wrapper


zirkonyumZİRKONYUM

Zirkonyum 702 ve 705 alaşımları, içerisindeki hafniyum oranı %4,5'u geçmemek üzere, %95,5 - %99,2 oranında Zirkonyum ve Hafniyum içerirler. İki alaşım arasında çok az bir fiziksel ve mekanik özellik farkı olmasına rağmen, her ikisi de mükemmel korozyon direnci gösterirler. Zirkonyum 702, saf zirkonyumdur. Zirkonyum 705, mukavemetini artırmak ve şekillendirilebilmesini geliştirmek için niobyum içerir. Tablo-1 de her iki alaşımında kimyasal bileşimi gösterilmektedir. Zirkonyumun içerisinde Hafniyum elementinin olup olmaması, Zirkonyumun fiziksel, mekanik ve korozyon direnci özelliklerini etkilememektedir.

Zirkonyumun oksijene karşı, oda sıcaklığında koruyucu bir oksit tabakası oluşturmasına sebep olan çok yüksek bir çekimi vardır. Bu koruyucu tabaka, Zirkonyuma süper bir korozyon direnci sağlar.

Zirkonyum alaşımları, dondurucu soğuklarda bile çok iyi süneklik gösterirler ve diğer mühendislik malzemelerine kıyasla mukavemetleri de iyidir.

Zirkonyum alaşımları, düşük sıcaklık yumşaklıktan kırılganlığa geçişi sergilemezler.

Alaşım

Zirkonyum 702

Zirkonyum 705

UNS No

R60702

R60705

     

Element

%

%

Zirkonyum + Hafniyum, min

99,2

95,5

Hafniyum, maks.

4,5

4,5

Demir + Krom, maks.

0,2

0,2

Hidrojen, maks.

0,005

0,005

Nitrojen maks.

0,025

0,025

Karbon, maks.

0,05

0,05

Niobyum

-

2,0 – 3,0

Oksijen, maks.

0,16

0,18

Tablo-2 de Zirkonyum alaşımlarının termal özellikleri gösterilmektedir. Zirkonyum alaşımlarının paslanmaz çeliklere oranla %30 daha fazla ısı iletkenliğine sahip olması, Zirkonyumu eşanjör uygulamaları için çok ideal bir malzeme yapmaktadır. Bunun yanında, Zirkonyumun doğrusal ısıl genleşme katsayısının, paslanmaz çeliklerin yaklaşık 3 katı olması da, Zirkonyuma yüksek sıcaklıklarda süper bir ölçüsel kararlılık vermektedir.

 

Zirkonyum 702

Zirkonyum 705

Erime noktası

1852 °C

1840 °C

Özgül ısı, KJ/kg-K (0-100°C)

0,2847

0,2805

Buhar basıncı

   

2000 °C

0,01

-

3600 °C

900

-

Isıl iletkenlik, w/m-°K (BTU/hr-ft-°F), 300-800K

22

17,1

Isıl genleşme katsayısı x 10-6/°C

5,8

3,6

149 °C

6,3

4,9

260 °C

7,0

5,6

371 °C

7,4

5,9

Erimenin gizli ısısı, (cal/gm)

60,4

-

Buharlaşmanın gizli ısısı, (cal/gm)

1550

 

MEKANİK ÖZELLİKLER

Tablo-4 de Zirkonyum alaşımlarının mekanik özellikleri gösterilmektedir. Zirkonyum alaşımlarının esneklik katsayısı, tablo-4 de gösterildiği gibi, hızlı bir şekilde düşmektedir. Zirkonyum alaşımlarının, Nikel ve Demir tabanlı paslanmaz alaşımlara göre %20 daha düşük bir özgül ağırlığı vardır.

 

Zirkonyum 702

Zirkonyum 705

Atom numarası

40 (saf Zr)

 

Atom ağırlığı

91,22 (saf zr)

 

Esneklik katsayısı, GPa (psi x 106)

   

Oda sıcaklığında

99,2

94,7

38 °C

98,6

93,8

93 °C

93,1

90,5

149 °C

86,9

87,3

204 °C

80,7

84,2

260 °C

75,2

81,0

316 °C

69,6

77,8

371 °C

64,1

74,6

Özgül ağırlık, g/cm3

6,51

6,64

Zirkonyum alaşımlarının tavlanmış ve soğuk işlenmiş haldeki mekanik özellikleri aşağıda verilmiştir.

