1.GİRİŞ. Bu çalışmada Alüminyum-%4 Mangan alaşımına ticari tane inceltici olan Batu1 kullanılarak borun zamana bağlı değişimi incelenmiştir.

Benzer belgeler
DEMİR DIŞI METAL VE ALAŞIMLARI

CERRAHİ İĞNE ALAŞIMLARI. Microbiologist KADİR GÜRBÜZ

AlSi7Mg DÖKÜM ALAŞIMINDA T6 ISIL İŞLEM DEĞERLERE ETKİSİNİN İNCELENMESİ. Onur GÜVEN, Doğan ALPDORUK, Şükrü IRMAK

MALZEME BİLİMİ I MMM201. aluexpo2015 Sunumu

Prof. Dr. HÜSEYİN UZUN KAYNAK KABİLİYETİ

METALİK MALZEMELERİN GENEL KARAKTERİSTİKLERİ BAHAR 2010

MMT113 Endüstriyel Malzemeler 4 Metaller, Aluminyum ve Çinko. Yrd. Doç. Dr. Ersoy Erişir Güz Yarıyılı

DOĞAL KURŞUN METALİK KURŞUN PLAKALAR

MAGNEZYUM ve ALAŞIMLARI

ÇİNKO ALAŞIMLARI :34 1

MMT113 Endüstriyel Malzemeler 5 Metaller, Bakır ve Magnezyum. Yrd. Doç. Dr. Ersoy Erişir Güz Yarıyılı

6. BEYAZ ve YÜKSEK ALAŞIMLI DÖKME DEMİRLER

Prof. Dr. İRFAN AY / Öğr. Gör. FAHRETTİN KAPUSUZ 1

Demir, atom numarası 26 olan kimyasal element. Simgesi Fe dir. Demir, yerkabuğunda en çok bulunan metaldir. Yerkürenin merkezindeki sıvı çekirdeğin

İÇİNDEKİLER BÖLÜM 1 BÖLÜM 2

ALUMİNYUM ALA IMLARI

BAKIR ALAŞIMLARI. Prof. Dr. Ramazan YILMAZ & Yrd. Doç. Dr. Zafer BARLAS

Alümiyum Şekillendirme Teknolojileri

ELKTRİK AMAÇLI ALUMİNYUM KULLANIMI

Pik (Ham) Demir Üretimi

SÜPER ALAŞIMLAR Prof.Dr.Ayşegül AKDOĞAN EKER Prof.Dr.Ayşegül AKDOĞAN EKER

Çelik Hasır Kaynak Elektrotları

SİLİSYUM ESASLI İNTERMETALİK BİLEŞİKLER

DENEYİN ADI: Kum ve Metal Kalıba Döküm Deneyi. AMACI: Döküm yoluyla şekillendirme işleminin öğrenilmesi.

MMT407 Plastik Şekillendirme Yöntemleri

TEKNOLOJİSİ--ITEKNOLOJİSİ. Prof. Dr. İRFAN AY / Öğr. Gör. FAHRETTİN KAPUSUZ

İNŞAAT MALZEME BİLGİSİ

Aluminyum Kaynak Telleri kataloğu

BÖLÜM 5 ÖZEL ÇELİKLER

6XXX EKSTRÜZYON ALAŞIMLARININ ÜRETİMİNDE DÖKÜM FİLTRELERİNDE ALIKONAN KALINTILARIN ANALİZİ

6.WEEK BİYOMATERYALLER

Paslanmaz Çeliklerin. kaynak edilmesi. Özlem Karaman Metalurji ve Malzeme Mühendisi Kaynak Mühendisi

Isıl işlem, katı haldeki metal ve alaşımlarına belirli özellikler kazandırmak amacıyla bir veya daha çok sayıda, yerine göre birbiri peşine uygulanan

ÜRÜN KATALOĞU BM TEKNİK

1.GİRİŞ Metal Şekillendirme İşlemlerindeki Değişkenler, Sınıflandırmalar ve Tanımlamalar

ÇELİK YAPILAR (2+1) Yrd. Doç. Dr. Ali SARIBIYIK

7075 SERĠSĠ ALAġIMLARIN GENEL ÜRETĠM YÖNTEMLERĠ

PLASTİK ŞEKİLLENDİRME YÖNTEMLERİ

MMT209 Çeliklerde Malzeme Bilimi ve Son Gelişmeler 3 Çelik üretimi. Yrd. Doç. Dr. Ersoy Erişir Güz Yarıyılı

Döküm Prensipleri. Yard.Doç.Dr. Derya Dışpınar. İstanbul Üniversitesi

Dökme Demirlerin Korozyonu Prof.Dr.Ayşegül AKDOĞAN EKER

2-C- BAKIR VE ALAŞIMLARININ ISIL İŞLEMLERİ 2-C-3 MARTENSİTİK SU VERME(*)

