARI ALTINDA MALZEMENİN DURUMU: 

Burulma etkisiyle meydana gelen gerilmeler, göz önünde tutulan noktanın kesit 

merkezine olan mesafesi ile doğrudan doğruya orantılıdır. 

Deneyde kesiti dairesel olan A ucu ankastre olarak tespit edilmiş olsun. P kuvvetini 

uygulayalım. kesitin merkezi olan O noktasından (a) mesafesinde bulunan çift kuvvetler 

P* 2a = Mt burulma momentini meydana getirerek silindiri burulma etkisine bırakır. 

Burada OD = Od = a dır. Deneyde gerekli tertibat alınarak bu P kuvvetlerinin eğilme 

etkilerinin meydana getirmesi önlenir. 

Deneyde gerekli tertibat alınarak bu P kuvvetlerinin eğilme etkilerinin meydana getirmesi 

önlenir. Deneyde uygulanan P kuvvetiyle B noktası b noktasına gelir. Böyle bir 

deformasyon olmasına rağmen dairesel kesitler burulma esnasında yine aynı kalır. 

Buradaki Bob açısı burulma açısıdır, çubuğun birim uzunluğuna isabet eden açı 

miktarına Bob/1 oranına, prizmanın birim dönme açısı denir ve Q ile gösterilir. Bob = Q 

olur. Buradan Bob = Q* l *r yazıla bilinir. Burada (r) kesitin yarı çapıdır. Eğilme 

zorlamalarımda ise; malzemeye düşey kuvvetlerin etkisinde kalır. Basit eğilme ve 

dairesel eğilme denilen halde kesite herhangi bir kesme kuvveti etkilememektedir. Böyle 

bir durum simetrik yüklerin uygulanmasıyla iki kuvvet arasındaki kiriş parçasında elde 

edilir. 

2.1. Malzemelerin Sünmesi: 

Bundan yetmiş sene evvel laboratuarlarda ve şantiyelerde uzun süren mukavemet 

deneylerinin yapılması yoluna gidilmiştir. Bu deneylerde sabit ve belirli bir yük uzun süre 

devamlı olarak cisimlere uygulanmıştır. Bu şekil zorlama altında cisimlerin çok değişik 

mekanik özelliklere sahip olduğu anlaşılmıştır. Hakikatten genel olarak herhangi bir 

cisme bir kuvvet uygulanıp bunun uygulanmasına devam edilmesi halinde esas itibariyle 

iki türlü deformasyon meydana gelmektedir. Bunlardan ilki kuvvetin uygulanması 

anında meydana gelen deformasyon ki buna ani deformasyon denir. İkinci tür 

deformasyon ani deformasyon meydana geldikten sonra başlayan ve zamanla birlikte 

artmakta olan geciken deformasyondur. İşte bu ikinci tip deformasyonun sünme 

denmektedir. Sünme sonunda meydana gelen deformasyon bazı nedenlerle veya bağ

kuvvetleriyle vukuu bulunmaması cisim için bazı gerilmelerin doğmasına sebep olur veya 

gerilme yayılış değişmesine yol açar. Cisim malzemenin mukavemetinden küçük olmak 

üzere oldukça büyük bir gerilme etkisi altında devamlı bir şekilde bulunuyorsa sünmenin 

büyük değerler almasının bir sonucu olarak mukavemetini kaybedebilir. Buradan 

cisimlerden sürtünme mukavemeti olarak cisimlendirilecek yeni bir karakteristiğin varlığı 

ortaya çıkar. Depremlerin vukuu bulunmasında da sünme sonunda kırılmanın meydana 

gelmesi önemli rol oynamaktadır. 

2.2. Malzemelerin Yorulması : 

Hareketli yüklerin toplam yükün önemli bir oranını teşkil etmesi halinde yapılara değişken 

kuvvetler etkilemekte ve bunun sonucunda yapı elemanlarında değişken gerilmeler 

meydana gelmektedir. Bu durumda yapı elemanının herhangi bir kesitine ait bir 

noktasının ile arasında devamlı olarak değişken bir gerilme etkisi altında kalmasına 

yorulma olayı denir. Mühendislik işlerinde yorulma olayı ile sık sık karşımıza çıkan 

köprüler özellikle çelik köprü elemanları bu çeşit zorlamaların etkisi altındadır. Raylar her 

türlü nakil vasıta dingilileri uçak kanatlan gövdesi ve diğer elemanları yorulmaya maruz 

kalmaktadır. Bu gibi hallerde malzemenin yorulma ile ilgili özellikleri göz önünde 

tutularak kesit hesapları yapılır. Yorulma konusunda tam anlamıyla bilimsel çalışmalara 

Wöhler tarafından başlanılmıştır. Dönel eğilme metodu ile yaptığı deneylerde bulduğu 

sonuçlara dayanarak Wöhler veya S-N denilen eğrilerle yorulma ile ilgili, malzeme 

karakteristiklerini tanımlamıştır. 

Tekrarlı zorlamalar altında malzemenin mukavemeti azalır, çekme mukavemetinin çok 

altındaki gerilmeler kırılma oluşabilir. Buna neden olan yorulma olayıdır. Yorulma kırılması 

gevrek türde olduğundan nerede ne zaman olacağını kestirmek zordur. Geçmişte birçok 

kazalara neden olduğundan üzerine yoğun çalışmalar yapılmış ve halende yapılmaktadır. 

Bununla beraber çok değişik etkenlerin rol oynadığı bu karışık olayı yakından 

tanımlamakla yorulma kırılmalarını önlemek mümkündür. 

Yorulma kırılması yüzeyin ilginç bir görünüşü vardır. Yüzeyde çatlağın başladığı yorulma 

odağı ile onu çevreleyen midye kabuğunu andıran aynı merkezli eğriler ve bunların 

yanında taneli bir bölge görülür. Çatlak zamanla yavaş yavaş ilerlerken karşılıklı 

yüzeylerin sürekli birbirine sürtünmesi sonucu yorulma kırılması yüzeyi parlak görünür. 

Çatak ilerleyip geri kalan dolu kesit normal yükü taşıyamaz hale gelince ani kırılma 

meydana gelir ve kırılma yüzeyi taneli görünüştedir. 

Yorulma olayının nasıl oluştuğu tam olarak açıklanamamış olmakla beraber bu konuda 

bilinenler burada özetlenecektir. Yorulma genellikle iç yağıda mevcut kusurlar civarında 

oluşan yerel gerilme yığılmalarından kaynaklanır. Bundan dolayı yorulma olayı iç yapıya 

çok bağlıdır. İç yapıda bulunan çatlak, çentik boşluk sert parçacık ve ani kesit değişmeleri 

civarındaki gerilmeler ortalama gerilmelerden daha büyüktür. Bu gerilmeler etkisinde 

yerel plastik şekil değiştirme meydana gelir. Diğer taraftan başlangıçta hiçbir bozukluk 

içermeyen yüzeyi parlatılmış üniform kesitli bir metalde elastik sınır altında da 

dislokasyonlar yerel olarak hareket ederek kayma bantları oluştururlar. Bu bantlar da 

yüzeyde çıkıntılar ve çöküntülerin doğmasına dolayısıyla gerilme yığılmalarına neden 

olurlar. Bütün bu hallerde tekrarlı zorlamalar etkisiyle oluşan tersinir olmayan plastik 

şekil değiştirme sonucu malzeme pekleşir, gevrekliği artar ani yorulma kırılması meydana 

getirir. Yorulma çatlakları genellikle yüzeyde başlar ve içeriye doğru yayılır. 

2.2.1. Yorulma Mukavemetine Etkiyen Etkenler 

Yorulma mukavemetine etkiyen başlıca etkenler aşağıdaki şekilde sıralanabilir. 

Parçanın yüzey işleme kalitesi 

Sıcaklık 

Çevrenin kimyasal etkisi

Frekans 

Gerilme koşulları 

Gerilme koşulları sabit kaldığı zaman yukarıdaki ilk dört etkenin yaratacağı sonuçlar ayrı 

ayrı saptanabilir. Bunların yanında ayrıca gerilme koşulları da yorulma mukavemetine 

etkir. Özellikle çok eksenli gerime hallerinin getireceği şekil değiştirme kısıtlamaları 

malzeme ömrünü arttırıcı yönde etkiler. 

Yorulma çatlağı çoğu zaman yüzeyde başlayıp içeriye doğru yayıldığından yüzey işleme 

kalitesinin önemi büyüktür. Yüzeydeki pürüzler çentik etkisi yaparak çatlak oluşumunu 

kolaylaştırır. Yüzey işleme kalitesi arttıkça yorulma mukavemeti büyür. 

Sıcaklık genellikle mukavemetleri azaltıcı yönde etkilediğinden yorulma mukavemetinin 

de azalması doğaldır. 

Normal koşullarda frekansın yorulma mukavemetine etkisi önemsizdir. Bundan dolayı 

yorulma deneylerinde deney süresini kısaltmak için yüksek frekanslı gerilme uygulayan 

deney makineleri tercih edilir. Hidrolik yorulma makineleri 50 Hz’i geçmediği halde 

elektromıknatıslarla kuvvet uygulayan makinelerde bu değer 400 Hz’e kadar 

çıkartılmıştır. Çok yüksek frekanslarda plastik şekil değiştirme için daha az zaman 

kaldığından genellikle yorulma mukavemeti yaklaşık %10 kadar artar. 

Değişken gerilme altında çevrenin kimyasal etkisi daha şiddetli olur, dolayısıyla yorulma 

ömrü kısalır. Uygulamada korozyon yorulması önemli sorun yaratabilir. Ayrıca korozif bir 

ortamda demir esaslı alaşımların S-N diyagramlarının sürekli azaldığı ve asimptotik bir 

değere ulaşmadığı görülmüştür. 

