Alüminyum Ergime Sıcaklığı

Sponsorlu Bağlantılar
abd buna charles martin hall dalinda demir diger elde elektrik fransa iletkenlik isi kimya metaller oranda otomotiv ragmen sicak tona yeni yurt Alüminyum Ergime Sıcaklığı Alüminyumun Ergime Sıcaklığı alüminyum erime sıcaklığı alüminyum ergime sıcaklı..

Aluminyum

ALUMİNYUM

Alüminyum, demir – çelikten sonra dünyada en çok kullanilan metaldir. 1900’ li yillarin baslarinda dünya alüminyum üretimi 172.000 ton iken, 1977’ de 13.360.000 tona 1980’ ler de 17.5 milyon tona ulasmistir. Diger demir disi metaller yaninda alüminyum metal üretimi ve tüketimindeki yüksek artis hizinin nedenleri; alüminyumun özelliklerindendir ki bunlar düsük yogunlu, yüksek isisal ve elektriksel iletkenlik, isik ve isi yansiticiligi, sicak ve soguk sekillendirilebilme kolayligi, degisik dayanim olanaklari, yeniden kullanilabilme gibi belirgin özellikler ve fiyatinin 1974 yilina dek diger rakip metallere göre daha düsük oranda artmis olmasidir. Bugün bütün dünyada alüminyum ve alasimlari büyük ticari degeri olan ve büyük miktarlarda üretilen malzeme grubu haline gelmistir. Alüminyumun uçak ve otomotiv sanayinde önemli rol oynamasi “stratejik” bir metal sayilmasina neden olmustur. Alüminyum ve alasimlari bütün imalat sanayinin hem her dalinda, tarim, insaat, kimya, gida, ulastirma, elektrik ve elektronik sektörlerinde giderek artan oranlarda kullanilmaktadir. Ülkemizde alüminyum sanayi oldukça yeni olmasina ragmen, alüminyum ürünlerine olan talep ve buna bagli olarak yurt içinde islenen alüminyum ürünlerinin miktari hizla artmistir.

2.1 ALÜMINYUM METALIN ÖZELLIKLERI
Hafif metaller sinifindan olan alüminyum, bilesikler halinde yerkabugunun % 8’ ini olusturur. Oksijen ve silisyumdan sonra dogada en çok bilesigi bulunan metaldir. 1886 yilinda ABD’ de Charles Martin Hall’ in alüminyum oksiti elektrolitik islemler sonucu elde etmesiyle kullanilmaya baslanan alüminyum, daha sonra Fransa’ da Paul Heroult tarafindan elektroliz yöntemiyle elde edildi. Günümüzde de alüminyumun elektroliz yöntemiyle elde edilmektedir. ( Hall – Heroult yöntemi )

Mühendislik uygulamalarinda ve insan yasaminda önemli ölçüde kullanim alani bulan alüminyumun en belirgin özelligi hafifligidir. Magnezyum ve berilyum dan sonra en hafif metaldir. Alasimlarinda yogunlugu çok az artmasina ragmen mukavemeti önemli miktarda artmaktadir.

Alüminyum iyi bir isi ve elektrik iletkenidir; kolayca dökülür ve islenebilir; korozyona dayaniklidir. Sicak ve soguk sekillendirilebilme, dekoratiflik özelliklerinden dolayi makine imalat, metal sanayi, insaat, kimya, gida sanayi, ulastirma, elektrik – elektronik sanayi uzay sanayi ve diger bir çok ortamlarda kullanilmaktadir.

Kimyasal özellikleri
Atom numarasi : 13
Atom agirligi : 27
Özgül agirligi : kati halde 2,7 gram/cm3 , sivi halde ( 700 ºC ) 2,37 gram/cm3’ tür.
Ergime sicakligi : 660 ºC
Kaynama sicakligi : 2500 ºC

3.1 ALÜMINYUM ALASIMLARI

Diger metallerin alüminyuma ilave edilmesi mukavemet ve sertligin artmasina imkan verir. Bu hususta, ticari evsafdaki alüminyumda mevcut küçük miktarlardaki gayri safiyetlerin dahi alüminyumun mukavemetini ( saf metale kiyasla ) % 50’ ye kadar arttirmaya yeterli oldugunu kaydetmeye deger. Alüminyum alasimlarinin istihsalinde en fazla kullanilan metaller bakir, silisyum, manganez, magnezyum ve çinkodur. Bu metaller, nihai alasimda arzu edilen bilesimi elde etmek için tek tek veya birlesik halde alüminyuma ilave edilebilirler. Döküm alasimlarinda alasim yapici metaller daha yüksek miktarlarda sik sik kullanildigi halde isleme alasimlari için bu metallerin toplam yüzdesi nadiren % 10’ un üstüne çikar. Dökülmüs ve tavlanmis sartlardaki alüminyum alasimlarinin çekme mukavemeti bilesimlerine bagli olarak, ticari alüminyumunkinin iki misline kadar degisir. Soguk islem, isleme alasimlarini çekme mukavemetini daha da yükseltir.

