Mekanik Alaşımlama Nedir

 

Mekanik alaşımlama, toz partiküllerinin tekrar tekrar soğuk kaynak, kırma ve yeniden işleme tabi tutulduğu yüksek enerjili bir öğütme işlemi olarak tanımlanmaktadır. Mekanik enerjinin toz parçacıklarına aktarılmasıyla partikül ve tane büyüklüklerinde incelme meydana gelir, difüzyon mesafeleri azalır, öğütme sırasında sıcaklığın da hafif artışıyla harmanlanmış tozların alaşımlanmasına yol açar.

Mekanik alaşımlama, öğütme işlemleri içinde en başarılı yöntemlerdendir. Mikroskopik boyutta yenilenen çarpışma, soğuk kaynama ve kırılma işlemleriyle istenilen kompozit toz üretilir.

Mekanik alaşımlama tozların belirli oranlarda karıştırarak öğütücü malzemeyle birlikte öğütme ortamına konulması ile başlar. Karışım kararlı hale gelinceye kadar işleme devam edilir. Elde edilen toz kalıp içerisinde sıkıştırılır veya ekstrüze edilir. Sonrasında homojenleştirme ısıl işlemine tabi tutulur. Bu işlemlerde mekanik alaşımlama süresi, başlangıç tozlarının yapısı, öğütücü madde çeşidi ve kullanılan atmosfer gibi değişkenler mekanik alaşımlamanın öne çıkan parametreleridir.

Mekanik alaşımlama tekniği, 1966'da, çökelme sertleşmesiyle elde edilen oda sıcaklığı kuvvetini, dispersiyon sertleşmesi ile elde edilen yüksek sıcaklık kuvvetiyle birleştiren nikel bazlı süper alaşımlar üretmek için endüstriyel bir zorunluluktan geliştirilmiştir.

Önerilen Makale: Çelik köşebent malzemeler ve uygulamaları hakkında detaylı bilgi almak için çelik köşebent fiyatları sayfamızı ziyaret etmenizi tavsiye ederiz.

Mekanik alaşımlamanın son 40 yıldaki tarihsel gelişimi üç ana döneme ayrılabilir. 

1966'dan 1985'e kadar olan ilk dönem, çoğunlukla havacılık endüstrisindeki uygulamalar için oksit dispersiyonlu (ODS) süper alaşımların geliştirilmesi ve üretilmesiyle ilgiliydi. Yararlı özelliklere sahip olan ve Ni ve Fe'ye dayanan geliştirilmiş alaşımlara sahip olan çeşitli alaşımlar kendilerine kullanım alanı bulmuştur. Bunlar arasında MA754, MA760, MA956, MA957, MA6000 ve diğerleri sayılabilir. Bu çalışmanın büyük kısmı ABD'deki INCO laboratuvarlarında yapıldı.

Mekanik alaşımlama ürünü olan MA 754 askeri jet motorlarında kullanılmaktadır. Yüksek sıcaklığa dayanıklılık amacıyla 1910 yılında thoryum ve tungsten kullanılmıştır. Mekanik alaşımlamayla üretilen ferritik ODS alaşımlarının yüksek sıcaklıkta sürünme, oksitlenme ve nitrürlenmeye dayanımları yüksektir. Bu nedenle gaz türbinleri gibi ortamlarda kullanılmaktadır.

Bunlara ek olarak, mekanik alaşımlama ürünleri için birkaç küçük ölçekli uygulama da geliştirilmiştir. Tipik bir örnek olarak, ABD ordusu tarafından Körfez savaşı sırasında ve sonrasında kullanılan Mekanik alaşımlanmış hazır yemek ısıtıcılarıdır.

1986'dan yaklaşık 2000 yılında mekanik alaşımlama süreçlerine yeni yaklaşımlar getirilmiştir. Bu dönemde birçok bilimsel çalışma ve konferanslar yapılmış ve adeta bir yayın faaliyeti patlaması olmuştur.

Bu dönemde çeşitli yeni maddeler sentezlenmiş, elde edilen fazların veya elde edilen mikro yapıların tahminini mümkün kılmak için çeşitli modelleme çalışmaları yapılmıştır.

2001 yılından itibaren başlayan üçüncü periyotta, mekanik alaşımlama ürünlerinin yeni kullanım alanları kazanması ve alaşımın tam yoğunluğa getirilmesi için yenilikçi teknikler geliştirilmesiyle sürmüştür.