SÜPERALA IMLAR. Yüksek sıcaklık dayanımı

ÇELİK YAPILAR 1. Hafta. Onur ONAT Munzur Üniversitesi Mühendislik Fakültesi İnşaat Mühendisliği Bölümü, Tunceli

DEMİR KARBON FAZ DİYAGRAMI

Eczacıbaşı - Lincoln Electric ASKAYNAK. Düşük Alaşımlı Yüksek Dayanımlı Çelikler İçin MIG/TIG Kaynak Telleri

MALZEME SEÇİMİNİN ÖNEMİ VE MÜHENDİSLİK MALZEMELERİ. Doç.Dr. Salim ŞAHİN

Ayrıca, bu kitapta sunulan bilgilerin İnşaat Mühendislerine de meslek yaşamları boyunca yararlı olacağı umulmaktadır.

MALZEME BİLİMİ Bölüm 1. Malzeme Bilimi ve Mühendisliğine Giriş Hazırlayan Doç. Dr. Özkan Özdemir

Alüminyum San. İnş. İth. İhr. ve Tic. Ltd. Şti. ALUMINIUM CATALOGUE.

Fabrika: Kütahya Org. San. Böl. 6.cad. No:15 / KÜTAHYA /TÜRKİYE Tel: / 79 Fax: info@viggroup.com.

3. MALZEME PROFİLLERİ (MATERİALS PROFİLES) 3.1. METAL VE ALAŞIMLAR. Karbon çelikleri (carbon steels)

BA KENT ÜNİVERSİTESİ. Malzemeler genel olarak 4 ana sınıfa ayrılabilirler: 1. Metaller, 2. Seramikler, 3. Polimerler 4. Kompozitler.

METALLER. şeklinde sıralanır. Demir esaslı alaşımlarda karşılaşılan en önemli problem korozyon eğilimlerinin yüksek olmasıdır.

formülü zamanı da içerdiği zaman alttaki gibi değişecektir.

SEÇİMİ Prof. Dr. İrfan AY. Doç. Dr. İRFAN AY / Arş. Gör. T.KEREM DEMİRCİOĞLU 0

MIG-MAG KAYNAK METODUNDA KULLANILAN KAYNAK ELEKTROTLARI VE ELEKTROT SEÇİMİ

FAZ DİYAGRAMLARI ve DÖNÜŞÜMLERİ HOŞGELDİNİZ

İÇİNDEKİLER

Toz Metalurjik Malzemeler Yrd. Doç. Dr. Rıdvan YAMANOĞLU

DÖKÜM TEKNOLOJİSİ. Döküm:Önceden hazırlanmış kalıpların içerisine metal ve alaşımların ergitilerek dökülmesi ve katılaştırılması işlemidir.

Kaynak yöntemleri ile birleştirilen bir malzemenin kaynak bölgesinin mikroyapısı incelendiğinde iki ana bölgenin var olduğu görülecektir:

MMT209 Çeliklerde Malzeme Bilimi ve Son Gelişmeler 2 Çelik üretimi. Yrd. Doç. Dr. Ersoy Erişir Güz Yarıyılı

TOKLUK VE KIRILMA. Doç.Dr.Salim ŞAHĠN

İNTERMETALİK MALZEMELER. Doç. Dr. Özkan ÖZDEMİR (DERS NOTLARI-4)

Prof. Dr. İrfan AY / Öğr. Gör. Fahrettin KAPUSUZ

MALZEME BİLGİSİ DERS 2 DR. FATİH AY. fatihay@fatihay.net

ÇELİKLERİN KOROZYONU Prof.Dr.Ayşegül AKDOĞAN EKER

Al ve Alaşımları. Magnezyum Alaşımları Titanyum Alaşımları Çelik HX 180 (NiMoCo) Alaşımı

İmal Usulleri. Döküm Tekniği

Metallerde Özel Kırılganlıklar HASAR ANALİZİ

Demir Karbon Denge Diyagramı

Paslanmaz Çelik Sac 310

MMT209 Çeliklerde Malzeme Bilimi ve Son Gelişmeler 11 Yüksek sıcaklığa dayanıklı çelikler. Yrd. Doç. Dr. Ersoy Erişir Güz Yarıyılı

DEMİR DIŞI DÜŞÜK SICAKLIK METAL ve ALAŞIMLARI

Paslanmaz Çeliklerin Kaynak İşlemi Esnasında Karşılaşılan Problemler ve Alınması Gereken Önlemler Paslanmaz çeliklerin kaynak işlemi esnasında

MMM291 MALZEME BİLİMİ

ALUMİNYUM ESASLI İNTERMETALİK BİLEŞİKLER

Vermiküler/Silindirik Grafitli Dökme Demir COMPACTED GRAPHITE CAST IRON

HEATING ELEMENT TECHNOLOGIES CORP. PASLANMAZ ÇELİK BORU. Kaliteyi Biz Üretelim, Sizler İle Paylaşalım...