Alasimlandirma neticesi alüminyum metalinin mukavemetinde elde edilen yükselis, diger özellilerdeki degisimlerle birlikte meydana gelir. Bu degisimler farkli alasimlarda nadiren ayni olur zira birçok alasimlar esas itibariyle ayni çekme mukavemetine sahip olmalarina ragmen süneklik, elektriklik ve isi iletkenligi ve imal kolayligi bakimindan genis ölçüde farkli olurlar. Alasimlandirma da hafiflik özelligi genellikle fazla önemli degildir ve bazi hallerde alasimlar daha da hafif olurlar. Örnegin % 10 – 13 nispetinde silisyum ihtiva eden alasimlarin yogunlugu 2.65 civarindadir. Alasimlar uygun bir sekilde iki gruba ayrilabilirler : döküm alasimlari ve isleme alasimlari. Ana Alüminyum alasimlari Sekil 1’ de verilmistir. Alasim elementlerinin etkileri Tablo 2’ de özetlenmistir.

3.1.1 ALÜMINYUM DÖKÜM ALASIMLARI

Döküm alasimlari baslica iki kisimda mütalaa edilebilir. Birinci kisimda islah edilen özellikler yalniz alasimlandirma neticesi elde edilmistir. Ikinci gurupta ise, özelliklerin daha fazla islah edilmesi için isil islemler tatbik edilmistir. Dökümlerde kullanilan alasimlandirici metaller genellikle bakir, silisyum, magnezyum, çinko ve demirdir. Bu elementlerin uygun miktarlarda ilave edilmesi ile alüminyumun mukavemeti ve sertligi büyük ölçüde artirilabilir. Bununla beraber süreklilik azalir. Alüminyum alasimlarinin dökümü yalniz kum kaliplarinda degil fakat metal kaliplarinda da ( kokil’ lerde ) yapilabilir. Buna ilaveten alasimlardan bazilari püskürtme döküm makinelerinde dökülür. Metal kaliplarda istihsal edilen dökümlerin yüzeyleri, kum kaliplarda edilene nazaran daha düzgün ve boyut toleranslari daha azdir. Bunun neticesi olarak da döküm parçasini isleme veya nihai sekillendirme maliyetlerinde önemli miktarda tasarruf saglanmis olur.

Alüminyum döküm alasimlari için kullanilan simgeleme dizgesi islem alasimlarininkine benzer

Dördüncü rakami üçüncüsünden bir nokta ile ayrilan dört rakamli bir simge kullanilir. Bunlar Tablo 3’ de verilmistir.

1xx. – için ikinci ve üçüncü rakamlar alüminyumun % 99.00 dan sonra arilik derecesini belirler.

Son rakam 0 ise bu parça dökümleri; 1 ise ingotlari; 2 ise incelmis ingotlari belirtir. Rakamlarin önünde bir x varsa bu, alasimin deneme asamasinda oldugunu belirtir. Rakamlarin önüne A harfi konmussa bu o alasimin orijinal alasim sartnamesinden farkli oldugunu gösterir.

2 xx.x – 9 xx.x arasindakilerde ise ikinci ve üçüncü rakamlar yalnizca bir siralama sayisini olusturur.

ALÜMINYUM DÖKÜM ALASIMLARININ TANITILMASI

Alüminyum – Bakir alasimlari

Alüminyum kum dökümü endüstrisi, yaklasik olarak % 8 bakir ihtiva eden bir alasimin kullanilmasi ile gelismistir. Fakat günümüzde bu alasimin yerini hemen hemen tamamen, bakira ilaveten belirli miktarlarda demir, çinko, silisyum, nikel vs. ihtiva eden alasimlar almistir. Bu suretle dökümün yalniz kalitesi degil, fakat ayni zamanda mukavemet ve islenebilme hususiyetleri de islah edilmis olur.

Bu alasimlardan ikisinin mekanik özellikleri Tablo 4’ de verilmistir.

1 No’ lu dökümün bilesimi % 8 bakir, % 1 demir, % 1,2 silisyumdan ibarettir. 2 No’ lu döküm ( Y – alasimi ) % 4 Cu, % 2 Ni, % 1,5 Mg ihtiva eder.