Tekrarlı sürünen yüzeylerde korozyon daha etkili olur. Fretting korozyonu denen bu olay 

yorulma mukavemeti azalır. Özellikle asma köprülerde çelik kablo ile bağlantı 

kelepçelerinin temas yüzeylerinde bu tür korozyon oluşur, bu da köprü ömrünü etkileyen 

en önemli olaydır. 

Gerilme durumunun yorulma mukavemetine etkisini incelemek için önce ortalama 

gerilme ele alınacaktır. Yapı elemanlarına kendi ağırlığından dolayı bir ön statik yük etkir 

ve elemanın taşıyacağı tekrarlı yük buna eklenir. 

2.2.2. Malzeme Yorulmasının Onarımı Ve Bakımı İçin Malzemenin Kontrolü 

Uçak elemanları, motorların çalışması ve değişken genlikli aerodinamik yüklerin etkisi ile 

yorulma hasarına maruz kalmaktadır. Yorulma hasarı, yüzeyden başlayan mikro çatlaklar 

şeklinde oluşmaktadır. Yüzey düzgünlüğü ve direnci yorulma ömrünü etkileyen önemli 

faktörlerdir. Yorulma hasarı belirli bir süre dinamik yüklemeye maruz kalmanın 

sonucunda oluşmaktadır. Bu süre malzemenin türüne yüzeyin kalitesine ve dinamik 

yükün büyüklüğüne, frekansına bağlı olarak değişmektedir. Kullanım sürecinde yorulma 

çatlaklarının oluşması kaçınılmaz olmaktadır. Yüzeyinde çatlakları ve oyukları içeren bir 

yapı, ideal bakım periyotlarında, yorulma hasarının mikro boyutta iken tespiti, yapının 

emniyeti açısından büyük önem taşımaktadır. 

Korozyon yüzey kalitesini bozan bir etken olması nedeniyle, yorulma riskini 

arttırmaktadır. Ayrıca yorulma gerilimleri gerilme korozyonuna neden olmaktadır. Bu 

nedenlerden dolayı yorulma korozyonu, uçak parçalarını tehtid eden ve hızla ilerleyen 

büyük bir hasar olarak tanımlanmaktadır. Korozif etkilerin ve yorulma yüklerinin varlığı 

nedeniyle, bakım süreçlerinde riskli bölgelerin korozyon kontrollerinin yapılması, yorulma 

ömrünü de etkileyecektir. yorulma sınırlarına sahip olan çelik parçalarda bile, korozif 

etkiler altında çalışmaları durumunda yorulma ömürlerinin önemli ölçülerde azaldığı tespit 

edilmektedir. Alüminyum 7075 17351 alaşımının, durgun havada ve %3,5 sodyum 

klorür içeren solüsyon ortamında gerçekleştirilen, yorulma deneyinde, atmosfer

koşullarında yapılan deneye göre yorulma ömrünün büyük oranlarda azaldığı 

görülmektedir. 

Uçak yapısında korozyon tespiti ve önlemleri, yapıların yorulma ömürleri bakımdan da 

son derece önemli olmaktadır. Yorulma çatlaklarının yüzeylerden başlanması nedeniyle, 

tespitinde yüzeye açık süreksizlikler için etkili tüm yöntemler kullanılabilmektedir. Ayrıca, 

montaj halindeki yapıların gizli yüzeylerinin kontrolü için radyografi ve ultrasonik kontrol 

kullanılmaktadır. Yapıların gözle kontrolü ile makro boyutlu çatlaklar belirlenebilir. 

ulaşılması güç olan kısımların yüzey kontrolü için optik aletler kullanılmaktadır. optik 

aletlerle mikro seviyedeki yorulma çatlakları belirlenebilir. 

Yapımcı firma tarafından gerçekleştirilen prototip testlerinde yorulma çatlaklarının 

başlangıç noktaları ve bu çatlaklardaki gelişmelerin incelenmesi, akustik emisyon 

sensörlerinin kullanımı ile başarılabilmektedir. Elde edilen bilgiler ışığında programlı 

bakım periyotları ve kontrolü gereken kritik noktalar belirlenmektedir. 

3. Malzemenin Aşınması: 

Bir malzemenin aşınması zamanla gerek sürtünmeyle yorulmayla vb yollarla olabilir. Her 

malzemede meydana gelen aşınmada miktarı belli metotlarla ölçülür. Genelde aşınma 

sonunda malzemenin ağırlığındaki kayıp hacimdeki değişme ve kalındaki azalma miktarı 

bize o maddenin aşındığını gösterir. 4 çeşit aşınma vardır. Adezif aşınma, abrezif aşınma, 

korrozif aşınma, yorulma aşınması olmak üzere 4 şekilde aşınır. Yukarıda açıklanan 

aşınma türlerinden tamamen farklı bir aşınma şeklide vardır ki, oda erozyondur. Gevrek 

cisimlerde maksimum aşınma hızı v = 90 derece için elde edilmektedir. 

1- Hareket halinde bulunan cismin geliş hızına 

2- Hareket eden cismin boyutuna ve yoğunluğuna 

3- Erozyona uğrayan cismin özelliklerine bağlıdır. 

4. Pekleşme (Work hardening) 

Metallerin uygulanan yükler altında elastik bölgeyi geçerek kalıcı şekil değişimine 

uğraması ve buna bağlı olarak mukavemet ve sertlik değerlerinin artmasına pekleşme adı 

verilir. 

5. Süneklik (Ductility) 

Kopma noktasına kadar olan uzama yüzdesi sünekliğin bir ölçütüdür. Uzama yüzdesi ne 

kadar fazla ise malzeme o kadar sünektir. Sünek malzemenin karşıtı kırılgan (brittle) 

malzeme olarak adlandırılır. 

Süneklik şu şekilde tanımlanabilir: 

Kırılmadaki % uzama: 

veya alan kullanarak kırılmada %kesit azalması : 

olarak yazılır. Burada; 

A0 : İlk kesit alan 

Af : Son alan 

l0 : İlk uzunluk 

lf : Son uzunluk 

değerlerini ifade etmektedir. Genellikle sertlik artınca, süneklik azalır.Malzemeleri sünek 

yapmak için: 

1. Sıcaklık yükseltilir

2. Hidrostatik basınç yükseltilir. Çok yüksek hidrostatik basınç uygulaması kopmayı da 

geciktirir. 

Süneklik, gerilim kuvvetinin uygulanmasından önce malzemenin kolaylıkla şekil 

değiştirmesini sağlayan veya malzemeye kırılma olmaksızın plastik deformasyon 

uygulanmasını sağlayan en önemli özelliktir.Süneklik bükülebilirlik ve ezilebilirlik 

istenildiğinde düşünülebilir. Sünek malzemeler kırılmadan önce büyük deformasyon 

gösterirler.Genellikle aynı dayanıma ve sertliğe sahip iki malzemeden sünekliği yüksek 

olan malzeme tercih edilir. Duruma göre malzemenin sünekliği ile oynanabilir. Örneğin 

sıcaklığı arttırarak sünekliği arttırabiliriz. Sıcaklığı azaltarak süneklilik azaltılabilir ve 

süneklikten kıranlığa geçiş yapılabilir. 

Soğuk şekil verme malzemeleri daha az sünek olmasını sağlar. Soğuk şekil verme sıcak 

bir bölgede ve plastik deformasyon elde etmek için belli bir zaman aralığı üzerinde 

gerçekleştirilir. kasıtlı veya kasıtlı olmadan metala ilave edilen bazı küçük katışkılar 

malzemeyi süneklilikten kırılgan davranışa sürükler. Soğuk şekil verilmiş bir malzemenin 

ısıtılması veya metal atomlarının denge haline döndüğü sıcaklığın üzerinde tavlanması 

malzemenin sünekliliğini arttıracaktır. 

5.1. Çekme Deneyi 

Çekme deneyi malzemelerin mukavemeti hakkında esas dizayn bilgilerini saptamak ve 

malzemelerin özelliklere göre sınıflandırılmasını sağlamak amacı ile geniş çapta kullanılır. 

Çekme deneyi standartlara göre hazırlanmış deney numunesinin tek eksende, belirli bir 

hızla ve sabit sıcaklıkta koparılıncaya kadar çekilmesidir. Deney sırasında, standart 

numuneye devamlı olarak artan bir çekme kuvveti uygulandığında, aynı esnada da 

numunenin uzaması kaydedilir. 

Çekme deneyi sonucunda numunenin temsil ettiği malzemeye ait aşağıdaki mekanik 

özellikler bulunabilir. 

a. Elastisite modülü 

b. Elastik sınırı 

c. Rezilyans 

d. Akma gerilmesi 

e. Çekme dayanımı 

f. Tokluk 

g. % uzama 

h. % kesit daralması 

Çekme deneyine tabi tutulan numunenin yukarıda belirtilen özelliklerin sıhhatli bir şekilde 

ortaya çıkarılabilmesi için, alındığı malzemeyi tam olarak temsil edebilmesi şarttır. Ayrıca 

şu hususların bilinmesi de, sonuçların irdelenmesi bakımından gereklidir. [2] 

Numunenin alındığı malzemenin : 

a) imalat şekli : 

Döküm 

Kaynak 

Sıcak dövme veya haddeleme 

Soğuk dövme veya haddeleme 

a. İmalat şekline göre yönlenme 

b. Tatbik edilen ısıl işlemler 

Deney sonuçlarının irdelenmesinde, numunenin alındığı malzemenin durumu yanısıra, 

alınan numunede de şu hususları bilinmesi faydalıdır : 

a. Numunenin alındığı bölgeler 

b. Numunenin alınış şekli 

c. Numunenin hazırlanış şekli

Çekme deneyine tabi tutulacak numunelerin şekil ve boyutları standartlarda 

belirtilmektedir. Deney sonuçlarının belirli bir standarda uyma zorunluluğu vardır. 