ALÜMİNYUM ALAŞIMLARININ KAYNAĞI İÇİN İLÂVE METALLAR

MALZEME BİLGİSİ. Katı Eriyikler

ÇÖKELME SERTLEŞTİRMESİ

SICAK İŞ TAKIM ÇELİKLERİ B İ R K A L İ T E M A R K A S I

MÜHENDİSLİKTE KULLANILAN MALZEMELER 1. DEMİR VE ÇELİK

DEMİR DIŞI METALLER Prof. Dr. İrfan AY. Doç. Dr. İRFAN AY / Arş. Gör. T.KEREM DEMİRCİOĞLU 0

PLASTİK ŞEKİL VERME (PŞV) Plastik Şekil Vermenin Temelleri: Başlangıç iş parçasının şekline bağlı olarak PŞV iki gruba ayrılır.

Bölüm 11: Uygulamalar ve Metal Alaşımların İşlenmesi

Sudan hafif, Çelikten dayanıklı. Mühendislik Plastiklerinde Bir Polikim Klasiği ULPOLEN UHMWPE. Ulpolen Polikim in tescilli markasıdır.

İmal Usulleri. Fatih ALİBEYOĞLU -7-

MAK-205 Üretim Yöntemleri I. Yöntemleri. (4.Hafta) Kubilay Aslantaş

İNTERMETALİKLERE GİRİŞ

KOMPOZİTLER Sakarya Üniversitesi İnşaat Mühendisliği

PÜSKÜRTME ŞEKİLLENDİRME (SPRAY FORMING / SPRAY DEPOSITION)

MALZEMELERİN SINIFLANDIRILMASI

ELEKTRİK MÜHENDİSLİĞİNDE MALZEME

ZnS (zincblende) NaCl (sodium chloride) CsCl (cesium chloride)

Gaz. Gaz. Yoğuşma. Gizli Buharlaşma Isısı. Potansiyel Enerji. Sıvı. Sıvı. Kristalleşme. Gizli Ergime Isısı. Katı. Katı. Sıcaklık. Atomlar Arası Mesafe

ALAŞIM ELEMENTLERİNİN ÇELİKLERE ETKİLERİ

2/13/2018 MALZEMELERİN GRUPLANDIRILMASI

Transkript:

1.GİRİŞ Hafif metal alaşımlarının günümüz teknolojisindeki uygulaması ve önemi giderek artmaktadır. Bu tür alaşımlardan olan alüminyum döküm alaşımları kolay dökülebilmeleri, özgül ağırlık ve ısıl genleşmelerinin düşük, ısıl iletkenliklerinin yüksek olması ve uygun mekaniksel özellikler göstermeleri nedeni ile teknolojik bir öneme ve çekiciliğe sahiptirler. Tarihsel olarak tane inceltme yöntemi titanyum ve bor ihtiva eden tuz flaksların sıvı metale ilavesiyle başlamıştır. Tane inceltici olarak kullanılan flakslar verimli olmalarına rağmen birçok dezavantaja sahiptirler. Tuz flakslar sıvı metalin hidrojen içeriğini arttırmaya, korozif gazlar üretmeye ve inceltici elementlerin özelliklerini tam olarak gösterememesine neden olmaktadır. Alüminyum döküm endüstrisinde verimli tane inceltme Al-Ti ve Al-Ti-B ön alaşımlarının ilavesiyle başarılmıştır. Al-Ti ve Al-Ti-B ihtiva edene ön alaşımların ilavesi ile yapılan tane inceltme sıcak yırtılmalara karsı dirençteki artış, gelişmiş mekaniksel özellikler, mikro yapıların homojenliği ve makro porozitedeki azalma, bu yönteminin uygulanmasında önemli nedenlerdendir. Alüminyum döküm alaşımlarında tane boyutunun kontrolü mikro yapının katılaşma sırasında ve katılaşmadan sonra kontrol altında bulunması ve amaçlara göre yönlendirilmesi ile sağlanabilir. Mikro yapı ile alüminyum döküm gereçlerin mekanik özellikleri arasındaki ilişki göz önünde bulundurularak kullanım amacına en uygun mikro yapının oluşumu sağlanmalıdır. Alüminyum dökümlerde tane inceltmenin verimliliği silisyumun morfolojisi, soğuma hızı ve döküm sıcaklığı gibi diğer üretim parametrelerinin çeşitliliği ile arttırılabilir[1]. Bu çalışmada Alüminyum-%4 Mangan alaşımına ticari tane inceltici olan Batu1 kullanılarak borun zamana bağlı değişimi incelenmiştir.