Y – alasimi, ( nikel ilavesinden ötürü ) yüksek sicakliklarda gerilime mukavemet etmesi sebebiyle ilgi çekicidir. Bu sonuncu elementin alasima ilavesiyle Tablo 4’ te belirtilen mekanik özelliklerde saglanan büyük kazanci nazari itibare almak icab eder. Piston imalinde genis ölçüde Y – alasimi kullanilir.

Alüminyum – Silisyum Alasimlari

Silisyum ihtiva eden alasimlar, yüksek akiskanliklari sebebiyle, iyi döküm özelliklerine sahiptirler ve bu sebepten ötürü dizayn bakimindan karisik olan parçalarin dökümünde kullanilabilirler. Bu alasimlarin mukavemetleri atmosfer etkilerine karsi da yüksek oldugundan, mimari ve dekoratif dökümler imalinde büyük deger tasirlar. % 5 silisyum alasimlar daha ziyade dekoratif gayeler için kullanilir. Bu alasimlarin çekme mukavemeti ve emniyet gerilmesi, alüminyum – bakir alasimlarina kiyasla daha düsük oldugu halde süneklik ve darbeye karsi mukavemetleri daha yüksektir. % 10 ila 13 nispetinde silisyum ihtiva eden alasimlarinda genis ölçüde kullanilma sahasi mevcuttur Alasim, özel bir döküm teknigi uygulanmadan döküldügü takdirde gevrek ( kirilgan ) ve iri kristalli bir yapiya sahip olur. Fakat küçük miktarlarda (%0,05 mertebesinde) metalik sodyum veya kalsiyum ilavesiyle yüksek mukavemet, süneklik ve ince kristalli yapiya sahip dökümler elde edilebilir. Bu islem “ modification ” olarak adlandirilir. Yüksek silisyumlu dökümler içten yanmali motorlarda, vites kutularinda, silindir ve karterlerde ve nikel gibi metallerin ilavesiyle de piston imalinde kullanilir.

Alüminyum – Magnezyum Alasimlari

Bu guruptaki alasimlarin deniz suyu etkilerine karsi yüksek direnç gösterirler, çekme mukavemetleri yüksektir, süneklik ve islenebilme özellikleri çok iyidir. Bununla beraber bu alasimlar bu alasimlar nispeten güç dökülürler ve döküm esnasinda oksidasyonu önlemek için özel bir islemin tatbikini gerektirirler. % 10 nispetinde magnezyum ihtiva bir alasimi, isil islemin tatbikinden sonra, bütün alüminyum döküm alasimlari içinde çekme mukavemeti, uzama ve darbeye karsi mukavemet bakimindan en yüksek özellige sahiptir.

Al – Zn – Cu – Si Alasimlari

Ikili Al – Zn alasimlari sicak gevreklik özelliginden dolayi pek kullanilmazlar. Ancak Cu ile birlikte kullanilirlar. Sicak gevreklik ve yüksek katilasma çekmesinden dolayi, pres dökümler için uygun degildir. Orta derecede dayanç ve esnemezlik özelligi gerektiren üretimlerde kullanilir. Yeni gelismis alasimlarin bilesiminde Si’ de vardir. Bunlar elektrik aygitlari, tasit parçalari ve aygit kutularinda kullanilir.

ALÜMINYUM ISLEME ALASIMLARI

Alüminyum islem alasimlarindan çesitli profiller, yuvarlaklar, tel, boru, vb. ürünler ile saç, levha ve folyo gibi yassi ürünler üretilir.

Alüminyum islem alasimlari için dünyada en yaygin olarak kullanilan simgeleme Amerikan Standartlar Birligi (ASA) tarafindan belirlenendir. Bu sistem en yalin sekilde Tablo 5’ açiklandigi gibi dört rakamdan olusmustur.

Dört rakamli sayisal simgenin ilk rakami hangi temel alasim elementini içeren alüminyum alasimi oldugunu belirtir. 1 XXX dizisi ari alüminyumu ( % 99.00 ) belirtir. Son iki rakam % 99 degerinin noktadan sonraki rakamlarini belirtir. Soldan ikinci rakam ise özel olarak denetlenen katiski ( empürite ) elementlerin sayisini belirtir ve 1’ den 9’ a kadar degisebilir. 2 XXX’ den 8 XXX’ e kadar olan alüminyum alasimlarinda ilk rakam alasim türünü ikinci rakam degisimleri (modifikasyon) simgeler, son iki rakamin özel bir anlami yoktur. Alasimi dizideki diger alasimlardan ayiran sira numarasi gibi kullanilir.