 

ASTM

en düşük değer

Oda sıcaklığı

93 °C

149 °C

204 °C

260 °C

316 °C

Zirkonyum 702 (R60702)

En yüksek çekme dayanımı Mpa

379

468,1

364

303,7

229,6

200,6

197,9

Akma dayanımı, Mpa

207

321,1

267,5

195,8

139,3

128,9

97,2

Uzama, %

16

28,9

31,5

42,5

49

49

40,1

Zirkonyum 705 (R60705)

En yüksek çekme dayanımı Mpa

552

615

494,7

338,9

369,3

326,1

299,7

Akma dayanımı, Mpa

379

506,1

390,7

272,3

261,8

195,8

190,2

Uzama, %

16

18,8

30,5

31,7

33

28,9

29

ZİRKONYUM KOROZYON DİRENCİ

KLORÜR ÇÖZELTİLERİ

Deniz suyu gibi klorür tuzu çözeltileri birçok metali çok sert şekilde korozyona uğratırken, Zirkonyum bu çözeltilere karşı çok dirençlidir.

Okyanus suyunda, 275 gün ve 200 C sıcaklığa kadar Zirkonyum üzerinde yapılan test sonuçları aşağıda verilmiştir.

Sıcaklık

Süre

Korozyon oranı (mm/yıl)

Karıncalanma veya çatlak korozyonu

10 - 15

129

nil

Yok

Kaynar durumda

275

nil

Yok

200

29

nil

Yok

Deniz suyundaki performasına ek olarak, Zirkonyum çok çeşitli klorür tuzu çözeltilerinde de çok üstün korozyon direnci göstermiştir. Zirkonyum birçok durumda, yüksek çözelti oranlarında ve 100 C üzerindeki sıcaklıklarda da korozyon direncini sürdürmektedir.

Çözeltideki klorür

Karışım oranı %

Sıcaklık (C)

Aşınma oranı (mm/yıl)

Aluminyum

5, 10, 25

35 - 100

<0,0254

Amonyum

1, 10, doygun

35 - 100

<0,0254

Baryum

5, 20

35 - 100

<0,0254

Kalsiyum

5, 10, 25

35 - 100

<0,0254

Kalsiyum

70

Kaynar durumda

<0,0254

Bakır

 

35 - Kaynar durumda

>1,27

Demir

 

35 - Kaynar durumda

>1,27

Magnezyum

5, 40

35 - 100

<0,0508

Magnezyum

47

Kaynar durumda

<0,0254

Mangan

5, 20

35 - 100

<0,0254

Civa

1, 5, 10, doygun

35 - 100

<0,0254

Nikel

5, 20

35 - 100

<0,0254

Nikel

30

Kaynar durumda

Kilo artışı

Potasyum

Doygun

60

<0,0254

Sodyum

3 - doygun

35 - Kaynar durumda

<0,0254

Kalay

5

100

<0,0254

Kalay

24

Kaynar durumda

<0,0254

Çinko

5, 20

35 - Kaynar durumda

<0,0254

Çinko

70

Kaynar durumda

Kilo artışı

FORMİK ASİT

Saf halde formik asit bir çok alaşımın korozyona uğramasına sebep olur. Aşındırıcı bir madde olarak formik asit, eğer içerisine oksitleyici bir madde eklenmemişse, paslanmaz çeliği korozyona uğratır. Nikel alaşımlarıda oksitleyici madde varsa korozyon saldırısına uğrar. Zirkonyum ve diğer alaşımların test sonuçları aşağıda verilmiştir.