2.ALÜMİNYUM VE ALÜMİNYUM ALAŞIMLARI Alüminyum, varlığı 1808 de İngiliz kimyager H. Davy tarafından kanıtlanan genç bir metaldir ve yer kabuğunda en fazla bulunan elementlerden bir tanesidir. En önemli kaynağı boksit cevheridir. Gümüş beyazı rengindedir ve Al simgesiyle gösterilir. Atom numarası 13 olup kütle numarası 27 dir. Atomik ağırlığı 26,98 gr/mol dür ve yüzey merkezli kübik kristal kafes yapısına sahiptir. Ergime sıcaklığı 660 ºC dir [2]. Alüminyum 2,7 g/cm 3 bir yoğunluğa sahiptir ki bu değer neredeyse çeliğin (7,8 g/cm 3 ) ve bakırın (8,93 g/cm 3 ) üçte biridir. Düşük yoğunluğa sahip olmasına rağmen çok iyi mukavemet özellikleri sergiler. Alüminyum atmosferik, sulu, petrokimyasal ve kimyasal sistemler içeren bir çok çevrede mükemmel bir korozyon direnci gösterir. Bu mükemmel korozyon direnci yüzeyde oluşan ince alüminyum oksit tabakasından dolayıdır. Anodize etmek, boyamak gibi farklı yüzey işlemleri ile bu özelliği geliştirilebilinir. Sünek bir malzemedir, düşük yoğunluğa ve ergime sıcaklığına sahiptir. Bundan dolayı kolaylıkla makine ile islenebilir, dökülebilir ve ekstrüze edilebilir. Alüminyum mükemmel termal ve elektriksel iletkenlik gösterir. Elektrik iletkenliği eşdeğer ağırlıktaki bakırın iki katı kadardır. Alüminyum ferromanyetik değildir. Havada kendiliğinden tutuşmaz. Alüminyum ayrıca toksik değildir ve yemek-içki kaplarında kullanılabilinir [2]. 2.1 Alüminyum Alaşımlarının Sınıflandırılması Alüminyum alaşımları döküm ve dövme alaşımları olarak iki guruba ayrılmıştır. Bu guruplar alüminyum dövme ve alüminyum döküm alaşımlarıdır. 2.1.1 Alüminyum dövme alaşımları Amerikan Alüminyum Birliği ne göre, alüminyum dövme alaşımları dört basamaklı bir sayı ile gösterilmektedir: 1XXX: Saf alüminyum: Genellikle elektrik ve kimya endüstrisinde kullanılmaktadır. 2XXX: Al-Cu alaşımları: Esas alaşım elementi bakırdır. Başta magnezyum olmak üzere, diğer alaşım elementleri de bulunabilir. Yüksek mukavemet istenen havacılık sektöründe yaygın bir şekilde kullanılmaktadır. 3XXX: Al-Mn alaşımları: Esas alaşım elementi mangandır. Boru, sıvı tankları ve mimari uygulamalarda kullanılmaktadır. 2

4XXX: Al-Si alaşımları: Esas alaşım elementi silisyumdur. Isıl genleşme katsayısı düşük, aşınma direnci ve korozyon dayanımı yüksek alaşımlardır. Kaynaklı yapılarda, levha üretiminde, otomobil parçaları üretiminde kullanılmaktadır. 5XXX: Al-Mg alaşımları: Esas alaşım elementi magnezyumdur. Magnezyum oranı arttıkça sertlik ve mukavemet artar, fakat süneklik azalır. Deniz suyu korozyonuna karşı direnci yüksek olduğundan, bu ortamda çalışacak yapıların imalatında kullanılmaktadır. 6XXX: Al-Mg-Si alaşımları: Esas alaşım elementi magnezyum ve silisyumdur. Şekillendirme kabiliyeti yüksek olan bu alaşımlar, özellikle ekstrüzyon ile üretilen parçaların imalatında sıklıkla kullanılır. 7XXX: Al-Zn alaşımları: Çinko esas alaşım elementi olup, Mg, Cr ve Zr ilave alaşım elementleridir. Alüminyum alaşımlarının en yüksek mukavemete sahip olanıdır. Uçak parçaları yapımı ve diğer yüksek dayanım istenen yerlerde kullanılır. 8XXX: Al-Li alaşımları: Esas alaşım elementi lityum olup, kalay eklentisi de yapılabilmektedir. Özellikle uçak ve uzay yapılarında kullanılmaya başlanan bu malzeme, iyi yorulma direnci ve iyi tokluk özelliklerine sahiptir. Fakat diğer Al alaşımları ile karşılaştırıldığında, üretim maliyetleri yüksektir. 2.1.2 Alüminyum döküm alaşımları Döküm alüminyum alaşımları ise aşağıdaki şekilde sınıflandırılmaktadır: 1XX.X: Saf alüminyum 2XX.X: Esas alaşım elementi bakırdır. 3XX.X: Alaşım elementleri silisyum, bakır ve magnezyumdur. Sanayide kullanılan döküm alaşımlarının %90 ı 3XX.X serisidir. 4XX.X: Esas alaşım elementi silisyumdur. 5XX.X: Esas alaşım elementi magnezyumdur. 6XX.X: Bu seri numarası kullanılmamaktadır. 7XX.X: Esas alaşım elementi çinkodur. 8XX.X: Esas alaşım elementi kalaydır [3]. 2.2 Alüminyum Alaşımlarına Alaşım Elementlerinin Etkileri Alüminyum alaşımlarında kullanılan başlıca alaşım elementleri; bakır, silisyum, mangan, çinko, krom, kalay, magnezyum, demir, nikel, titanyum, zirkonyum, fosfor, kurşun, berilyum ve bor gibi elementlerdir. 3