Diğer parametreler sabit tutularak değişen zamanlarda öğütülen toz mikroyapısı incelenip, olumlu sonuç alınabilir. Mekanik alaşımlama tekniği başka tekniklerle alaşım haline getirilemeyen elementlerin homojen biçimde alaşımlanmasında kullanılır. Gelişim aşamalarında özgün sentetik alaşımların üretilmesi ve geliştirilmesi mümkündür.

Mekanik alaşımlama tekniği, türbin endüstrisinde yüksek sıcaklıklarda kullanılabilecek nikel bazlı terkiplerin üretilmesine olan endüstriyel ihtiyaca cevap olarak geliştirilmiştir. Birkaç denemeden sonra, şu anda mekanik alaşımlama olarak bilinen yüksek enerjili bilyeli frezeleme en uygun işleme yöntemi olarak seçilmiştir. O zamandan beri, Mekanik alaşımlama aracılığıyla birtakım oksit dağılımıyla mukavemetlendirilmiş süper alaşımları geliştirilmiştir ve bunlar sektörde kabul görmüştür. Şu anda endüstride Fe ve Ni'ye dayanan çok sayıda alaşımlar kullanılmaktadır.

Çok önemli gelişmeler gösterilen mekanik alaşımlamada 3 zayıf yön Maliyet, birleştirme ve kirlenme olarak belirtilmektedir. Toz işlemenin maliyetiyle pazar büyüklüğü dengesi sağlanamadığı takdirde pahalı olmaya devam edecektir. Öğütülmüş tozun konsolidasyonu ciddi bir problem olmaya devam etmektedir. Tam yoğunluğa ulaşmak ve aynı zamanda metastatik etkileri korumak için tozların başarılı bir şekilde birleştirildiğini bildiren çok fazla araştırma yapılmamıştır.

Son nokta, tozların kirlenmesinin birçok durumda ciddi bir sorun olduğudur. Kirlenmeyi en aza indirmek için bazı çözümler önerilmiştir. Bunlar, öğütücülerin boşaltılmış ve veya etkisiz bir gazla doldurulmuş odaların içine yerleştirilmesini veya tozların öğütülebildiği yüksek saflıkta gazlı bir atmosferin kullanılmasını içerir. Her iki seçenek de pahalı ve / veya pratik olmayabilir.

Kirlenmeyi önleme amacıyla aynı malzemeden bilyeler karıştırıcı ve tank kullanılabilir. Ortam olarak organik bir sıvı ortamı kullanmanın da öğütme ve kaynama işlemleri arasındaki dengeyi kurmada faydalı olduğu belirtilmektedir.

Süperalaşımların önemli bir dezavantajı, yüksek sıcaklıklarda kullanım ömürlerinin azlığıdır. Mekanik alaşımlama ile üretilen süper alaşımlar, alüminyum ve titanyum gibi reaktif alaşımlama elemanları ve ince dağılmış AI ve Ti oksit partiküllerinin bulunduğu alaşımlardır. Bu nedenle yüksek sıcaklıklara dayanımları yüksektir ve yapılarını korurlar.

Mekanik alaşımlamada yaygın olarak 1-200 µm arasında saf tozlar ve oksitler kullanılır. Bilye çapından küçük olduğu durumlarda toz boyutu kritik bir özellik değildir. Bunun nedeni toz boyutunun öğütmenin ilk dakikalarından sonra küçük bir değere ulaşmasıdır.

Başlangıçta tozlar yumuşaktır ve birbirleriyle soğuk kaynaklanarak başlangıç tozlarına üç kat daha büyük büyük boyutlu parçalar oluşturabilirler katmanlı görünümdedirler. Kırılgan fazlar kaynayan yüzeylerin arasında kalarak kaplanır ve yapıya karışır. Yenilenen kırılma ve kaynama sonucu tozlar deformasyon sertleşmesine maruz kalarak kararlı hale gelir. Partikül boyutu küçüldükçe mikroyapıdaki karışmayı hızlandırır. Bilyelerin uyguladığı enerji ve ısı artışı ile yeni fazlar meydana gelebilmektedir.

Partikül boyut dağılımı aralığı daralmıştır. Büyük partiküller küçülürken küçük boyutlu partiküller de büyümüştür. Elde edilen yapı ile başlangıç bileşimi aynı olduğunda daha fazla alaşımlamanın homojenleşmeye etkisi olmayacaktır.