Formik asit

Zirkonum 702

316 paslanmaz çelik

Alloy B-2

Alloy C-276

%

K*

KD*

K*

KD*

K*

KD*

K*

KD*

50

<0,00254

<0,00254

0,6096

0,635

0,02286

0,0254

0,0508

0,04572

70

0,00254

<0,01778

0,4826

0,4826

0,06858

0,06858

0,05842

0,04826

98

<0,00254

<0,00254

0,12446

0,12954

0,04318

0,04318

0,02286

0,02032

Aşınma oranı, mm/yıl

Farklı kimyasal özelliklerdeki aşındırıcı ortamlara karşı direncini göstermek için çok farklı kirletici maddelerle de test edilmiştir. Hem oksitleyici hem de aşındırıcı koşullar altında kirletici madde içeren formik asit ortamlarında, zirkonyum, diğer alaşımlarla kıyaslandığında ciddi derecede daha yüksek dayanım göstermiştir.

Zirkonyum ayrıca oda sıcaklığından 140 C ye kadar sıcaklıklarda test edilmiştir. %90-100 arasında değişen formik asit çözeltilerinde sıvı fazında, buhar fazında veya sıvı/buhar arafazında korozyona uğramamıştır.

Formik asit %

Zirkonum 702

316 paslanmaz çelik

Alloy B-2

Alloy C-276

 

K*

KD*

K*

KD*

K*

KD*

K*

KD*

%1 demir tozu içeriyor

50% HC00H

<0,00254

<0,00254

0,66

0,71

1,85

2,18

0,16

0,12

70% HC00H

<0,00254

<0,00254

0,56

0,53

0,71

0,71

0,20

0,20

98% HC00H

<0,00254

<0,00254

0,045

0,05

0,038

0,038

0,03

0,02

CuSO4 içeren %1 Cu+2

50% HC00H

<0,00254

<0,00254

0,038

0,038

>5**

>5**

0,18

0,12

70% HC00H

<0,00254

<0,00254

0,01

0,012

   

0,15

0,10

96% HC00H

<0,00254

<0,00254

0,005

0,005

3,17**

3,86**

0,053

0,035

%5 H2SO4

5O% HCOOH

<0,00254

0,2

2,26

2,69

0,02

0,04

0,045

0,055

70% HCOOH

<0,00254

<0,00254

3,7

3,7

0,043

0,045

0,05

0,05

93% HCOOH

<0,00254

<0,00254

4,5

5

0,015

0,015

0,02

0,02

%5 HCI

5O%HCOOH

<0,00254

0,00254

>5

>5

0,045

0,05

2,71

3,20

70%HCOOH

0

0,00254

>5

>5

0,038

0,038

0,93

0,96

85%HCOOH

<0,00254

<0,00254

>5

>5

0,0177

0,0177

0,355

0,381

%5 HI

50%HCOOH

<0,00254

<0,00254

0,60

1,11

0,033

0,038

0,22

0,25

70% HCOOH

<0,00254

<0,00254

4,36

>5

1,49

1,9

3,27

3,12

90% HCOOH

<0,00254

<0,00254

0,63

0,78

0,157

0,18

0,58

0,55

K : Kaynaklı malzeme

KD : Kaynaksız malzeme

** Numuneler bakır kaplıydı

HİDROKLORİK ASİT

Hidroklorik asit kimyasal işleme sanayinde sayısız kullanım alanı olan çok önemli bir sanayi kimyasalıdır. Günlük tüketilen ürünlerin birçoğunun üretiminde etkin rol oynayan aşındırıcı bir asittir.

Hidroklorik asit çok aşındırıcı bir malzemedir ve metallerin çoğunu aşındırır. Paslanmaz çelikler ve süper alaşımlar sadece düşük sıcaklıklarda ve belli karışım oranlarına kadar HCI çözeltilerine dayanabilirler. Zirkonyum, hidroklorik asit uygulamarlında kullanılmak için olağanüstü bir metal olduğunu kanıtlamıştır. Zirkonyum, tüm karışım oranlarında ve kaynama noktasını aşan sıcaklıklarda bile hidroklorik asitte korozyona karşı dirençlidir. Zirkonyumun, hidroklorik asit uygulamalarında en avantajlı kullanımı, kaynama noktasının üzerinde sıcaklıklar ve karışımın içerisinde oksitleyici kirletici maddelerin olmadığı durumlardır.