2.2.1 Alüminyum alaşımlarına silisyumun etkisi Döküm alaşımlarında, silisyum, esas katkı metalini teşkil etmektedir. Silisyum; döküm alaşımına, kalıbın ince kanallarına kolaylıkla nüfuz etme özelliğini sağlamaktadır. Özellikle, kum ve gravite dökümlerinde birinci planda önem taşır. Pres dökümde fazla önemli olmamakla beraber yine de fayda sağlar. %5 veya daha yukarı silisyumlu alüminyum alaşımlarının, kalıpta katılaşma esnasında meydana gelen çatlaklara karşı mukavemeti artmaktadır. Nitekim %10-13 silisyumlu alaşımların katılaşma esnasında çatlaklar meydana getirmesi mümkün olmamaktadır. Silisyum katkılı metalin sağladığı diğer bir avantaj da; artan silis yüzdesi oranında lineer termik çekmeyi azaltmasıdır. %10 veya daha fazla silisyum ihtiva eden alaşım diğer döküm alaşımlarına nazaran daha az lineer termik çekme göstermekte olup silisyumlu alüminyum alaşımlarının korozyon direnci de oldukça yüksektir [3]. Şekil 2. 1 Alüminyum silisyum denge diyagramı 4

2.2.2 Alüminyum alaşımlarına bakırın etkisi Alaşım alaşımlarında en çok kullanılan alaşım elementlerinden biridir. Bakır ilavesi alüminyum alaşımına sağlamlık, sertlik ve daha iyi işlenebilme özelliği kazandırır. Şekil 2. 2 Alüminyum bakır denge diyagramı 2.2.3 Alüminyum alaşımlarına magnezyumun etkisi Magnezyum elementi alüminyum'a yüksek mukavemet, iyi süneklik, iyi korozyon direnci ve kaynak kabiliyeti sağlar. Bu tür alaşımların, mekanik özellikleri çok üstün olmasına rağmen, genellikle kullanılmakta olan döküm özelliklerine sahiptirler. Alüminyum-Silisyum-Bakır alaşımlarına belirli bir miktarda magnezyum ilavesiyle alaşımın sertlik ve sağlamlığı arttırılabilmektedir. 5

Şekil 2. 3 Alüminyum magnezyum denge diyagramı 2.2.4 Alüminyum alaşımlarına manganez etkisi Alüminyum-silisyum-demirden meydana gelen iğne şekilli yapı, manganez ilavesiyle daha az zararlı duruma getirilmektedir. Mangan, genellikle kum ve metal döküm uygulamalarında arzu edilen bir alaşım maddesi olarak tanımlanmaktadır. Manganezin bulunması, belirli miktarda demir ilavesine de imkan sağlamaktadır. Kum ve metal kalıba dökümde, pres dökümdeki kadar hızlı bir soğuma olmadığı için manganeze ihtiyaç duyulmaktadır. Fakat pres dökümde, manganez ilavesi gerekmemektedir. 6

Şekil 2. 4 Alüminyum manganez denge diyagramı 2.2.5 Alüminyum alaşımlarına çinkonun etkisi Çinko ilavesinin, alaşımın sıcak şekil almada gevreklik meydana getirmesi ve korozyona dayanıklı olmayışı görüşü uzun yıllar yoğunluk kazanmıştır. Fakat, yakın zamanlarda yapılan çalışmalar, %2.5'a kadar çinko ilavesiyle mekanik özelliklerin hiç değişmediği veya çok az değiştiği ve korozyona karşı dayanıklılığında da bir fark olmadığını ortaya koymuştur. Çinko ilavesi, işlenme özelliğini daha da iyileştirmektedir [4]. 7