Sonuçlar, numune boyut ve biçimine göre değişiklik arz edebilir. Numuneler iki kısımdan 

ibarettir. 

1) Numunenin baş kısımları : Yük tatbik edilmek için tutulan kısımlardır ve diğer bölgeye 

göre daha büyük boyutludur. 

2) Numunenin orta kısmı : Yük tatbik edildiğinde deformasyonun yer alması arzu edilen 

daha küçük boyutlu bölgedir. Deney sonuçları bu kısımda yapılan ölçmelerle tespit edilir. 

Numunenin bu kısmında, kesit ile uzunluk arasında belli bir ilişki vardır. 

d 0 = Numune Çapı 

d 2 = Basamak Kısmının Çapı = 1,2 d 0 

d 1 = Baş Kısmının Çapı = 1,75 d 0 

L v = İnceltilmiş Kısmın Çapı = L 0 + d 0 

L 0 = Ölçü Uzunluğu = 5 d 0 

L t = Toplam Uzunluk 

h = Basamak Kısmının Uzunluğu = d 0 

g = Baş Kısmının Uzunluğu = d 0 + 5 mm 

6 Tokluk (Toughness) 

Tokluk bir malzemenin ani yüklemelere karşı gösterdiği tepkidir. Bir malzemenin kırılana 

kadar deforme olabilmesi için ihtiyaç duyulan iş olarak tanımlanır. Malzemeyi kopma 

noktasına getirmek için gerekli enerji miktarı tokluğun bir ölçütüdür. Eşdeğer gerilmeeşdeğer 

gerinim eğrisi altındaki alan tokluğu verir. Bir malzeme hem tok hem de kırılgan 

olamaz. Tokluk değeri Charpt ve Izod Çentik darbe deneyleri ile belirlenir. 

6.1. Çentik Darbe Deneyi 

Çentik darbe deneyinde amaç, malzemenin bünyesinde muhtemelen bulunacak bir 

gerilim konsantrasyonunun (gerilim birikiminin) darbe esnasında çentik tabanında suni 

olarak teşkil ettirilip, malzemenin bu durumda dinamik zorlamalara karşı göstereceği 

direnci tayin etmektir. Gri dökme demir numunelerinde, malzemenin bünyesindeki grafit 

levhacıklar çentik gibi etki yapacaklarından, ayrıca çentik açmağa lüzum yoktur. 

Çentikli bir numune zorlandığı zaman, çentiğin tabanına dik bir gerilim meydana gelir. 

Kırılmanın başlaması, bu gerilimin etkisi ile olur. Numunenin kırılabilmesi için bu dik 

(normal) gerilimin, kristalleri bir arada tutan veya kristallerin kaymasına karşı koyan 

kohezif dayanımdan fazla olması gerekir. Numune, plastik biçim değiştirmeğe fırsat 

bulamadan bu hal meydana gelirse, buna gevrek kırılma denir. Burada kırılan yüzey, düz 

bir ayrılma yüzeyidir. 

Deney esnasında, numune kırılmadan önce çoğu zaman plastik biçim değiştirme 

meydana gelir. Uygulanan kuvvet etkisi ile normal (dik) gerilime ilaveten, bununla 

yaklaşık olarak 45° farklı bir kayma gerilimi etki etmeğe başlar. Kayma gerilimi, kayma 

dayanımını (kritik kayma gerilimi) aştığı an, elastik (esnek) özellik sona erer ve plastik 

biçim değiştirme başlar. Bu durumda önce plastik biçim değiştirme, daha sonra kırılma 

meydana gelir. Buna sünek kırılma hali denir ve kırılma yüzeyi girintili çıkıntılı bir 

görünüştedir. 

Çentikli darbe deneyleri genellikle, iki türde yapılmaktadır; 

Charpy Darbe Deneyi 

İzod Darbe Deneyi 

Darbe deneyinde, numunenin dinamik bir zorlama altında kırılması için gereken enerji 

miktarı tayin edilir. Bulunan değer, malzemenin darbe direnci (darbe mukavemeti) olarak 

tanımlanır. Bu deneylerde, Şekil (15.)'de şematik olarak gösterilen sarkaç tipi cihazlardan 

faydalanılır. Ağırlığı G olan sarkaç, h yüksekliğine çıkarıldığında potansiyel enerjisi (G X h)

mertebesindedir. Sarkaç bu yükseklikten serbest bırakıldığında, düşey bir düzlem içinde 

hareket ederek numuneyi kırar ve aksi istikamette h 1 yüksekliğine kadar çıkar. Böylece, 

numunenin kırılmasından sonra sarkaçta kalan potansiyel enerji (G X h 1 ) mertebesinde 

demektir. 

Sarkacın, numune ile temas haline geldiği andaki potansiyel enerji ile numune kırıldıktan 

sonra sarkaçta kalan potansiyel enerji farkı, o numunenin kırılması için gereken enerjiyi 

başka bir deyimle, darbe direncini verir. Bu enerji aşağıdaki formülle de gösterilebilir: 

Kırılma enerjisi = G (h - h 1 ) = G.L. (cosβ - cosα ) 

G = Sarkacın ağırlığı (kg) 

L = Sarkacın ağırlık merkezinin, sarkacın salınım merkezine uzaklığı (m), 

h = Sarkacın ağırlık merkezinin düşme yüksekliği (m), 

hı= Sarkacın ağırlık merkezinin çıkış yüksekliği (m), 

α = Düşme açısı (derece), 

β = Yükseliş açısı (derece), 

Darbe direnci (kg-m) veya (kg-m/cm 2 ) cinsinden ifade edilmektedir. 

Bu deney tamamen ampirik olduğu ve şartlar değiştikçe malzeme farklı özellik gösterdiği 

için numunelerin cihaza uygun bir şekilde yerleştirilmesi, doğru sonuç alma yönünden 

önemlidir. 

Deney esnasında önce sarkaç, daha önce tespit edilen potansiyel enerjiye sahip 

olabileceği bir yüksekliğe çıkarılır. Daha sonra numune, uygun bir şekilde yerleştirilir. 

Örneğin, en çok uygulanan Charpy deneyinde numune, mesnetlere tam yaslanacak 

şekilde ve çekicin salınım düzlemi ile çentiğin simetri düzlemi 0,5 mm içinde birbirine 

çakışacak şekilde yerleştirilir. Bu durum cihaza bağlı, yardımcı bir aletle sağlanabilir. 

Numune uygun şekilde yerleştirildikten sonra, okumaların yapıldığı kadranın göstergesi 

başlangıç durumuna getirilir ve sarkaç düzgün bir şekilde serbest bırakılır. Sonuç, 

deneyden sonra kadrandan okunur. 

7. Sertlik (Hardness) 

Malzemenin batmaya karşı olan direncidir. Yüksek akma mukavemeti olan metaller 

yüksek sertlik değerine sahiptirler. Fakat akma mukavemet değerinden sertlik değeri 

hesaplanamaz. 

Cisimlerin aşınmaya karşı dayanıklılığı veya aşınma mukavemetiyle ilgili bir özelliği vardır 

ki oda sertliktir. Sertliğin cisimlerin diğer özellikleri ile yakın bir ilişkisi vardır. Bir cismin 

herhangi bir metotla sert olması bize şu yararları sağlar: 

1. Malzemenin kökeni hakkında bilgi edinilir. 

2. Malzemenin sertliğinin bilinmesi ile mekanik mukavemetlerinin değeri bulunabilir. 

3. Malzemenin işlenme kabiliyeti hakkında oldukça açık bilgiler verebilir. 

4. Malzemenin sertliğinin büyük olması, işleme kabiliyetinin küçük 

olduğunu gösterir. 

Özellikle iki malzemenin aynı olup olmadığını sertlik muayenesi sonunda anlayabiliriz. 

7.1. Sertlik Ölçme Deneyi 

Malzemeler üzerinde yapılan en genel deney, sertliğinin ölçülmesidir. Bunun başlıca 

sebebi, deneyin basit oluşu ve diğerlerine oranla numuneyi daha az tahrip etmesidir. 

Diğer avantajı ise, bir malzemenin sertliği ile diğer mekanik özellikleri arasında paralel bir 

ilişkinin bulunmasıdır. Örneğin çeliklerde, çekme mukavemeti sertlik ile doğru orantılıdır;

dolayısıyla, yapılan basit sertlik ölçmesi neticesinde malzemenin mukavemeti hakkında 

bir fikir edinmek mümkündür. 

Sertlik izafi bir ölçü olup sürtünmeye, çizmeğe, kesmeğe ve plastik deformasyona karşı 

direnç olarak tarif edilir. Laboratuarlarda özel cihazlarla yapılan setlik ölçümlerindeki 

değer, malzemenin plastik deformasyona karşı gösterdiği dirençtir. 

Sertlik ölçme genellikle, konik veya küresel Standard bir ucun malzemeye batırılmasına 

karşı malzemenin gösterdiği direnci ölçmekten ibarettir. Uygun olarak seçilen sert uç, 

tatbik edilen bir yük altında malzemeye batırıldığında malzeme üzerinde bir iz 

bırakacaktır. Genel deyimle malzemenin sertliği, bu izin büyüklüğü ile ters orantılıdır. 

Bugün laboratuarlarda uygulanan sertlik ölçme yöntemleri şunlardır: 

Brinell sertlik ölçme yöntemi, 

Rockwell sertlik ölçme yöntemi, 

Vickers sertlik ölçme yöntemi, 

Mikro- sertlik deneyi. 

Sertlik ölçmeleri yapılırken kullanılan ölçme yöntemi ne olursa olsun, numunelerin 

üzerinde birkaç ölçme yapılıp ortalamasının alınması gerekir. Yapılan sertlik 

ölçümlerindeki değerler birbirinden çok farklı ise, farklı değer ortalamaya dahil edilmeyip 

bu farkın mevcudiyeti mutlaka belirtilmelidir. 