Bu alasimlarin “ islem” ( temper ) durumlarini belirtmek için de harfler ve rakamlar kullanilir, temel islem durumu bir harf, bu islemin çesitli degisimleri ise bir rakam ile gösterilir. Bu islemin degisimleri Tablo 6’ da gösterilmektedir.

Isleme alasimlari isil islemin tatbiki ile degil fakat soguk islemle mukavemet kazananlar ve isil isleme tabi tutulanlar olmak üzer iki gruba ayrilirlar. Ikinci grup, birinciye nispeten daha fazla sayida ilave element ihtiva eder.

ALÜMINYUM ISLEME ALASIMLARININ TANITILMASI

Alüminyum – Bakir Alasimlari

Bu grup, farkli yüzdelerde magnezyum ve manganez ihtiva eden bakirin baslica alasimlandirici element oldugu yüksek mukavemet alasimlarini içine alir. Düralümin, alüminyum alasimlari içinde en iyi bilinendir. Düralümin’ in bilesimi, % 3,5 – 4,5 bakir, % 0,5 Mg, % 0,5 Mn ve az miktarda silisyum ve demirden ibarettir. 1906 yilinda Almanya’ da kesfedilen alasimin ismi, ilk defa istihsal edilen sehrin adina ( Düren ) izafeten verilmistir. Düralümin, isil isleme tabi tutulabilecek alasimlar içinde kesfedilenlerin ilki olmasi ve yaslanma serlesmesi olayinin ( Bir alasim, normal oda sicakliginda dört veya bes gün müddetle birakilacak olursa mukavemet ve sertliginde kendiliginden önemli bir artis meydana gelir. ) ortaya çikmasina ön ayak olmasi sebebiyle büyük önem kazanmistir.

Düralümin tipi alasimlar ( bilhassa plaka halinde olanlar ) yüksek mekanik özelliklere sahip olmalarina ragmen korozyona karsi düsük mukavemet gösterirler. Bununla beraber bu mahzur, “ kaplama ” (cladding ) diye bilinen içlem vasitasiyla giderilmistir. Bu islem, muhafaza vazifesi görecek inde bir saf alüminyum tabakasini haddeleme yolu ile düralümin plakasinin her iki tarafina kaplamaktan ibarettir. Alüminyum kaplamanin kalinligi, toplam plaka kalinliginin % 10’ u civarindadir. Alüminyum kaplamali alasim plakalari genis ölçüde uçak endüstrisinde kullanilmaktadir. Alüminyum kaplama islemi, diger metalleri de ayni sekilde kullanacak tarzda inkisaf ettirilmistir. Aslinda bakir eksikliginin giderilmesi için gelistirilen bakir kaplamali alüminyum, her iki metal özelliginin de arzu edildigi yerlerde kendine tatbik sahasi bulmustur. Bakir, her ne kadar püskürtme veya galvano teknik ( elektrik yolu ile kaplama ) yolu ile alüminyuma tatbik edilebilirse de, en iyi sonuçlar kaplama islemi sonunda elde edilmistir. Tek tarafli kaplama için kullanilacak malzemede genellikle % 80 Al ve % 20 Cu orani muhafaza edilir, halbuki çift tarafli kaplamada en çok kullanilan oranlar 5 / 90 / 5 ve 10 / 80 / 10 dur. Bu islemin en genis tatbik sahasi elektrik endüstrisindedir. Zira alüminyum iletken olarak kullanildiginda, belirli bir merhalede bakir ile birlesmek zorundadir. Böyle bir durum ise elektro kimyasal korozyon imkanini ortaya çikarir.

Tek tarafli kaplanmis metal rondela kullanmak suretiyle, bakirin alüminyumla olan ek kismi rondela içinde kalmis ve dolayisiyla paslandirici ( korrozif ) etkenlerden uzaklasmis olur.

Tek tarafli kaplanmis malzemenin diger bir kullanilis yeri de su borulu kazanlardir. Burada borunun bakir kapli kismi suya ve sülfürlü ( kükürt yüklü ) baca gazlarina karsi mukavemeti yüksek olan alüminyum kapli kisim da atese dönük olarak kullanilir. Çeligin sertlik, darbeye karsi dayaniklilik ve mukavemet özelliklerini, alüminyumun düsük yogunluk, yüksek elektrik iletkenligi ve korozyona karsi mukavemet özellikleri ile bir araya getirmede elde edilecek faydalar asikardir. Bu durum çeligin çift tarafli olarak alüminyumla kaplanmasi neticesi gerçeklestirilmis ve elde edilen malzeme “Feran” olarak adlandirilmistir. Malzeme yüksek sicakliklarda mukavemetini muhafaza etmis ve nakliye, radyo ve elektrik endüstrisinde kendine bir çok tatbik sahasi bulmustur. Al – Cu denge diyagrami Sekil 2’ de verilmistir.