Şekil 2. 5 Alüminyum çinko denge diyagramı 2.2.6 Alüminyum alaşımlarına titanyumun etkisi Alüminyum alaşımlarında tane küçültücü bir etki gösterir. %0.05-0.2 limitleri arasında ilave edilebilir. Basınçlı döküm alaşımlarında Ti ilavesi zararlıdır. Çünkü Ti ilavesi akışkanlığı azaltır, bu durum ise döküm sırasında zorluk çıkartır. Şekil 2. 6 Alüminyum titanyum denge diyagramı 8

2.2.7 Alüminyum alaşımlarına demirin etkisi Alüminyum alaşımına demir ilavesiyle, alaşımın metalik kalıba yapışma eğilimi azaltılmış olur. Al-Fe alaşımları pek kullanılmazlar. Demir bazı uygulamalarda mukavemeti, yüksek sıcaklıklarda sertliği arttırma gibi alaşım özelliklerini iyileştirici özelliğe sahiptir. Demirli, sıvı alüminyum-silisyum ve magnezyum alaşımı yavaş yavaş soğutulduğu zaman geri kalan kısmı sıvı alaşımın halini korurken demirin bu alaşım metalleri ile bağlı olan bileşimi katılaşıp fırının veya potanın dibine çöker. Şayet sıcaklık tekrar arttınlsa dahi, bu katı kısım sıvılaşmaz. İyi bir karışma sağlanmadıkça tabanda kalır. Bu katı bileşimler, sıvı metal ile birlikte döküm kalıbına gittiği zaman, ileride işleme esnasında sert noktaların meydana çıkmasına sebebiyet vermiş olurlar. Bunu önlemek için sıvı metal sıcaklığının 700 C'nin altına düşürülmemesi, metalin iyi karışması, ve herbir katı alaşım maddesi ilavesinden sonra iyi bir karıştırma işleminin yapılması gerekmektedir. Şekil 2. 7 Alüminyum demir denge diyagramı 2.2.8 Alüminyum alaşımlarına nikelin etkisi Nikel alüminyum alaşımlarına yüksek olmayan yüzdelerde katıldığı takdirde tıpkı bakır gibi dayanım ve sertliği arttırır. Alaşıma parlaklık ve yansıtıcılık vererek yüzey kalitesini yükseltir. 9

Şekil 2. 8 Alüminyum nikel denge diyagramı 2.2.9 Alüminyum alaşımlarına kalay etkisi Metal ergidikten sonra ilavesi oldukça kolaydır. Alüminyum alaşımlarında kalay, düşük ve yüksek sıcaklıklarda dayanımı düşürür. Kalay, yatak olarak kullanılan alüminyum alaşımlarının en önemli bileşenlerinden biridir. 10

Şekil 2. 9 Alüminyum kalay denge diyagramı 2.2.10 Alüminyum alaşımlarına kurşunun etkisi Özellikle kalay ve bizmut ile kullanıldığında alaşımın işlenebilme kabiliyetim arttırır. %0.5'den aşağı miktarlar da ilave edilir. Alüminyum içerisindeki erirliği çok düşüktür. Şekil 2. 10 Alüminyum kurşun denge diyagramı 11

2.2.11 Alüminyum alaşımlarına kromun etkisi Kromun alüminyum içerisindeki erirliği çok düşüktür. Burada ikinci faz çökelmesi görülmez. Genellikle %0.1-0.6 oranlarında ilave edilir. Şekil 2. 11 Alüminyum krom denge diyagramı 2.2.12 Alüminyum alaşımlarına borun etkisi Genellikle %0.01 oranında kullanılır. Titanyumla beraber iyi bir tane küçültücüsüdür. 12

Şekil 2. 12 Alüminyum bor denge diyagramı 2.2.13 Alüminyum alaşımlarına berilyum etkisi Yüksek magnezyumlu (%4 ve daha fazla) döküm alaşımlarında cüruflaşmayı azaltmak ve yeniden ergime esnasında magnezyumun yanarak kaybolmasını önlemek için berilyum ilave edilir. 13

2.3 Alüminyum Alaşımlarının Özellikleri Alüminyum metalinin elektriksel uygulamalar haricinde saf olarak kullanımı oldukça sınırlı olup, daha çok saf alüminyum; elektrik iletiminin istenildiği yerlerde, ambalaj sanayinde ve dekoratif amaçlı uygulamalarda kullanılmaktadır. Alüminyum metali demir ve bakıra göre yaklaşık olarak 3 kez daha hafif, elektrik iletiminde yoğunluğuna göre oldukça yüksek olup saf alüminyum'un özellikleri Tablo 1 de gösterilmiştir. Kristal Yapısı Yüzey Merkezi Kübik Yoğunluk 2.7 gr/cm 3 Yeniden Kristalleşme Sıcaklığı 150-300 C Isı İletkenliği (25 C) 645-660 Kcal/Sa/cm/ C İşlem Sıcaklığı 300-500 C Ergime Sıcaklığı 660 C Çekme Dayanımı 4-9 kg/mm 2 Akma Dayanımı 1-3 kg/mm 2 Sertlik (BHN 2.5) 12-20 kg/mm 2 Elastik Modül 7.2 x 10 5 kg/cm 2 Kayma Modülü 2.7 x 10 3 kg/cm 2 Çentik Darbe Tokluğu 10 kg/cm 2 Kopma Uzaması % 30-40 Tablo 2. 1 Saf alüminyum metalinin özellikleri 14