7.1.1. Brinell Sertlik Ölçme Yöntemi: 

Bu ölçme, kalibrasyonu yapılmış bir cihaz kullanarak deneyi yapılacak malzemenin 

yüzeyine belirli bir yükün, belirli çaptaki sert malzemeden yapılmış bir bilya yardımıyla 

belirli süre uygulanmasından ve sonuç olarak meydana gelen iz’in çapının ölçülmesinden 

ibarettir. 

Standart deney şartlarında bilya çapı 10 mm, uygulanan yük 3000 kg, tatbik süresi 10-15 

sn kadardır. Standard Brinell deneyinde kullanılan yükler 500, 1500 veya 3000 kg. dır. 

Yük, malzemeye yavaş yavaş artacak şekilde Uygulanmalı, darbeli yüklemeler 

önlenmelidir. Ayrıca yükün numuneye dik gelecek şekilde uygulanmasına dikkat 

edilmelidir. Yükün uygulama süresi, yumuşak metalle r dışında genellikle 10 -15 

saniyedir. Yumuşak metaller için bu süre 30 saniye ve daha fazla olabilir. Meydana gelen 

izin çapı 2,5 - 6,0 mm (Bilya çapının % 25'i ile % 60'ı) arasında olacak şekilde deney 

yükü seçilir. İz çapında böyle bir alt sınırın belirtilmesi gereklidir, çünkü iz çapı 

küçüldükçe, deneydeki hata nisbeti artar, iz çapının üst sınırı da, bazı deney cihazlarında 

ucun hareket miktarı ile sınırlanmıştır. 

Meydana gelen izin birbirine dik iki yönde çapı taksimatlı büyüteç ile ölçülür ve Brinell 

sertlik değerini tayin ederken bu iki ölçmenin ortalaması kullanılır. İz çapı en az 0,02 

mm'lik bir doğrulukta ölçülür. 

Belirli malzemenin farklı sertliklerini mukayese edebilmek için o malzemeye ait sertlik 

değerlerinin (Tablo 1)’de tavsiye edilen sınırlar içerisinde olabilecek şekilde, tek bir yük 

kullanarak ölçülmesi tavsiye edilir. 

Tablo 1 – standart Brinell Deneyinde Uygulanan Yüke Göre Tavsiye Edilen Sınır Değerler 

Bilya çapı (mm) Yük (Kg) Tavsiye Edilen Sınır 

Brinell Sertlik Değeri 

10 3000 96 ile 600 

10 1500 48 ile 300 

10 500 16 ile 100 

7.1.2. Rockwell Sertlik Ölçme Yöntemi: 

Rockwell sertlik değeri, malzeme üzerine, batıcı bir uç yardımıyla önce sabit belirli küçük 

bir yükle bastırıldığında meydana gelen izin dip kısmı başlangıç noktası alınarak, yük 

daha yüksek belirli bir derecede arttırılıp daha sonra tekrar önceki yüke dönülmek 

suretiyle, başlangıçtaki ize nazaran meydana gelen iz derinliğindeki net artışla ters 

orantılı bir sayıdır.

Rockwell deneyi için kullanılan batıcı uçlar belirli çaplarda çelik bilyalarla, özel konik bir 

elmas uçtan ibarettir. Rockwell sertlik değerleri daima bir sembol harfle birlikte belirtilir ki 

bu sembol harf batıcı ucun tipini, kullanılan yükün miktarını ve kadran üzerinde okunacak 

bölümü belli eder. 

Bilye tipi batıcı uçlar, 1.588 mm (1/16 inç), 3.175 mm u/8 inç,), 6.350 mm (1/4 inç) ve 

12.700 mm (1/2 inç) çapında çelik bilyelerdir. Elmas batıcı uç ise 120 + 0.5° lik bir açı 

teşkil eden bir koni ile, tepe noktası 0.2 mm yarı çapında bir küre parçasından ibarettir. 

Bilyelerin çapı normal değerden +0.0035 mm den fazla farklı olmamalıdır. Batıcı uç 

üzerinde toz, kir, gres ve tufal gibi yabancı maddeler bulunmamalıdır; bulunduğu 

takdirde sonuçlara etki eder. 

Rockwell sertlik deneyi için (Şekil 2) önce 10 kg.'lık ki yük uygulanarak ilk yükleme 

yapılır. Bu suretle uç, malzeme üzerine oturur ve onu yerinde tutar. Siyah rakamlı bölüm 

üzerinde kadran sıfıra getirilir ve daha sonra büyük yük uygulanır. Bu büyük yük 

uygulanan toplam yük olup, derinlik ölçmesi sadece küçük yükten büyük yüke kadar 

artıştan ileri gelen derinlik artışına bağlıdır. Büyük yük uygulandıktan ve kaldırıldıktan 

sonra, standart işleme göre küçük yük hala uygulanır durumda iken, kadranın gösterdiği 

değer okunur. 

Batıcı uç olarak çelik bilye kullanıldığı zaman büyük yük 100 kg olarak alınır, fakat 

gerektiği zaman diğer yükler de kullanılır. Ucu küresel konik elmas uç kullanıldığı zaman 

büyük yük, genel olarak 150 kg. 

Batıcı uç sertliği ölçülecek yüzeye dik gelecek şekilde temas etmelidir. 

Numune kalınlığı ne olursa olsun, sertlik bir tek kalınlık üzerinde ölçülmelidir. Kalınlık 

arttırma amacıyla üst üste konmuş malzemeler üzerinde ölçülen sertlik değerleri güvenli 

sayılmazlar. 

Rockwell sertliğinin tayini sırasında meydana getirilen iz, kenara çok yakın olmayacağı 

gibi iki iz’de birbirine çok yakın bulunmamalıdır. 

7.1.3. Vickers Sertlik Ölçme Yöntemi: 

Vickers sertlik ölçme yöntemi, sertliği ölçülecek malzeme parçasının yüzeyine, tabanı 

kare olan piramit şeklindeki bir ucun belirli bir yük altında daldırılması ve yük 

kaldırıldıktan sonra meydana gelen izin köşegenlerinin ölçülmesinden ibarettir. 

Vickers sertlik değeri, piramit şeklindeki dalıcı ucun belirli bir yük altında ve belirli bir süre 

uygulanması ile malzeme yüzeyinde meydana getirdiği izin büyüklüğü ile ilgili bir 

değerdir. 

Meydana gelen iz. taban köşegeni (d) olan kare bir piramittir ve tepe açısı dalıcı ucun 

tepe açısının aynıdır = (136°). Vickers sertlik değeri, kg olarak ifade edilen deney 

yükünün (mm²) olarak ifade edilen iz alanına bölümüdür. 

Vickers sertlik değeri işareti ile beraber bazen uygulanan yük ve yükün uygulama 

zamanını belirten sayısal işaretlerde ilave edilir. Örneğin; VSD /30 /20, /30 kg.'lık yükün 

20 saniye süre ile uygulanması sonucu elde edilen Vickers sertlik değerini gösterir. 

Deneyden sonra Vickers sertlik değerini bulmak için kare şeklindeki izin köşegenlerini 

hassas, bir şekilde ölçmek gerekir. Bu ölçme, alete ilâve edilmiş metalürji mikroskobu 

sayesinde yapılmaktadır; numune üzerinde meydana getirilen izin görüntüsü mikroskop 

yardımıyla ölçme ekranına aktarılır. Ölçme ekranındaki hareketli iki cetvel yardımıyla 

köşegenlerin uzunlukları hassas bir şekilde ayrı ayrı ölçülüp ortalaması alınır. 

Vickers sertliği ölçüsü, geniş çubuklardan saçlara kadar her ölçüde malzeme çeşidine 

uygulanabilir. Genel olarak numunelerin alt ve üst yüzeyleri, yük bindiği zaman numune 

hareket etmeyecek veya kaymayacak şekilde düz olmalıdır. Kalınlık olarak da, piramit 

dalıcı ucun, numunenin öbür yüzeyinde bir çıkıntı meydana getirmeyecek derecede kalın 

olması yeterlidir.

7.1.4. Mikro - Sertlik Deneyi: 

Bu deney, özellikle çok küçük numunelerin ve ince saçların sertliklerini ölçmede 

elverişlidir. Karbür ize, dekarbürize ve azotla sertleştirilmiş yüzeylerle, elektrolitik olarak 

kaplanmış malzemelerin sertlilikleri de bu deney ile tespit edilebilir. Ayrıca, metalik 

alaşımlarda fazların sertliklerinin tespitinde, segregasyonların ve cam, porselen, metalik 

karbürler gibi çok sert ve kırılgan malzemelerin sertliklerini ölçmede de kullanılır. Deney 

malzemesinin sertliğine göre seçilen uygun yükler için, batıcı ucun malzemeye girdiği 

derinlik hiç bir zaman “l” mikronu geçmez. 

Mikro - sertlik aleti hassas bir alet olup kontrolü otomatiktir. Diğer sertlik ölçme 

aletlerinden farklı olan yanı, aletin komple metal mikroskobunu ihtiva etmesidir. 

Sertliği ölçülecek numune mikroskobun tablasına oturtulur ve okülerde net görüntü elde 

edinceye kadar mikroskop tablası hareket ettirilir. Bundan sonra mikroskop tablası elle, 

sertlik ölçen kısmın altına getirilir ve düğmeye basarak sertlik ölçen ucun hareketi 

sağlanır. Uç, otomatik olarak numuneye batar ve 20 saniye sonra yine otomatik olarak 

geriye döner. Böylece numunenin üzerinde bir iz elde edilir. izin boyutlarını ölçmek için 

mikroskobun tablası yine elle objektifin altına getirilir ve okülerden iz gözlenir. Oküler 

üzerindeki özel taksimat ile izin boyutları tespit edilir. 