Alüminyum – Magnezyum Alasimlari
Magnezyumun alüminyuma ilavesi, deniz suyu korozyonuna karsi yüksek mukavemet, çekme ve yorulma mukavemetlerinin islahi da dahil olmak üzer arzu edilen birçok özellileri kazandirir. Alüminyum – magnezyum alasimlari içinde 4 tanesi en fazla kullanilmaktadir. Bunlar sirasiyla % 2, %3,5, %5 ve % 7 mertebesinde magnezyum ile birlikte az miktarlarda manganez ve krom ihtiva eden alasimlardir. Mukavemet, 10 tan / inç2 den ( % 2 nispetinde magnezyum ihtiva eden tavlanmis alasimda ) 23 ton / inç2 ye ( % 7’ lik yumusak alasimda ) kadar degisir. Bu alasimlar islem sirasinda oldukça çabuk sertlesirler. Bu sebepten ötürü yüksek magnezyumlu alasimlari sicak veya soguk olarak islemek nispeten güçtür.

Alüminyum – Magnezyum – Silisyum Alasimlari

Düralümin tipi alasimlarda elde edilebilen maksimum mekanik mukavemetin lüzumsuz oldugu hallerde, isil isleme tabii tutulabilen diger bir alasim kullanilabilir. Bu alasimda setlesme, Mg2Si metaller arasi kimyasal bilesiginin sicaklik ile degisen çözünürlügünden ileri gelmektedir. En çok kullanilan bu tip alasimlardan ikisi, yaklasik olarak % 0.5 nispetinde magnezyum ile birlikte nispeten daha büyük miktarda ( % 0.5 ila 1 ) silisyum ihtiva ederler. Bu alasimlar kararli olmalari ve eritme isil islemi ( solution heat treated ) sartlarinda çik iyi sekillenebilmeleri ile karakterize edilirler. Sekillendirme ameliyesi su vermeden sonra malzeme üzerinde yürütülebilir ve lüzumlu mukavemet, malzemeyi bilahare 160 º – 180 ºC’ da çökelme isil islemine tabii tutmak suretiyle temin edilir. Alasimlar, ilave edilen elementlerin orani nispetinde küçük oldugundan, ticari bakimdan saf olan alüminyumun arzu edilen özelliklerinde çoguna sahip olurlar. Bu alasimlarin korozyona karsi göstermis olduklari direnç saf alüminyumunkinden biraz azdir, mukavemetleri 16 ila 26 ton / inç2 arasinda degisir.

Alüminyum – Çinko – Magnezyum Alasimlari

Bu alasimlar bütün alüminyum alasimlari içinde en mukavemetli olanlaridir, ve ikinci dünya savasi esnasinda hava kuvvetlerinde kullanilmak üzere gelistirilmistir. Bilesim bakimindan % 8’ e kadar çinko, % 4 magnezyum, % 3 bakir ve küçük miktarlarda krom, titan manganez veya nikel ihtiva ederler.

Bu alasimlar imal güçlükleri arz ederler ve sekillendirme islemi, eritme isil isleminden hemen sonra yapilmalidir. Bunu çökelme isil islemi takip eder.

Alüminyum – Manganez Alasimlari

Bu alasimlar, saf alüminyum ile yüksek mukavemetli alüminyum alasimlari arasindaki boslugu doldururlar. Zira % 1,5 mertebesindeki bir manganez ilavesi, mukavemetin önemli miktarda ( 6 ila 11 ton / inç2 ) artmasina fakat sünekligin ise cüzi miktarda azalmasina sebebiyet verir. Ticari alüminyum mukavemetinden daha yüksek bir mukavemete sahip ve islem sirasinda sertlesebilen bir alasimi gerektiren yerlerde bu cins alasimlar kendilerine tatbik sahasi bulurlar. ( Örnegin, presleme, bükme ve kaplama islerinde ).

ALÜMINYUM ÖN ALASIMLARI
Alüminyum ön alasimlari “ sivi alüminyum metalin içine katildiginda hedef alinan bir kimyasal bilesimi saglayan veya tane küçültme, silis inceltme gibi islemleri gerçeklestiren alüminyum ana metalli alasimlardir ” seklinde tanimlanabilir.

Bu gün hemen hemen her alüminyum alasimi üretiminde ön alasim kullanilmaktadir.

Alasim elemanlarinin saf metal durumunda sivi alüminyum içinde eritilmesi ergime derecelerinin farkliligi sebebiyle zorluk yaratmaktadir.