2.3.1 Ağırlıktan tasarruf Otomotiv ve uçak endüstrisinde ağırlıktan tasarruf önemli bir konudur. Çünkü; Güç tasarrufu olur. Hareketli parçalan olan makinalarda verim yükselir. Teçhizatın elle idaresinde işçi daha az yorulur. Nakliye işlerinde tonaj düşmektedir. Pik mamuller, alüminyumdan yaklaşık 2.5 defa, çelik mamuller ise 3 defa daha ağırdır. Bu nedenler, alüminyum alaşımlarının kullanılma işlevini artırmaktadır. 2.3.2 Mekanik özellikler Çeşitli alüminyum alaşımları ısıl işlemler sonucu arzu edilen şekilde mukavemet, sertlik, tokluk ve diğer mekanik özellikleri geliştirilebilir. Mekanik özelliklerin böyle değişebilir olması alüminyum alaşımları için büyük bir avantaj olup, kullanım alanını genişletmektedir. 2.3.3 Korozyon davranışı Alüminyum alaşımları korozyona karşı oldukça dayanıklıdırlar. Ayrıca birçok kimyasal maddelere dayanıklı olduklarından petrol ve kimya endüstrisinde kullanılmaya elverişlidir. 2.3.4 Isıl ve elektirik iletkenliği Alüminyum alaşımları ısı ve elektriği çok iyi iletirler. Pistonlar, silindir kafaları, çeşitli mutfak eşyaları, kalorifer radyatörleri gibi ismin hızla iletilmesi istenen yerlerde geniş uygulama alanları bulmuşlardır. 2.3.5 İşlenebilme Kabiliyeti Alüminyum alaşımlarının sıcak ve soğuk işlenebilme özelliği vardır. Çok iyi hadde özelliğine sahiptirler. Ayrıca bazı alüminyum alaşımlarının döküm özellikleri de iyidir. 2.3.6 Düşük son maliyet Alüminyum alaşımlarının birim ünite maliyetinin diğer metallere göre daha ekonomik oluşu bir tercih sebebi olmaktadır. 2.4 Alüminyum Alaşımlarının Kullanım Alanları Alüminyum alaşımlarının birçok kullanım yeri vardır. Bunlardan başlıcaları: 2.4.1 İnşaat sanayisinde 15

Son yıllarda inşaat tekniğinde ve mimari stilde meydana gelen gelişmeler alüminyum ve alaşımları lehinedir. Alüminyum ve alaşımlarının kullanılma sahalarının fazlalığı düşük maliyetli, iyi görünümlü ve inşasının hızlı olmasındandır. 2.4.2 Uçak endüstrisinde Alüminyum ve alaşımları 1908 yılında yaşlanma sertleşmesinin bulunmasıyla uçak sanayine girmiştir. Bugün uçak sanayinde düralüminyum tipi alaşımlar kullanılmaktadır. Alüminyum alaşımları uçakların gövde kısmında kullanılmaktadır. 2.4.3 Gemi sanayisinde Günümüzde küçük araştırma gemileri, yat, yelkenli ve feribot gibi küçüklü büyüklü gemilerin yapımında alüminyum alaşımları kullanılmaktadır. Yolcu gemileri ve şileplerde hafif oldukları için tercih edilen alüminyum alaşımları, büyük askeri gemilerde, düşük manyetik geçirgenlikleri sayesinde bir avantaj daha sağlamaktadırlar. 2.4.4 Elektirik sanayisinde Bir alüminyum iletken, düşük yoğunluğu nedeniyle bakır bir iletkenden daha hafiftir. Bu nedenle 1930 yılından beri enerji nakil hatlarında kullanılmaktadır. Yurdumuzda da "Türkiye Elektrik Kurumu" enerji nakli ve iç hatlarda alüminyum kablolar kullanmaktadırlar. 2.4.5 Ambalaj ve konserve sanayisinde Alüminyum, paketleme (ambalaj) malzemesi olarak da kullanılmaktadır. Ayrıca nüfus artışıyla ortaya çıkan beslenme problemi konserveciliği geliştirmiş ve alüminyumdan yapılmış kutular ön plana geçmiştir. Bunlar diğer malzemelere göre daha iyi özellik ve düşük maliyet sağlarlar. Kullanılan kutular atıldığı için bu durum önemli bir avantajdır. Ayrıca bu kutular hurda olarak da kullanılabilir. 2.4.6 Demiryolu sanayisinde Alüminyum ve alaşımları pahalı olmasına rağmen işletme masraflarının az olması, korozyona dayanıklı ve hafif olması nedeniyle demiryolu araçlarında kullanılmaktadır. Son yıllarda vagon, treyler, lokomotif yapımında alüminyum alaşımları kullanılmaya başlanmıştır. 2.4.7 Otomotiv endüstrisinde 16