Mikro – sertlik deneyi için iki standart uç kullanılır. Birincisi 136º’lik tabanı kare olan 

piramit uç (vickers ucu)dur. Diğeri ise knoop ucu diye bilinen 172º 30’lik piramit ucudur. 

[1] 

136º’lik uç malzeme üzerine kare şeklinde iz bırakmasına rağmen, knoop ucu eşkenar 

dörtgen şeklinde bir iz bırakır. 

7.1.5. Endüstride Kullanılan Değişik Sertlik Ölçme Yöntemleri : 

Şimdiye kadar incelenen sertlik ölçme yöntemleri laboratuar tipi olup, «statik sertlik 

ölçme yöntemleri» diye adlandırılırlar. Bu yöntemlerde, özel numunelerin hazırlanması 

gerekir. Endüstride sertlik ölçmelerinin daha seri ve daha hızlı yapılması istenir. Bazı 

hallerde de ya parçadan numune çıkarma imkanı yoktur veya sertliğin çok büyük parçalar 

üzerinde ölçülmesi gerekir. Bu tipteki sertlik ölçmelerini gerçekleştirebilmek için endüstri 

tipi cihazlar geliştirilmiştir. 

Endüstri tipi sertlik ölçme yöntemleri genellikle «dinamik sertlik ölçme yöntemleri» diye 

tanımlanırlar. Çok değişik türdeki cihazları çalışma prensibine göre iki ana grupta 

toplamak mümkündür. 

a. Darbe etkisi ile sertlik ölçen cihazlar 

b. Sıçrama miktarı ile sertlik ölçen cihazlar 

Birinci grupta, Brinell deneyine benzer bir yol izlenip Brinell değerleri hesaplanır, ancak 

burada kuvvet darbe şeklinde uygulanır. Batıcı uç genellikle çelik bir bilya olup, darbenin 

etkisi ile numune yüzeyinde bir iz bırakır, iz çapı 0,1 mm hassasiyetle ölçülerek önceden 

hazırlanmış eğri veya tablolar yardımı ile statik Brinell sertlik değerlerine geçilir. Statik 

Brinell sertlik değerlerine geçebilmek için her cihaza ait çevrim eğrileri veya tabloları 

önceden deneysel olarak hazırlanır. Bu yöntemle genellikle 400 Brinell'in altındaki 

sertlikler ölçülebilir. 

Bu gruptaki cihazların en tanınmışı ve en yaygın kullanılanı «poldi» çekiçli sertlik ölçme 

cihazıdır. 

ikinci grupta numune üzerine, belirli bir yükseklikten düşürülen küçük bir ağırlık, numune 

yüzeyinde daha çok elastik bir deformasyon yaparak geriye sıçramaktadır. Sıçrama 

miktarı, düşen cismin numuneye çarpmasından sonraki elastik enerji miktarı ile orantılı 

olup, sertlik ölçmede kriter olarak kullanılmaktadır. Bu açıklamalar sonucunda, yumuşak 

malzemelerde sıçrama daza az, sert malzemelerde sıçrama daha fazla olacaktır.

Bu cihazlarda batıcı uç olarak su verilmiş çelik bilya veya küresel elmas uç kullanılır ve 

bunlar düşen ağırlığın alt yüzeyine tutturulur. Sıçrama miktarını kolaylıkla ölçmek için 

gösterge üzerinde hareket edebilen seyyar ibreden faydalanılır. 

Sıçrama miktarına göre sertlik ölçen cihazlar içinde en çok tanınan ve yaygın olarak 

kullanılanı, «Shore Skleroskobu»dur. 

Bu tip cihazların en önemli avantajı iz bırakmadan sertlik ölçme imkanını ve çok geniş bir 

yüzeyde sertlik dağılımını ölçebilme kolaylığını sağlamasıdır. 

Yukarıda anlatılan dinamik sertlik ölçme yöntemleri dışında endüstride farklı prensiplerle 

çalışan sertlik ölçme yöntemleri de mevcuttur. Bunlar içinde önemli bir yöntem bilinen 

sertliklerde uçlar taşıyan bir seri kalemle sertlik tayin etmektir. Bu yöntem genellikle sert 

malzemelere uygulanır. Kalemler artan sertlik sırasına göre numune yüzeyine sürtülüp 

malzemenin çizilip çizilmediği kontrol edilir. Malzemenin sertliği, numuneyi çizen ilk 

kalemle ondan, önceki kalemin sertliği arasındadır. 

Endüstriyel tipteki cihazlarda sertlik ölçümü, laboratuar tipi statik sertlik ölçme 

cihazlarına oranla daha kabadır zira deneyin yapılışı esnasında küçük hatalar yapmaktan 

genellikle kaçınılmamaktadır.

ÇELİK ÇEŞİTLERİ 

Çeliklerin Karbon Oranına Göre Sınıflandırılması 

Düşük Karbonlu Çelikler 

Bu celikler, % 0,25 oranına kadar karbon içerirler ve çok yumuşak ve yumuşak 

çelikler olmak üzere iki gruba ayrılırlar. 

a. Çok Yumuşak Çelikler: % 0,07 ile % 0,15 arasında karbon içerirler ve soğuk 

şekillendirmeye elverişlidirler 

b. Yumuşak Çelikler: % 0,15 ile % 0,25 oranında karbon içerirler Çok yaygın 

olarak kullanılan alaşımsız çeliklerdir.Çok iyi kaynak edilebilirler ancak su 

verme yöntemiyle iyi sertleştirilemezler. 

Orta Karbonlu Çelikler 

Bu çelikler, % 0,25 ile % 0,55 oranları arasında karbon içerirler. Isıl işlem 

için çok uygun çeliklerdir. Yani, bu çeliklerin yapı ve özellikleri ısıl işlemle 

büyük ölçüde değiştirilebilir. Bu çelikler, karbon oranlarına göre genel 

dövme çelikleri, mil çelikleri ve aşınmaya dayanıklı çelikler olmak üzere üç 

gruba ayrılır 

a. Genel Dövme Çelikleri: % 0,25 ile % 0,35 arasında karbon içerirler. 

b. Mil Çelikleri: % 0,35 ile % 0,45 oranları arasında karbon içerirler. Mil, tel ve 

dingil yapımında kullanılırlar 

c. Aşınmaya Dayanıklı Çelikler: % 0,45 ile % 0,55 arasında karbon içerirler. Ray, 

ray tekerleği, silindir ve pres kalıplarının yapımında kullanılırlar. 

Yüksek Karbonlu Çelikler 

% 0,55 ile % 0,9 arasında karbon içerirler. Yüksek mukavemet ve aşınma 

dirençi gerektiren yerlerde kullanıllırlar. Kullanım alanına örnek olarak, pres 

kalıp blokları gösterilebilir. 

Yüksek Karbonlu Takım Çelikleri 

Bu çelikler % 0,9 ile % 1,6 oranları arasında karbon içerirler. Yüksek aşınma 

direnci ve yüksek mukavemet gerektiren yerlerde kullanılırlar. Kullanım 

yerlerine örnek olarak torna kalemi ve matkap uçları verilebilir. 

Çeliklerin Kimyasal Bileşim Esas Alınarak Sınıflandırılması 

1. Alaşımsız Çelikler 

C harfi ve ortalama yüzde karbon oranının yüz katı ile gösterilirler. Örneğin, 

bileşiminde % 0,35 karbon bulunan alaşımsız ve sakinleştirilmiş oksijen 

konverter çeliği: OS C 35 şeklinde gösterilir. Ortalama karbon oranı % 0,45 

olan alışımsız çelik C 45 şeklinde gösterilir. Karbon (C) işaretinden sonra 

gelen küçük harfler ise alaşımsız çeliğin türünü gösterir. Örneğin; ortalama

karbon oranı % 0,45 olan alaşımsız asal çelik Ck 45 şeklinde, % 0,53 

oranında kabon içeren ve yüzeyi sertleştirilebilen alaşımsız çelik ise Cf 53 

şeklinde gösterilir. 

2. Alaşımlı Çelikler 

Alaşımlı çelikler alaşım miktarına göre veya esas alaşım elementine göre 

sınıflandırılabilir. 

2.1 Alaşım Miktarına Göre 

a. Az Alaşımlı Çelikler: Bu tip çeliklerin gösteriminde C işareti kullanılmaz. 

Ortalama yüzde karbon oranının yüz katı yazıldıktan sonra, oran sırasına göre 

alaşım elementlerinin simgeleri ve bu elementlerin Tablo 1 deki ve katsayılarla 

çarpılarak tam sayıya yuvarlatılmış ortalama yüzde oranları belirtilir. 

Tablo 1 Az alaşımlı çeliklerin Türk Standartları’na göre gösteriminde kullanılan 

katsayılar. 

Alaşım Elementi Katsayısı 

Cr, Co, Mn, Ni, Si, W 

4 

Al, Be, Cu, Pb, Mo, Nb, Ta, Ti, 

V, Zr 

10 

P, S, N, Ce, C 

100 

B 

1000 

Örneğin bileşiminde % 0,20 C ve % 1,25 Mn bulunan az alaşımlı 

çelik 20 Mn 5, bileşiminde % 0,15 C ve % 0,75 Cr bulunan az 

alaşımlı asal çelik 15Cr3 ve bileşiminde % 0,15 C, % 1 Cr ve % 0,40 

Mo bulunan az alaşımlı çelik ise 15 Cr Mo 44 şeklinde gösterilir. 

b. Otomat Çelikleri: Karbon oranı az alaşımlı çeliklerde olduğu gibi yazılır. 