Ayrica saf metallerden ön alasimlarin imalati islemi büyük ölçülerde eritme ve alasimlama tesisi yatirimi gerektirmektedir.

Yüzde 5’ lik Al – Ti ön alasiminin ergime derecesi saf titanyumun ergime derecesine göre 500 ºC daha düsüktür.

Al – Ti ön alasimi yerine saf titanyum kullanilirsa ocaktaki tüm sivi alüminyumun sicakligini çok yukarilara çikarmak gerekir. Bu hem enerji israfi hemde alasim içindeki öteki elemanlarin miktar ve dagilimi açisindan sakincali bir durum yaratmaktadir.

Alüminyum ön alasimlarinin bir yarari da az oranlarda katilan alasim elamanlarinin kesin ölçülerde ve homojen olarak dagiliminin kolayca saglanabilmesidir.

Ön alasimlar hedef alinan bir alasimi saglamak için belli oranlarda hazirlanmis ise bunlara sertlestirici veya alasimlayici denilmektedir. Ayrica stronsiyum, titanyum, bor, gibi ön alasimlarda doku ve iç yapiyi gelistirici reaksiyonlari nedeniyle katki alasimlari olarak isimlendirilmektedir.

Birinci guruba giren ön alasimlar: Al – Be, Al – Cr, Al – Fe, Al – Mg, Al – Mn, Al – Ni, Al – Si, Al – Cu, Al – Zr, Al – Li olup bunlar özelliklerine göre standart oranlarda hazirlanmaktadir.

Al – Ti, Al – Ti – Bo, Al – Sr – Si, Al – Sb’ de ikinci guruba giren katki tipi ön alasimlardir.

ALÜMINYUM ÖN ALASIMLARININ TANITILMASI

Al – Be Ön Alasimlari :

Magnezyumlu alüminyum alasimlarina katilan 10 – 3 PPM berilyum sivi alasimin oksitlenmesini ve ocak kayiplarini azaltmaktadir. Ön alasim genellikle Al – 5 % Be oranlarinda hazirlanmaktadir.

Al – Cr Ön Alasimlari :
Krom Al – Mg, Al – Mg – Si ve Al – Zn gurubu alasimlarda 0,1 – 0,3 % oranlarinda kullanilmaktadir.

Krom alüminyum alasimlarinda iç yapida az çok esit araliklarla daginik olarak çökelmis bir faz olusturarak alasimi sertlestirmektedir.

Al – Fe Ön Alasimlari :

Alüminyum alasimlarina demir sertlestirici bir özellik vermektedir. Demirin çözünürlügü az olup oda sicakliginda % 0,003 ve ötektik sicakliginda % 0,05 oraninda çözülmektedir. Bu nedenle demir alüminyum içinde Al3Fe çökeltisi halinde bulunmaktadir.

Demir ayni zamanda alüminyum alasimlarinin yüksek sicakliklara dayanimini artirmaktadir. Al – Mn alasimlarina katilan % 0,5 – % 6 demir kristallesmede tane yapisinin daha küçük olmasini saglamaktadir.

Yüksek basinçli döküm alasimlarinda % 1 oranindaki demir Al – Si alasiminin çelik kalip yüzeylerine yapismasini önlemektedir.

Al – Mg Ön Alasimlari :

Al – Mg – Si alasimlarinda % 0,6 oranindaki magnezyum isil islem sonucu Mg2Si fazi olusturarak alasimin sertlesmesini saglamaktadir. Ayrica Al – Cu alasimlarinda Al2CuMg, Al – Zn alasimlarinda MgZn2 fazlari da isil islem sonrasi alasimin sertlesmesini saglamaktadir.

Al – Mn Ön Alasimlari :

Mangan alüminyum Ametal içinde Al6Mn metaller arasi bilesigini olusturmakta ve alasimin mekanik özellikleri ve korozyon dayanimi artmaktadir.

Al – Si alasimlarinda % 0,2 – 0,4 Mn ilavesi ile yapida bulunan demirin sebep oldugu kirilganlik azaltilmaktadir.

Al – Ni Ön Alasimlari :

Nikel Al – Mn, Al – Cu ve Al – Si alasimlarinda çözünmeyen metaller arasi bilesikler olusturarak bu alasimlarin yüksek sicakliklara dayanimini artirmaktadir.

Al – Si Ön Alasimlari :

Alüminyum silisyum alasimlari en çok kullanilan döküm alasimi olup isil islemle serlik ve dayanim artirimi için magnezyum ilavesi yapilmaktadir. Burada Mg2Si çökelerek sertligi saglamaktadir.