Alüminyum alaşımları düşük özgül ağırlıklı ve üstün mekanik özellikleri nedeniyle bol miktarda kullanılmaktadır. Taşıt araçları ne kadar hafif olursa, hareket etmeleri için daha az enerjiye gerek duyulur. Alüminyum alaşımları demir çelik grubu malzemelere nazaran daha düşük yoğunluğa sahip olduğundan otomotiv endüstrisinde her geçen gün daha da kullanımı artmaktadır [4,5]. BÖLÜM.3 ALÜMİNYUM ALAŞIMLARINDA TANE İNCELTME Mikroyapının çalışmalar ve deneyimler sonucunda, birçok faktörlerden etkilendiği tespit edilmiştir. Dökümde kullanılacak alaşımın mikroyapı kontrolü ise kontrollü katılaşmanın yanı sıra temel olarak pratikleri ile sağlanabilmektedir. Alüminyum Silisyum alaşım sistemlerinde mikroyapı kimyasal kompozisyon ve döküm prosesinin özelliklerine göre değişkenlik göstermektedir. Örneğin, ince şekilli ötektik yapı basınçlı dökümde hızlı soğutulma ile elde edilirken, aynı zamanda dendrit kol uzunluklarının ve dolayısıyla dendritik hücrelerin daha kısa oluşmasına sebep olmakta, bununla birlikte tane 17

boyutunun küçülmesine yardımcı olmaktadır. Öncelikli olarak tane inceltme ve modifikasyon gibi iki önemli süreç ve etkileşim mekanizmaları iyi şekilde anlaşılmalıdır. 3.1 Tane İnceltme Prosesi Döküm alaşımının yapısal özelliklerini belirleyen faktörlerin başında gelen tane inceltme prosesi; sıcak yırtılma eğilimi, porozitenin dağılımı ve beslemenin iyileştirilmesi açısından büyük bir önem arz etmektedir. Tane inceltme işlemi sonucu, parçada daha az yapısal döküm kusuru görülürken buna mukabil olarak, çok daha iyi mekanik değerler elde edilebilecektir. Tane inceltme işleminin alaşımın yapısında nasıl geçekleştiğinin anlaşılabilmesi için, öncelikle döküm parçasının temel yapı taşı olan çekirdek teorileri ve tane oluşumu incelenmelidir. Bu sayede, tane inceltme mekanizmaları kolayca görülebilecektir. 3.1.2 Tane yapısı Tane boyutunun yapısal ve mekanik değerler üzerindeki etkisi çoklu fazlarda tam olarak bilinmemesine rağmen, tekli fazların özellikleri bilinmektedir. Sektörde yaygın bilgi ve deneyimlere göre, ince tane yapısı iri tanelere göre tercih edilir. Ancak Al Si alaşımlarında bu durum esas yapısal özellikleri belirleyen ötektik silisyum fazı dolayısıyla özellikle modifikasyon ve tane inceltme terimlerinin birbirleriyle karıştırılmaması gerekliliğini doğurmaktadır. Pratik uygulamaların kazandırdığı deneyimler ışığında, Al Si döküm alaşımlarının yapısına etki eden faktörlerin başında gelen ötektik silis morfolojisi, boyutları ve dendrit kol uzunluğu gelmektedir. Ancak, bu faktörler incelenirken birbirinden ayrı ele alınması gerekmektedir. Örneğin, bir döküm alaşımında ince ya da iri taneler modifiye edilmiş ve yahut edilmemiş, daha geniş veya daha kısa dendrit kol uzunluklarında görülebilirler. Örneğin, bir döküm alaşımında ince ya da iri taneler modifiye edilmiş ve yahut edilmemiş, daha geniş veya daha kısa dendrit kol uzunluklarında görülebilirler. Alaşımın yapısında bulunan ve tane olarak adlandırılan yapıda, aynı çekirdekten oluşan alüminyum dendritleri bulunmaktadır. Bu dendritlerin uzunluğu ise en başta katılaşma hızı ile belirlenmekte, katılaşma hızı yavaşladıkça dendritlerin uzunluğu artmaktadır. Bahsi geçen dendrit kollarının arasında ise, modifiye edilebilir ötektik silisyum fazı yer almaktadır. 18

19

20