Çelikte S, Mn, Pb ve P elementlerinden hangileri varsa bu sırayla gösterilir ve 

yanlız kükürdün ortalama yüzde oranı yüz ile çarpılarak belirtilir. Örneğin; 

bileşiminde % 0,45 C, % 0,20 S ve % 0,15 - % 0,30 Pb bulunan otomat çeliği 

45SPb20, bileşiminde % 0,09 C, % 0,15 - % 0,30 S, % 0,90 - % 1,30 Mn ve % 

0,15 - % 0,30 Pb bulunan otromat çeliği ise 9SMnPb23 şeklinde gösterilir. 

c. Yüksek Alaşımlı Çelikler: Yüksek alaşımlı çeliklerin gösterimi için en başta X 

harfi kullanılır. Karbon oranı, az alaşımlı çeliklerde olduğu gibi yazılır ve 

alaşım elementlerinin herbirinin gerçek yüzde oranı kendi simgesinden sonra 

belirtilir. İkinci derecede önemli olan alaşım elementlerinin oranları 

gösterilmeyebilir. Örneğin; bileşiminde % 0,08 C, %18Cr ve % 8 Ni bulunan 

yüksek alaşımlı çelik X 8 Cr 18 Ni 8 şeklinde gösterilir. 

2.2 Esas Alaşım Elementine Göre

a. Manganlı Çelikler: Mangan bütün ticari çeliklerin, oksijeni gidermek 

ve kükürtle karıştırılarak küresel MnS oluşturmak için % 0,25’den - % 

1’e kadar bir dizi şeklinde eklenir. Manganın maliyet üzerindeki artış 

etkisi ile bağlantılı olarak mukavemetteki artış göz önünde tutulursa diğer 

alaşım elementlerine göre en etkili olan mangandır. Bu nedenle yumuşak 

çelikten daha yüksek dayanım ve kaynaklanabilirlik gerektiğinde, % 1.6 - 

% 1.9 arasında Mn içeren çelikler yaygın olarak kullanılmaktadır. Düşük 

alaşımlı manganlı çeliklerin AISI 13xx serisi % 0.30’dan % 0.45’e varan 

karbon ve % 1.75 mangan nominal düzeyine sahiptir. Bu 13xx çelikleri 

sade karbonlu çelik karşılıklarında daha yüksek dayanıma ve 

sertleştirilebilme özelliğine sahiptir ve dingiller, şaftlar, vitesler ve 

otomobiller için hareket kolları ve tarım aletleri için kullanılırlar. 

13xx alaşımlı çeliklerin sertleşebilme özelliği 13xx sade karbon 

çeliklerden biraz daha yüksektir. Bu da 13xx alaşımlarında mangan 

içeriğinin nominal % 1.75’e çıkmasının bir sonucudur. 1340 alaşımının 

IT diyagramı Şekil 4.10’da gösterilmiştir. 1340 alaşımlarının IT 

diyagramları birbirleri ile karşılaştırıldığında 1340 alaşımında dönüşüm 

sınırları biraz sağa doğru taşınmıştır. Mangan difüzyon hızını azaltarak, 

östenitin, ferrite – perlite dönüşümünü yavaşlatır. Bu nedenle, karbonlu 

çeliklerin sertleştirilebilme özelliğinde artış olur. Aynı zamanda mangan 

karbonlu çeliklerdeki perliti incelterek dayanımlarını da yükseltir. 

Manganın perliti inceltme davranbışı Şekil 4.11’de östenitlenmiş ve 

havada soğutulmuş AISI 1340 çeliği mikroyapısında açık bir şekilde 

görülmektedir. 

Karbonlu çeliklerin mangan miktarı yaklaşık % 2’yi aştığında çelik 

kırılganlaşır. Buna karşın mangan içeriği yaklaşık % 12’ye ve karbon 

içeriği yaklaşık % 1.1’e yükseldiğinde çelik östenitik durumdan hızlı 

soğutulursa östenitik yapı oda sıcaklığında dönüşmeden kalır. Hadfield 

manganlı çeliği olarak bilinen bu alaşım 1982’de geliştirilmiş ve ilk 

yüksek alaşımlı çelik olmuştur. Östenitik şartlardaki bu çelik yüksek bir 

hızda pekleştiği için özellikle yüksek darbe gerilimleri altında aşınmaya 

karşı dirençlidir. 

Sade karbonlu çeliklerin mukavemetlendirilmesinde maganın etkisi 

üç kısma ayrılabilir. Bunlar, katı eriyik mukavemetlenmesi, tane boyutu 

inceltme ve perlit oranını arttırma etkileridir. Mangan östenit ve ferrit 

içinde eriyebilir ve katı eriyik mukavemetlenmesiyle karbonlu çeliklerde 

ferriti mukavemetlendirebilir. % 0.015 karbon çeliği için % 2’ye kadar 

mangan içeriğinin bir fonksiyonu olarak mukavemetlenme uzantısı Şekil 

4.12’de gösterilmiştir. Manganın perliti inceltme ve perlit oranını arttırma 

etkisi Şekil 4.12’de gösterildiği gibi düşük karbonlu çeliklerin 

mukavemetini oldukça arttırır. Bir 1340 çeliğinin temperlenmesi üzerine 

sertlikteki artışta % 1.75 Mn’nin tüm etkisinin 1040 karbonlu çeliği ile

karşılaştırılması Şekil 4.13’de gösterilmiştir. 1330 ve 1340 alaşımlarının 

su verme ve temperlenmeden sonraki mekanik özellikleri Tablo 4.5’de 

1340 çeliğinin normalleştirme ve tavlamadan sonraki mekanik özellikleri 

ise Tablo 4.6’da verilmiştir. 

b. Molibden Çelikleri: Dayanımı ve sertleşebilirliği iyileştirmek için sade 

karbonlu çeliklere küçük miktarlarda molibden eklenir. Tablo 4.10’da hali 

hazırda kullnılan düşük alaşımlı molibdenli çeliklerin 40xx serilerinin 

kimyasal kompozisyonları ve uygulamaları verilmiştir. Bu çeliklere eklenen 

molibden miktarı (ve hemen hemen bütün standart alaşımlı çeliklere) 

yaklaşık %0.25’le sınırlandırılmıştır. Çünkü bu miktarın deneysel olarak 

iyileştirilmiş tokluk, sertleşebilirlik ve daynım özellikleri için optimum 

olduğu bulunmuştur. 

40xx serilerinin düşük laşımlı çelikleri öncelikle oto endüstrisinde karbürleme 

sınıfları olarak kullanılırlar. Bu çelikler yoğunlukla olarak arka aks dişlileri ve 

otomatik güç aktarma parçaları için kullanılırlar. 

4047 alaşımı, en dayanıklı ve sertleşebilir olduğu için alaşımlı çelik serileri için 

örnek olarak alınacaktır. 

ferrit + perlit dönüşümü sürekli soğuma dönüşüm diyagramında (Şekil 

4.19) esasen sağa, aşağıya kaydırır. Sonuç olarak arttırılmış beynitik 

oluşum miktarı üretilir. Alaşımsız % 0.40 C çeliği östenitleme 

sıcaklığından soğutulduğunda normal olarak ferrit ve perlite dönüşür. 

Sadece hızlı soğuma ile orta (beynitik) yapıları oluşturulabilir. 

Başlangıçta %0.25 Mo - %0.47 C çeliği difüzyon kontrollü östenit 

Havada soğutulmuş 4047 alaşımının (kesit ½ inç) mikro yapısı ötektoid 

öncesi ferrit ve ince perlitten oluşmuştur (Şekil 4.20). Bu alaşım için 

östenitleme sıcaklığından soğuma hızı, fırında soğutmada olduğu gibi 

düşürüldüğünde Şekil 4.21’de göstewrildiği gibi perlit kabalaşır. 

% 0.25 molibdenin 1040 karbon çeliğine eklenmesi temperleme 

sırasında yumuşama işlemini Şekil 4.22’de gösterildiği gibi bir miktar 

engeller. Büyük molibden atomları Fe3C’e girer ve difüzyonu 

engelleyerek Fe3C’nin birleşme hızını yavaşlatır. Buna karşın 4047 

alaşımındaki molibdenin küçük miktarı temperleme sıcaklığının 

arttırılmasıyla dayanımda hızlı bir düşüşe neden olmaz. (Şekil 4.22) 4047 

alaşımının sertleşebilirliği aynı karbon içeriğiyle yalnızca sade karbonlu 

çeliklerin biraz üzerine yükseltilir. 

d. Krom – Molibden Çelikleri: 41xx alaşım serisinin oluşturmak için küçük 

miktarda (% 0.13 – 0.20) molibdenin yanı sıra % 0.5 – 0.95 oranında krom 

eklenir. Krom eklenmesi aynı karbon miktarına sahip sade karbonlu çeliklerin 

sertleşebilirlik, mukavemet ve aşınma direncini daha da arttırır. Buna karşın

düşük alaşımlı yapı çeliklerine kromunilave edilmesi bu çeliklerin aynı şartlar 

altında temper kırılganlığına hassasiyet eğilimini arttırır. Tablo 4.11’de çok 

önemli 41xx alaşım çeliklerinin kimyasal komposizyonları ve tipik 

uygulamalrı verilmiştir. 

Krom ve molibdenli düşük alaşımlı çelikler iyileştrimiş 

sertliklerinden dolayı martenzit oluşturmak için suda soğutmanın 

yerine yağda soğutulabilir. Yağda soğutma yavaş olduğu için sıcaklık 

gradyantları ve hacimce çekilmeden kaynaklanan iç gerilimler ve su 

verme sırasındaki genleşme, çarpılma ve çatlak eğilimleri azaltılabilir. 