Alüminyuma katilan silisyum alasimin yüzde uzama katsayisini azaltirken mekanik özelliklerini arttirmaktadir. Silisyum ayrica alasimin dökülebilirligini de artirmaktadir.

Al – Ti ve Al – Ti – Bo Ön Alasimlari :

Döküm alasimlarinda titanyum katkisi sivi alasimin kontrollü katilasmasi ve tane büyüklügünün istenilen sinirlarda tutulabilmesi açisindan büyük önlem tasimaktadir.

Titanyumun alüminyum alasimi içindeki konsantrasyonu % 0,15 astiginda TiAl3 aktif çekirdek olusturucu bilesikler meydana gelmektedir. Titanyum konsantrasyonu % 0,15’ in altinda kalirsa bu durumda tane inceltme islemi gerçeklesmekte ve alasimin mekanik özellikleri artmaktadir.

Al – Cu Ön Alasimlari :

Alüminyum bakir alasimlarinda Al2Cu ve Al2CuMg fazlari alasima sertlik ve yüksek sicakliklarda mekanik özelliklerin devamliligini saglamaktadir. Al – Mg – Si alasimlarinda bakir katkisi ile sertlikte ve mekanik özelliklerde ek bir artis saglamaktadir.

Al – Zr Ön Alasimlari :

Al – Cu, Al – Mg, Al – Mg – Si ve Al – Zn gurubu alasimlara % 0,05 – 0,20 oraninda katilan zirkonyum bu alasimlarin yüksek sicakliklara dayanimini artirmaktadir.

Al – Li Ön Alasimlari :

Lityum alüminyum içinde yüksek çözünürlüge sahiptir. Ayrica Al3Li fazi sertlik ve dayanimi artirici bir etki yapmaktadir. Lityum en hafif metal oldugu için alüminyumla yaptigi alasimlarda özgül agirlik azalmakta ve özellikle uçak sanayinde kullanim üstünlügüne sahip bulunmaktadir. Al – Li ön alasimlarinda lityum % 5 – 10 oranlarinda hazirlanmaktadir.

Al – Sr – Si Ön Alasimlari :

% 9 – 12 silisyumla alüminyum alasimlarinin sürekli silisyum inceltme islemleri alasima % 0,01 – 0,05 konsantrasyonda stronsiyum verecek Al – Sr – Si ön alasimi ile saglanmaktadir. Stronsiyumun silisyumu sürekli inceltme islemi yeniden eritmelerde de etkili olmasi bakimindan önemli bir kullanim kolayligi getirmektedir.

Döküm alasimlarina katilan stronsiyum Al – Fe – Si, Al – Fe – Mn gibi metaller arasi bilesiklerin dagilimini düzenleyerek alasimin talasli imalat özelliklerini gelistirmektedir.

Al – Sb Ön Alasimlari :

% 9 – 12 silisyumlu alüminyum alasimlarinda % 0,8 – 0,40 antimuon konsantrasyonu silisyumun sürekli modifikasyonunu saglamaktadir. Antimuon alüminyum silisyum alasimlarinda lamelli bir yapi olusturmaktadir.

Antimuon alasim içinde sodyum ve stronsiyum bulundugunda alasimin yapisini bozmasi sebebiyle bu ön alasimli alüminyumlarin birbirlerine karistirilmamasina büyük özen gösterilmelidir.

Alüminyum ön alasimlari alüminyum alasimlarinin kalitesini gelistirmek için yararlanilabilecek en önemli imkanlardan bir tanesidir. Alasimin analizinin hassas limitler içinde tutulmasindan, doku ve dagilimin düzenlenmesine kadar ön alasimlar etkili olmaktadir. Alüminyum alasimlarinda ki silisyumun ön alasimlarla sürekli inceltilebilmesi de üretim kalitesini arttiran önemli bir faktördür.

Ön alasimlar ayrica ekonomik açidan alasim maliyetini azaltmakta ve kalite güvenirliligi saglamaktadir.

ALÜMINYUM ALASIMLARININ ISIL ISLEMI

Arzu edilen bazi özellikleri temin etmek gayesiyle alüminyum alasimlari üzerinde isil islem etkileri genis ölçüde denenmistir. Bir cins isil islemin tatbiki ile mukavemet ve sertlik arttirilabildigi gibi, diger bir isil islemin uygulanmasi ile sünekligin islah edilmesine yarar.

Isil islem, kati metallerin isitilmasi ve sogutulmasini icab ettiren ve kimyasal bilesimde herhangi bir islem olarak tarif edilebilir.

Alüminyum alasimlarinin bahis konusu oldugu hallerde üç cins islem yapilabilir.