Son olarak düzenli hale gelen yapıda kaynaklanma ve kırılma arasında bir dengeye ulaşılarak homojenleşme sağlanır.

Mekanik alaşımlamanın katı halde meydana gelmesi faz diyagramlarındaki sınırlamaları mekanik alaşımlama işlemi için geçersiz hale getirir.

Mekanik alaşımlanmış malzemeler; süper iletkenler, manyetik malzemeler, fonksiyonel seramikler, gıda ısıtıcılarının, nano kompozitlerin, intermetaliklerin, hidrojen depolama malzemelerinin, gaz absorbe eden malzemelerin işlenmesi ve sentezlenmesi gibi çok çeşitli endüstrilerde uygulama alanı bulmaktadır.

Bu malzemelerin en yaygın uygulama alanları, uçak ve uzay araçları, ısıl işlem, cam işleme ve enerji üretimi olmuştur.

Mekanik alaşımlamanın üretim ve ticari avantajları şu şekilde sıralanabilir;

Katı hal işlemi olmasından dolayı, normal ergitme teknikleriyle üretilmesi zor ve/veya olanaksız olan WC-Co gibi ürünler elde edilebilir. 
 

 

 

Mekanik alaşımlama aşamalarından toz üretimi safhasında yüksek enerjili değirmenler kullanılmaktadır. Temel olarak 4 farklı çeşit değirmen kullanımı yaygındır.

Speks Çalkalayıcılı Değirmenler

Spex™ tipi değirmenler düşük kapasiteli (10-20 g) toz öğütebilen genellikle laboratuvar çalışmalarında kullanılan değirmenlerdir. Öğütülecek tozlar ve bilyeler öğütme kaplarına konulur ve bu kaplar cihaza yerleştirilip, mengene ile sıkıştırılır. Cihaz kilitlenip çalıştırıldığında, kaplar 1200 devir/dakika ortalama hızla üç yönde salınım hareketi yapar. Geri ve ileri sallama hareketi, kabın uçlarının yanal hareketleriyle birleştirilir, böylece kap hareket ederken 8 veya sonsuzluk sembolünün bir figürünü tarif ediyor gibi görünür. Bilye-bilye ve bilye-kap çarpışmaları ile tozlar mekanik alaşımlanır. Spex™ cihazında; sertleştirilmiş çelik, alümina, tungsten karbür, zirkonyum, paslanmaz çelik, silisyum nitrür ve plastik öğütme kapları kullanılmaktadır.

Değirmen çeşitleri içinde daha kısa sürede alaşımlama yapabilirler. Bu değirmenlerin eş zamanlı çalışan iki öğütücü kaplı sistemleri ve soğutuculu olanları bulunmaktadır.

Planeter (Gezegensel) Bilyeli Değirmenler

Gezegen tipi değirmenler birkaç yüz gram toz öğütmek için kullanılan dönen disk üstüne yerleştirilmiş kapların kendi etraflarında, diskle ters yönde gezegen hareketi şeklinde dönerek oluşan merkezkaç kuvvetiyle tozların bilyeler ve kap içi duvarlar arasında sıkışıp mekanik alaşımlandığı değirmenlerdir. Spex™ değirmenine göre bilye hızı daha yüksek, ancak çarpışma frekansı daha düşüktür.

Gezegen tipi değirmenler, Fritsch Pulverisette değirmeni olarak da bilinmektedir. Kaplar ve taşıyıcı disklerin zıt yönlerde dönme hareketi bilyelerin kabın iç yüzeyinden karşı iç yüzeye yuvarlanmasına neden olur. Öğütücü kabın ve diskin dönme hızları birbirinden bağımsız olarak kontrol edilebilmektedir. SPEX değirmenleriyle karşılaştırıldığında planeter bilyeli değirmenler daha düşük enerjili değirmenleri olarak düşünülebilirler.