4140 alaşımının sürekli soğutma dönüşüm diyagramı Şekil 

4.24’de gösterilmiştir. % 0,40 C çeliğinin faz dönüşümünü modifiye 

etmekte molibdenin etkisi kromun ilavesi ile özellikle de bu miktar % 

0,7’yi aştığında genişletilmiştir. Östenitten martenzite ve östenitten 

beynite dönüşüm için sıcaklık ve zaman aralığı genişletilmiş ve krom 

ilavesiyle Bs sıcaklığı düşürülmüştür. Çelik alaşımının sertleşebilirliği 

de krom ilavesi ile artırılır ve krom – molibdenli çelik alaşımlarında 

östenitten perlite dömüşümde büüyk bir erteleme vardır. Şekil 4.24 

4140 CCT diyagramını Şekil 4.19 – 4047 karşılaştırınız. 

4140 alaşımının mikro yapısı blok ferrit ve kaba perliti 

sınırlayan ferritten oluşmuştur (Şekil 4.25). 843 °C’de östenitlemeden 

ve yağda soğutmadan sonra martensitik bir yapı (Şekil 4.26) ve 315 

°C’de müteakip temperleme ince temperlenmiş martensitik yapı 

oluşturur. (Şekil 4.27). ne yazık ki optik mikroskopta bu alaşımların 

ince yapısını çok az kısmı gösterilmiştir. Krauss Materkowski ve 

Schupmann TEM mikroskopu kullanarak düşük alaşım çeliklerinin 

ince mikro yapısı hakkında daha çok bilgi elde etmişlerdir. 

Bu araştırmacılar düşük laşımlı çeliklerde çıta martenzit olarak 

adlandırılan martenzitin ince birim paketlerinden oluştuğunu 

göstermişlerdir (Şekil 4.28). bir paketteki çitaların veya birimlerin 

yönlenmesi sınırlandırılır ve genellikle bir paketteki büyük çitaların 

hacimleri sadece bir yönlenmeye sahiptir. 

d. Nikel – Krom – Molibdenli Çelikler 

e. Nikel – Silisyum – Krom – Molibden Çelikleri 

Çeliklere Uygulanan Isıl İşlemler 

Genel anlamda ısıl işlem; metal veya alaşımlara istenilen özellikleri 

kazandırmak amacıyla katı halde uygulanankontrollü ısıtma ve soğutma işlemleri 

olarak tanımlanır. Isıl işlemin Türk Standartlarındaki (TS 1112) tanımı ise; katı 

haldeki metal veya alaşımlara belirli özellikler kazandırmak amacıyla bir veya

daha çok sayıda, yerine göre birbiri peşine zamanlanarak uygulanan ısıtma ve 

soğutma işlemleri olarak verilmektedir. 

Çeliklere uygulanan bütün temel ısıl işlemler östenit fazının dönüşümü ile 

ilgilidir.Dönüşüm ürünlerinin türü, bileşimi ve metalografik yapısı çeliğin 

fiziksel ve mekanik özelliklerini büyük ölçüde etkiler. Başka bir deyişle; bir 

çeliğin fiziksel ve mekenik özellikleri içerdiği dönüşüm ürünlerinin cinsine, 

miktarına ve metalografik yapısına bağlıdır. 

Çeliğin ısıl işlemine östenitleştirme ile başlanır. Östenitleştirme için çelik 

malzeme, alt krıtik sıcaklık çizgisinin üzerinde bir sıcaklığa kadar ısıtılır. Çoğu 

durumlarda, çeliğin belirlenen belirtilen sıcakliğa kadar ısıtılmasında seçilen 

ısıtma hızı, ısıl işlem çevrimindeki diğer faktörlere göre daha az önem taşır. 

Ancak, çarpılmanın önlenebilmesi için soğuk şekil değişimine tabi tutulmuş, 

yani aşırı ölçüde iç gerilme içeren malzemelerin, gerilmesiz malzemelere göre 

daha yavaş ısıtılması gerekir. Ayrıca, kesit değişikliği gösteren parçaların 

ısıtılması sırasında ince ve kalın kesitlerdeki ısınma veya sıcaklık artış hızları 

arasındaki farklar da dikkate alınmalıdır. Sıcaklık etkisiyle parçada meydana 

gelebilecek çarpılmayı en aza indirmek için, ince kısımların kalın kısımlara göre 

daha yavaş ısıtılması gerekir. Isıl işlem sırasındaki hasar riskini azaltmak 

amacıyla çelikler genelde yavaş ısıtılırlar. 

Östenitleştirme; çeliğin alt kritik sıcaklık çizgisinin üzerindeki uygun bir 

sıcaklığa kadar yavaşça ısıtılıp, yapısının tamamen östenite dönüşmesine kadar 

tavlanması anlamına gelir. Ötektoid altı çelikler üst kritik sıcaklık çizgisinin 40 – 

60 °C üzerindeki sıcaklıklarda östenitleştirme işlemine tabi tutulurlar. Üst kritik 

sıcaklık çizgisinin altındaki sıcaklıklarda ise çelik içerisinde ötektoid dışı ferrit 

bulunur ve bu fazın oranı çeliğin karbon oranına bağlıdır. Ötektoid dışı ferrit su 

verme işleminden sonra da yapıdan aynen kaldığından, çelik içersinde yumuşak 

bölgelerin oluşmasına neden olur ve böylece malzemenin sertleşmesi engellenir. 

Ötektoid üstü çelikler ise, alt kritik sıcaklık çizgisi ile bu çeliklere üst kritik 

sıcaklık çizgisi(Acm) arasındaki sıcaklıklarda östenitleştirilir. (Acm) çizgisi ani 

olarak yükseldiğinden, bütün yapıyı östenitleştirmek için çok yüksek sıcaklıklara 

cıkmak gerekir. Ancak, östenitleştirme işleminin çok yüksek sıcaklıklarda 

yapılması durumunda çelikte çarpılma, çatlama, oksidasyon dekarbürizasyon ve 

tane büyümesi gibi istenmeyen durumlar meydana gelebilir. Bu nedenle çelikler 

olabildiğince düşük sıcaklıklarda östenitleştirilirler. 

1. Yumuşatma Tavı 

Genel anlamda; istenilen yapısal, fiziksel ve mekanik özellikleri elde etmek 

ve talaş kaldırmayı veya soğuk şekillendirmeyi kolaylaştırmak amacıyla metal 

malzemelerin uygun sıcaklıklara kadar ısıtılıp, gerekli değişiklikler sağlanıncaya

kadar bu sıcaklıkta tutulması ve sonradan yavaş soğutulması işlemine tavlama 

denir. 

Şekil 1.1 Tavlama işleminin şematik gösterimi 

Yumuşatma tavı ise sertliği azaltmak, talaş kaldırmayı kolaylaştırmak veya 

döküm ve dövme parçalarındaki iç gerilimleri gidermek amacıyla, ötektoid altı 

çelikleri (Ac3) ötektoid üstü çelikleri ise (Ac1) çizgilerinin üzerindeki belirli 

sıcaklıklara kadar ısıtıp, iç yapılarını östenite dönüştürdükten sonra fırın 

içerisinde tutarak çok yavaş soğutma işlemidir. Tavlama işlemi, bazı çeliklerde 

tane küçültmek ve çeliklerin elektrik ve manyetik özelliklerini iyileştirmek 

amaçları için de uygulanır. Östenitleştirmeden sonraki soğuma işlemi çok yavaş 

olduğundan, yumuşatma tavı için demir – sementit (Fe - Fe3C) denge diyagramı 

kullanılabilir. 

% 0,2 C içeren iri taneli ötektoid altı bir çelik parçanın tanelerinin tavlama 

işlemi ile nasıl inceldiğini işleyelim. Tavlama işlemi sırasında söz konusu çeliğin 

iç yapısında meydana gelen değişimler Şekil 1.2’de gösterilmiştir. İşlemin 

değişik aşamalarında çelik parçada oluşan iç yapılar aşağıda verilmektedir. 

a. İlk veya orjinal yapı iri ferrit ve perlit tanelerinden oluşmaktadır. 

b. Ac1 çizgisinin hemen üzerindeki bir sıcaklıkta perlit ince taneli 

östenite dönüşürken, ferrit yapıda aynen kalır. 

c. Ac3 çizgisinin üzerindeki sıcaklıkta yapı tamamen ince taneli östenite 

dönüşür. 

d. Parça oda sıcaklığına soğutulduğununda, ince ferrit taneleri ile küçük 

perlit bölgelerini içeren bir iç yapı oluşur. 

% 0,2 C içeren iri taneli çelik parçanın Ac1 sıcaklığına kadar ısıtılması sırasında 

iç yapıda herhengi bir değişme olmaz. Ac1 sıcaklığında ise perlit bölgeleri 

ötektoid reaksiyon sonucunda ince taneli östenite dönüşür. Ancak ferrit taneleri 

değişmeden yapıda aynen kalır. Çelik bu sıcaklıktan soğutulursa tane boyutunda 

herhengi bir değişme olmaz. Ac1 ile Ac3 sıcaklıkları arasında ısıtmaya devam 

edildiğinde, iri ferrit taneleri ince östenit tanelerine dönüşür. Ac3 sıcaklığının 

üzerindeki sıcaklıklarda ise, çeliğin iç yapısı tamamen ince taneli östenite 

dönüşür. Bundan sonra bu çelik fırında soğutulduğunda, ötektoid dışı ince ferrit 

taneleri kaba lamelli perlit bölgelerinden oluşan bir iç yapı elde edilir. Buradan; 

ötektoid altı çeliklerin yumuşatma tavına tabi tutulabimeleri için Ac3 çizgisinin 

üzerindeki uygun sıçaklıklarda tavlanmalarının gerekli olduğu sonucu 

çıkmaktadır.

Şekil 1.2 % 0,2 C içeren çeliğin iç yapısında tavlama işlemi sırasında 

meydana gelen değişimlerin şemtik gösterimi. 