Düşük konsantrasyonlarda ve düşük sıcaklıklarda, hidroklorik asit çözeltilerinde kullanılabilecek bir çok alaşım vardır. Ama yüksek konsantrasyon ve yüksek sıcaklıklarda kullanılabilecek tek alaşım Zirkonyum'dur. Tantalum da yüksek konsantrasyon ve yüksek sıcaklıklarda hidroklorik asite karşı çok dayanıklıdır ama maliyeti Zirkonyum'dan yaklaşık 7 – 8 kat daha yüksek olduğu için tercih edilmemektedir. Fiyatının daha düşük olmasının yanı sıra, Tantalum yerine Zirkonyum kullanmanın 2 önemli avantajı daha vardır. Birincisi, Zirkonyum hidrojen kırılganlığına Tantalum kadar duyarlı değildir, ikincisi de, Tantalumun özgül ağırlığı Zirkonyum'un yaklaşık 3 katıdır, bu da hem malzeme ağırlığını hem de fiyatını çok daha fazla artırmaktadır.

Her ne kadar Zirkonyum, Hidroklorik asit çözeltilerinde mükemmel korozyon direnci sergilese de, karışımın içerisinde oksitleyici kirletici maddelerin bulunması zarar verici olabilir. Özellikle, karışımın içerisinde demir ion (Fe+3) ve bakır ion (Cu+2) bulunması Zirkonyumun koruyucu film tabakasına zarar verip, korozyona neden olabilir.

NİTRİK ASİT

Zirkonyumun, %90 konsantrasyon oranlarına kadar nitrik asit çözeltilerinde korozyon direnci mükemmeldir. Aşağıdaki tabloda, zirkonyumun bazı alaşımlarla nitrik asit çözeltisindeki korozyon durumu gösterilmiştir.

%65 Nitrik asit

Alaşım

Korozyon değeri (mm/yıl)

121 °C

149 °C

204 °C

Duplex paslanmaz çelik 7-mo plus

0,2

-

-

Duplex paslanmaz çelik 7-mo plus kaynaklı

0,23

-

-

310 paslanmaz çelik

0,12

2,18

27

304 paslanmaz çelik

0,22

-

-

304 paslanmaz çelik kaynaklı

0,18

-

-

Titanyum Gr2

0,25

-

-

Zirkonyum 702

0

0

0

Zirkonyum 702 kaynaklı

0

0

0

Kirletici madde içeren kaynar durumda nitrik asit çözeltileri test sonucu

Nitrik asit %

Kirletici madde

Sıvı faz

Buhar fazı

Kanaksız

Kaynaklı

Kanaksız

Kaynaklı

30/50/70

%1 demir klorür

<0,064

<0,064

<0,064

<0,064

30/50/70

%1 deniz suyu

<0,064

<0,064

<0,064

<0,064

30

%1 sodyum klorür

<0,064

<0,064

<0,064

<0,064

50

%1 sodyum klorür

<0,064

<0,064

0,32*

0,9*

70

%1 sodyum klorür

<0,064

<0,064

<0,064

<0,064*

30/50/70

%1 demir

<0,064

<0,064

<0,064

<0,064*

30/50/70

%1.45 çözünmü 304SS

<0,064

<0,064

<0,064

<0,064*

%0

Doymuş klorür

<0,064

2,59

<0,064

2,3*

30/50/70

Doymuş klorür

<0,064

<0,064

<0,064

<0,064*

* Karıncalanma korozyonu

Bu kategoriden diğerleri: « Ultem Titanyum »

Akyay Sanayi ve
Ticaret Ltd. Şti.

Pınar Mah No.58-1 B/1
Seyhan / Adana - TR
Tel    : +90 322 432 53 26         
Mobil : +90 553 428 79 43
Bu e-Posta adresi istenmeyen posta engelleyicileri tarafından korunuyor. Görüntülemek için JavaScript etkinleştirilmelidir.

Hizmetlerimiz;

Akyay Metal hammadde temininin yanısıra, müşteri talepleri doğrultusunda talaşlı imalatla işlenmiş yedek parçalar konusunda da sanayi kuruluş-larınına hizmet vermektedir.