Atritör Tipi Değirmenler

Çok fazla miktarda toz öğütebilen atritör değirmenleri dakikada yaklaşık 250 devirle dönen karıştırıcı kollara bağlı olduğu milin dönmesiyle, hazne içindeki bilyelerin tozlar ve hazne duvarlarına çarpmasının etkisiyle mekanik alaşımlanmayı sağlar. Bilyelerin hareketi toz üzerinde kayma ve darbe kuvvetleri oluşturur. Bu değirmenlerde dönme hızının belli bir düzeyde tutulması gerekir. Yüksek hızlarda bilyeler kabin duvarlarında dönme eğilimindedir. Dönme hızı arttıkça öğütme hızı da artar. Laboratuvar tipi atritörler tipik bir bilyeli değirmenden 10 kat daha hızlı çalışır. Bilye hızı ve çarpma enerjileri Fritsch veya Spex değirmenlerine göre daha düşüktür. Alaşımlama hazneleri, paslanmaz çelik veya içi alümina, silisyum karbür, silisyum nitrür, zirkonya, kauçuk ve poliüretan ile kaplı paslanmaz çelik olabilir. Öğütücü bilyeler cam, çakmak taşı, steatit seramik, mullit, silisyum karbür, silisyum nitrür, siyalon, alümina, zirkonyum, silikat, zirkonya, paslanmaz çelik, karbon çeliği, krom çeliği ve tungsten karbürden olabilir.

Atritörlerde bulunması gereken özellikler şu şekilde sıralanabilir;
 

Ticari Tambur Bilyeli Değirmen 

Ticari tambur bilyeli değirmeler diğer değirmenlerden çok daha fazla miktarda toz üretir. Bu miktar bir tonun üstünde olabilir. Öğütme süresi hıza bağlı olarak azalır. Toz üretimi günler sürebilmektedir.
 

Mekanik alaşımlama işleminde öğütme sırasında çarpışmalarda toza yüklenen enerji tozların levhalaşmasına, kaynaklanmaya, kırılmaya ve tekrar kaynaklaşmaya neden olur. İlk aşamada toz boyutları büyür. İşlem devam ettikçe sertleşme ve boyutta küçülme gerçekleşir. Kararlı yapı ve homojenleşme gerçekleştiğinde toz boyutunda değişme olmaz. Sıcaklık artış gösterip boşluklar azalırken alaşımlanma başlar.

Toz karakterine göre yapılan sınıflandırmada sünek-sünek, sünek-gevrek ve gevrek-gevrek olmak üzere 3 kategori kullanılmaktadır.

Sünek-sünek karakterli bileşenler; Soğuk kaynaklanmaya uygunluğu açısından sünek-sünek karakterli bileşenler en ideal mekanik alaşımlama kombinasyonudur. Alaşımlamanın başarısı için en az %15 sünek karakterli bileşen gerekir. Sünek karakterli bileşenin bulunmaması halinde soğuk kaynaklanma meydana gelmez.

Sünek-gevrek karakterli bileşenler; Mekanik alaşımlamanın ilk evrelerinde, gevrek oksit taneler veya intermetalikler parçalanır, sünek metal tozları ise bilyeler ile çarpışır. Gevrek parçacıklar kırılır ve sünek tozlar tarafından çevrelenir. Gevrek parçacıklar katmanlar arası boşlukları doldurur. Devam eden aşamalarda sünek parçacıklar sertleşerek katmanlar sarmal yapı kazanır. Katmanların incelmesi devam eder boşluklar azalarak gevrek parçaların homojen dağılımı sağlanır.

Gevrek-gevrek karakterli bileşenler; En az 2 gevrek bileşen bulunmaktadır. Sünek bileşen eksikliğinin soğuk kaynaklamaya engel olduğu görüşünün yanında Si-Ge ve Mn-Bi gibi gevrek-gevrek karakterli bileşenlerle alaşımlama gerçekleştirilmektedir. Bu bileşenlerden daha gevrek olan kırılarak, daha az gevrek bileşene eklenme eğilimindedir. Kırılma sonucu toz boyutu küçüldükçe sünek davranış gözlemlenir ve küçülme devam etmez.

Bir sünek-gevrek karakterli bileşenlerle alaşımlamanın başarısı gevrek bileşenin sünek matris içerisindeki katı çözünürlülüğüne de bağlıdır. Eğer katı çözünürlülük istenen düzeyde değilse alaşımlama oluşmaz.

Tüm bileşenlerde alaşımlama için difüzyon önemli görülmektedir ancak gevrekgevrek karakterli bileşenlerle yapılan alaşımlamada düşük sıcaklıklarda alaşımlama gerçekleşmez. Diğer bileşenlerde ise ortam sıcaklığının altında dahi alaşımlama oluşmaktadır.
 

Mekanik alaşımlamada geleneksel olarak yüksek sıcaklıkta gerçekleşen katı hal reaksiyonları düşük sıcaklıklarda gerçekleşebilmektedir. Isı ile teşvik edilmediği halde mekanik alaşımlamada belirli şartlarda, bir faz değişimi ile reaksiyon oranı artmaktadır.