Ötektoid üstü çelikler Ac3,1 çizgisinin yaklaşık 50 °C üzerindeki 

sıcaklıklarda östenitleştirme işlemine tabi tutulurlar. Bu sıcaklıklarda tutulan 

çelikler, östenit ve sementit fazlarını içerir. Bu sıcaklıklardan çeliklere su 

verildiğinde sementit parçaçıkları yapıda aynen kalır. Yapıdaki sementit fazı 

sertliği azaltmadığı gibi, çeliklerin aşınma dirençlerinide artırır. Bu nedenle 

ötektoid üstü çeliklerin tamamen östenitleştirilmesine gerek yoktur. 

Mn ve Ni gibi alaşım elementleri Ac1 sıcaklığını düşürdükleri gibi, denge 

denge diyagramının ötektoid noktasınıda sola, yani düşük karbon oranına doğru 

kaydırırlar. Bu alaşım elementleri, ötektoid altı çeliklerin östenitleştirme 

sıcaklığını da düşürürler. Bazı alaşım elementleri ise Ac1 sıcaklığını yükseltir. 

Genelde, alaşım elementleri östenit oluşum hızını azaltırlar. 

Ötektoid altı çeliklerin sağlıklı biçimde ısıl işleme tabi tutulabilmeleri için 

önce homojen bir östenit yapıya sahip olmaları gerekir. Bunun için, 

östenitleştirme sıcaklığına kadar ısıtılan çelik mazemelerin her 25 mm’ si için bir 

saatlik bir süre o sıcaklıkta tavlanmaları tavsiye edilir. Çelikler için tavlama 

sıcaklık aralıkları Şekil 1.3’ deki diyagram üzerinde gösterilmiştir. 

Şekil 1.3 Alaşımsız çeliklere uygulanan yumusşatma, normalizasyon, 

küreselleştirme ve sertleştirme işlemleri için tavlama sıcaklık aralıkları 

Ötektoid altı çeliklerin yumuşatılması için tavlama işlemi, Ac3 çizgisinin en az 

10 °C üzerindeki sıcaklıklarda yapılır. Yumuşatma tavına tabi tutulan ötektoid altı 

çelikler ötektoid dışı ferrit ile kaba lamelli perlitten oluşan bir yapı sergilerler. Bu 

çeliklere ait tipik bir iç yapının şematik resmi Şekil 7.4’ de görülmektedir. 

Şekil 1.4 Yumuşatma tavına tabi tutulan ötektoid altı çeliklerde tipik bir iç 

yapının şematik resmi 

Ötektoid üstü çelikler ise Ac3,1 çizgisinin en az 10 °C üzerindeki bir sıcaklıkta 

tavlanırlar. Yumuşatma tavına tabi tutulan ötektoid üstü çeliklerin iç yapıları, kaba 

lamelli perlit alanları ile bunları çevreleyen ötektoid dışı sementit fazından oluşur. 

Bu çeliklere ait tipik bir iç yapının şematik resmi Şekil 1.5 de görülmektedir. Bu 

yapıdaki perliti çevreleyen sementit ağı sert ve gevrektir. İç yapıda kalın ve sert 

tane sınırlarının bulunması, çeliklerin talaşlı yöntemle işlenmelerini zorlaştırır. Bu 

nedenle yumuşatma tavı, ötektoid üstü çeliklere son işlem olarak uygulanamaz. 

Yumuşatma tavına tabi tutulan çeliklerin iç yapılarında bulunan ferrit – perlit veya 

perlit – sementit oranları mealografik yöntemle belirlendikten sonra bu çeliklerin 

yüzde karbon oranları yaklaşık olarak bulunabilir.

Şekil 1.5 Yumuşatma işlemine tabi tutulan ötektoid üstü çeliklerde oluşan iç 

yapının şematik resmi 

2. Normalizasyon Tavı 

Normalizasyon tavı genelde tane küçültme, homojen iç yapı elde etmek ve 

çoğunlukla mekanik özellikleri iyileştirmek amacıyla ötektoid altı çelikleri 

(Ac3) ve ötektoid üstü çelikleri (Acm) dönüşüm sıcaklıklarının yaklaşık olarak 

40 – 50 °C üstündeki sıcaklıklara kadar ısıtıp, tavladıktan sonra fırın dışındaki 

sakin havada soğutma işlemidir. Normalizasyon tavının belli başlı amaçları: 

a. Tane küçültmek 

b. Homojen bir yapı elde etmek 

c. Ötektoid üstü çeliklerde tane sınırlarında bulunan kabür ağını tağıtmak 

d. Çeliklerin işlenme özelliklerini iyileştirmek 

e. Mekanik özellikleri iyileştirmek 

f. Yumuşatma tavına tabi tutulmuş çeliklerin sertlik ve mukavemetlerinin 

artırmak şeklinde sıralanabilir. 

Bu nedenlerle normalizasyon tavı, çeliklere uygulanan son ısıl işlem olabilir. 

Normalizasyon tavı için soğutma işleminin fırının dışında ve sakin havada 

yapılması nedeniyle soğutma hızında meydana gelen artış, hem östenitin 

dönüşümünü, hem de en son elde edilen iç yapıyı bir kaç yönden etkiler. Havada 

soğutma dengesiz soğutma olduğundan, normalize edilmiş çeliğin iç yapısında 

bulunan ötektoid dışı sementit ve perlit oranlarını hesaplamak için demir – 

sementit denge diyagramı kullanılmaz. Havada soğutma sırasında ötektoid dışı 

fazların oluşumu için yeterli zaman olmadığından, normalize edilen ötektoid altı 

çelikler yumuşatma tavına tabi tutulan çeliklere göre dahadüşük oranda ötektoid 

dışı ferrit, ötektoid üstü çelikler ise daha düşük oranda otektoid dışı sementit 

içerirler. % 0.5 oarnında karbon içeren çeliğin normalize edilmiş durumdaki iç 

yapısı Şekil 1.6 da görülmektedir. Bu yapıda bulunan ötektoid dışı ferrit, perlit 

alanlarını çevrelemektedir. 

Şekil 1.6 % 0.5 C içeren normalize edilmiş durumdaki iç yapısı 

Havada soğutma işlemi, ötektoid altı çeliklerde ötektoid noktayı sola, yani 

düşük karbon oranına doğru, ötektoid üstü çeliklerde ise sağa, yani yüksek 

karbon oranına doğru kaydırır. Örneğin karbon oranı % 0.5 olan alaşımsız çelik 

yumuşatma işleminden sonra yaklaşık % 62 oranında perlit ve % 38 oranında 

ötektoid dışı ferrit içerir. Aynı çelik normalize edildiğinde; ancak % 10 oranında

ötektoid dışı ferrit içerdiği görülür. Normalizasyon işleminden sonra beyaz 

görünümlü ötektoid dışı ferrit, koyu renkli perlit bölgelerini çevreleyen bir ağ 

oluşturur. 

Yumuşatma tavına tabı tutulan ötektoid üstü çeliklerin yapısında oluşan 

sementit ağının, bu çeliklerin mukavvemetini düşürdüğü bilinmektedir. 

Normalizasyon tavı ötektoid üstü çeliklerdeki sementit ağının parçalanmasını ve 

bazı durumlarda da büyük ölçüde giderilmesini sağlar. Bu nedenle normalize 

edilen çeliklerin mukavemetinde artış görülür. 

Normalizasyon tavında, parçanın havada soğutulması nedeniyle nispeten 

yüksek soğuma hızı elde edilir. Genelde, soğuma hızı arttıkça östenitin dönüşüm 

sıcaklığı düşer ve daha ince perlit elde edilir. Dolayısıyla, normalize edilen 

çelikte yumuşatma tavı görmüş çeliğe göre daha ince ve yüksek oranda perlit 

oluşur. Yumuşatma tavı ve normalizasyon işlemleri sonucunda elde edilen 

perlitik yapılar arasındaki fark Şekil 1.7’de görülmektedir. 

Şekil 1.7 Yumuşatma Tavı ve Normalizasyon İşlemleri Sonucunda Elde 

Edilen Perlitik Yapılar Arasındaki Farkın Şematik Gösterimi 

Ferrit çok yumuşak, sementit ise çok sert bir farktır. Normalize edilen çeliğin 

yapısında bulunan sementit katmanlarının birbirine yakın veya sık olarak 

dizilimleri nedeniyle çeliğin sertliği artar. Yumuşatma tavı ile elde edilen kaba 

perlitin sertliği 10 RSD – C civarında iken, normalize edilen perlitin sertliği 

yaklaşık 20 RSD – C değerine ulaşır. Yukarıda belirtildiği gibi, dengesiz soğuma 

sayılan hızlı soğuma ötektoid noktayı, ötektoid altı çeliklerde düşük karbon 

oranına doğru (sola), ötektoid üstü çeliklerde ise yüksek karbon oranına doğru 

(sağa) kaydırır. Normalize edilen çelikler, yumuşatma tavı gören çeliklerden 

daha ince ve daha yüksek oranda perlitik yapı içerirler. Bu nedenle, normalize 

edilen çeliklerin sertlik ve mukavemeti yumuşatma tavına tabi tutulan çeliklerin 

söz konusu değerlerinden önemli ölçüde yüksek olur. Tablo 1.1’de bazı 

çeliklerin yumuşatma tavına tabi tutulmuş ve normalize edilmiş durumlardaki 

mekanik özellikleri verilmektedir. 

3. Küreselleştirme Tavı 

4. Gerilim Giderme Tavı ve Ara Tavı 

5. Menevişleme 

6. Martemperleme 

7. Ostemperleme 

8. Çeliklere Uygulanan Yüzey İşlemleri

a. Sementasyon 

b. Nitrürasyon 

c. Alevle Yüzey Sertleştirme 

d. Endüksiyonla Sertleştirme

ALAŞIM ELEMENTLERİNİN ÇELİĞE ETKİSİ

You also want an ePaper? Increase the reach of your titles

Delete template?

Save as template?