Öğütme sırasında artan temas yüzeyi ve difüzyon miktarının artması reaksiyonu artırır. Oda sıcaklığında difüzyonun oluşması plastik deformasyon yoluyla meydana gelen yoğun kristal kusurlarının yapı içerisinde bulunmasıdır.

Öğütme aşamasında sırasında reaksiyon artışına bağlı olarak Al ihtiva eden işlemlerde kendiliğinden yanma gerçekleşebilir.

Kimyasal kinetikler ile öğütme parametreleri arasındaki ilişkide bilye toz ağırlık oranı ile öğütme süresi arasında ters orantı olduğu bulunduğu belirtilmektedir.

Öğütme süresini belirleyen esas unsurun bilye-toz çarpışma sayısı olmadığı, çarpışma sırasında her bir parçacığa yüklenen enerjinin daha önemli olduğu belirtilmektedir. Çarpışma sayısı ve enerjisi birlikte kinetiği etkilemektedir.

Çarpışma sürecinde bilyelerin hızı deneysel bir şekilde belirlenebilir. Çarpışma hız aralıklarının atritör için 0.1 m/s, spex ve yatay değirmenler için ise 1 m/s düzeyine ulaştığı belirlenmiştir. Tozlu çarpışmalarda ortaya çıkan enerji oldukça azdır. Atritörde tozlar, birbirine yakın tozların kesme, bilyelerin ise darbe etkileri gibi farklı etkilere maruz kalır. Çarpışma süreçlerinin etkin olabilmesinde bilye toz ağırlık oranı ve öğütme hızı en etkin parametrelerdir.

Reaktif derece, tozların oluşmasına etki eder, oksit ya da benzeri tabakalar yüzeyde meydana gelebilecek difüzyonu etkiler, atmosfer bundan dolayı önemlidir.
 

Mekanik alaşımlamda birçok etken sonuç üzerinde belirleyici olabilir. İstenen ürünün özelliklerine göre öğütme hızı, süresi, atmosfer gibi parametreler farklılaştırılabilir.

Mekanik Alaşımlamanın Parametreleri;
 

Değirmen Türü 

Değirmenler, kirlenmeyi azaltması, işlem sıcaklığını belirleyebilme, öğütme hızı ve miktarı açılarından farklıdırlar. Toz türü, miktarı ile aranan son bileşimine bağlı olarak değirmen seçimi yapılmalıdır. Özel amaçlı çalışmalarda özel olarak tasarlanmış değirmenler kullanılır. Öğütme performansı en yüksek değirmenler SPEX çalkalayıcılı değirmenleridir.

Öğütme Kabı 

Öğütme kabının önemi yapıldığı malzemenin öğütme aşamasında aşınmasıyla ilgilidir. Bu aşınma tozda kirlenmeye, kimyasal bileşimin değişmesine neden olabilir. Öğütme kabı ve elemanlarının aynı malzemeden olması kirlenmeyi engeller. Öğütme kaplarında takım çeliği, paslanmaz çelik, sertleştirilmiş çelik, temperlenmiş çelik, sertleştirilmiş krom çeliği, WC-astar çeliği, yatak çeliği ve WC-Co yaygın kullanım alanı bulmaktadır.

Özel amaçlı çalışmalarda titanyum, bakır, sinterlenmiş korondum, sert porselen, Cu Be, yitriyum oksit-stabilize edilmiş zirkon (YSZ) ve Si3N4 kullanılabilir. Kabın iç tasarımı da öğütme süresini ve alaşımlamayı etkilemektedir. SPEX değirmenlerinde yapılan bir çalışmada uç kısmı bombeli ve uç kısmı düz ve kaplar kullanıldığında farklı sonuçlar elde edilmiştir.

Öğütme Hızı 

Hız artışın bağlı olarak toza yüklenen enri de artar. Değirmen tasarımına bağlı olarak hızın belirli değerlerin üstüne çıkması da öğütmeyi olumsuz etkilemektedir. Bunun yanında hıza bağlı sıcaklık artışı da difüzyonu hızlandırmaktadır, bu da alaşımın yapısında farklılıklara neden olabilir.

Öğütme Süresi Öğütme süresi mekanik alaşımlamanın en önemli parametresidir. Tozların kırılması ve soğuk kaynaklanma sonucu kararlı duruma ulaşılması zamanla doğrudan ilişkilidir. Bu noktada başlangıç toz boyutu çok önemli olmamaktadır. Süre değirmen türüne, sıcaklığa, bilye-toz oranına, öğütme yoğunluğuna bağlı olarak değişmektedir. Süre artışı tozda kirlenmeye, istenmeyen yapıların oluşmasına etki ettiğinden yeterli süre öğütme yapılmalıdır.

Öğütücü Madde 

Yaygın olarak çeşitli çelik malzemeler yüksek yoğunluklarda öğütücü olarak kullanılmaktadır. Özel çalışmalar için çeşitli öğütücü maddeler de kullanılmaktadır. Öğütücü kap ve öğütücü maddenin malzemesi aynı olduğunda tozlar kaba yapışmaz. Öğütücü maddenin boyutu toza uygulanan darbe kuvvetini etkiler. Yoğunluğu yüksek ve boyutu büyük maddeler daha avantajlıdır. Ti ve Al tozlarının alaşımlanmasında yapılan çalışmada bilye çapının alaşımlamada katı çözeltinin oluşup oluşmaması ve amorf fazın oluşumu üzerinde çok önemli etkileri tespit edilmiştir. Öğütmede farklı çaplı bilyelerin birlikte kullanım soğuk kaynaklama ve bilye yüzeyine minimum toz yapışmasını olumlu etkilemektedir.

Bilye-Toz Ağırlık Oranı

Toplam bilye ağırlığının toplam toz ağırlığına oranı bilye-toz ağırlık oranı ya da şarj oranı olarak tanımlanmaktadır. Bu oran değirmen türüne ve kapasitesine bağlı olarak değişmektedir. Bilye-toz ağırlık oranının artması süreyi kısaltır.  Bunun nedeni çarpışma sayısının ve toza yüklenen enerjinin artmasıdır. Enerjiye bağlı sıcaklık artışı ise amorf fazı kristalize edebilir.

Öğütme Kabının Doldurulması 

Öğütme kabında mekanik alaşımlamanın gerçekleşebilmesi bilye ve tozların serbestçe çarpışmasına bağlıdır. Kabın az doldurulması ürün miktarını azaltır, çok doldurulması ise mekanik alaşımlamayı engeller.

Öğütme Atmosferi 

Öğütme atmosferi, tozun bozulması veya kirlenmesini engelleyecek şekilde seçilir. Genellikle içindeki hava boşaltılıp, argon veya helyum türü inert gaz doldurulmuş kabinlerde kirlenme azdır. Azotun tozlarla reaksiyona girmesi mümkünse de oksidasyonu engellemek amacıyla az miktarlarda kullanılmaktadır. Nitrür üretiminde azot veya amonyak, hidrid üretiminde ise hidrojen atmosferi kullanılmaktadır.

Argon ortamında amorf faz oluşumu gözlenmezken, argon hava karışımı veya azot kullanıldığında amorf faz oluşmaktadır.

İşlem Kontrol Elemanları 

Mekanik alaşımlamada kullanılan toz karakterlerine göre işlem kontrol elemanları kullanılır. Gevrek karakterli tozlarda bu elemanların kullanımına gerek yoktur. Ancak sünek tozların plastik deformasyona uğraması ve soğuk kaynaklanmanın azaltılmasında işlem kontrol elemanları kullanılmaktadır. İşlem kontrol elemanı olan kayganlaştırıcı veya yüzey aktif maddeler katı sıvı veya gaz olabilirler. Stearik asit, etanol, metanol, hekzan gibi sık kullanılan elemanlar alaşımlamada tozların üzerine tutunarak topaklaşmayı ve soğuk kaynamayı azaltırlar. Toz ağırlığına oranı %1-5 seviyelerinde olabilse de dir ancak tozlarda oksit ve nitrür oluşumuna etki edebileceğinden %1-2 seviyelerinde kullanımları yaygındır.

Öğütme Sıcaklığı 

Sıcaklık, difüzyonu doğrudan etkilediğinden oluşan alaşımda hangi fazların bulunduğuna etki eder, bu yüzden önemli bir etken olarak kabul edilir. Sıcaklığın yükselmesi, öğütücünün enerjisi ve meydana gelen reaksiyonlardan kaynaklanmaktadır. Yüksek sıcaklıklarda daha büyük nano kristal tane boyutu oluşmaktadır.