Eritme isil islemi bir alasimi, tayin edilen bir zaman zarfinda, bazi yapi bilesenlerinin kati eriyik teskil ettigi bir sicakliga isitmak ve bu bilesenleri çözelti halinde tutmak maksadiyla, ( asiri doymus olarak muhafaza edebilmek için ) genellikle su vermek suretiyle bu sicakliktan süratle sogutulmaktan ibarettir.

Çökeltme isil islemi, asiri doymus bir kati eriyikte bulunan yapi bilesenlerinin çökelmesini saglamak gayesiyle alasimi alçak bir sicakliga yeniden isitmaktan ibarettir. Bu islem genel olarak “ yaslanma ” veya “ yaslanma sertlesmesi ” olarak bilinir.

Tavlama islemi, yapida mevcut tanelerin yeniden kristallesmesini temin etmek amaciyla alasimi eritme ve çökelme isil islemi sicakliklari arasinda bir dereceye kadar isitmaktan ibarettir. Bu ameliye, soguk islemin ( veya yaslanma serlesmesinin ) serlesme etkilerini bertaraf eder. Herhangi bir metalin, haddeleme, çekme veya presleme gibi bir soguk isleme tabi tutulmasi, sertligi ve çekme mukavemetini arttirir fakat sünekligini azaltir. Metalin soguk olarak islenmesine devam edebilmek için tavlama islemi tatbik edilerek metal yumusatilir.

Alüminyum alasimlarina eritme isil islemi tatbik edilirken sicakligin çok siki bir sekilde kontrolü icab eder. Bu da, malzemeyi ( sekli ve boyutu müsait oldugu zaman ) ergimis sodyum ve potasyum nitrat banyosuna daldirmakla elde edilir. Bu islem için firin da kullanilabilir. Bu taktirde firin, sicakligin isitma bölgesinin her tarafina üniform bir sekilde dagilmasini temin edecek sekilde dizayn edilmistir. Mekanik özelliklerde maksimum ilerlemeyi elde edilir. Mekanik özelliklerde maksimum ilerlemeyi elde etmek için isil islem sicakligi mümkün oldugu kadar yüksek seçilir zira, 500 ºC dan daha yüksek sicakliklarda alüminyum alasimlari yumusak ve egrilmeye müsaittirler.

Süratli su verme islemi de, uygun sicaklik kontrolünun önemine esittir. Zira genellikle yavas su vermenin, istenilen fiziksel özellikleri meydana getirmesine ragmen, yavas su verilmis malzemenin korozyona mukavemeti, süratli su verilmis alasimlarinkine nazaran daha düsüktür.

Çökeltme isil islemi, ekseri eritme isil islemini takip eder. Bu islem yüksek sicakliklarda yürütülürse genellikle suni yaslanma meydana gelir. Su verilmis alasimi birkaç gün oda sicakliginda birakmak suretiyle de bu usul tatbik edilebilir. Tabii yaslanma olarak adlandirilan bu olay, 1910 yilinda Alman metalurjisti Wilm tarafindan ( alüminyum – bakir – magnezyum alasimlari üzerinde yaptigi deneyler esnasinda ) kesfedilmistir. Wilm, bakir ve magnezyum ihtiva eden bir alüminyum alasimini 500 ºC’ a isitip suda su verme yolu ile sertlestirme tecrübeleri yapiyordu. Yapmis oldugu deney muvaffak olamamisti ( alasim halen yumusakti ). Bir müddet sonra Wilm, herhangi bir ilâve islem yapmadan alasimin sertlestigini gördü ve ileri bir arastirma neticesi olarak, su verme islemini müteakip alasimin birkaç gün oda sicakliginda kalmasi suretiyle mukavemetinin önemli miktarda arttigini kesfetti. Bu tesadüfi kesif bilahare yapilan arastirmalarla teyit edildi ve böylece, yumusak çelik mukavemetine esit bir mukavemete sahip alüminyum alasimlarinin yapisal malzeme olarak gelistirilmesine yol açilmis oldu. Wilm’ in kesfi, 1909 da elde edilen ilk düralümin patentinin temeli oldu.

Yaslanma sertlestirilmesinin geciktirilmesi:

Eritme isil islemine tabii tutulmus malzemeyi düsük sicakliklarda ( – 6 ºC ila – 10 ºC mertebesinde ) depolamak suretiyle yaslanma sertlesmesi geciktirilebilir veya durdurulabilir. Bu özellikten, pratik yönden asagida bahsedilen sekilde istifade edilir. Yaslanma sertlesmesi sünekligi azaltir ve bu sebepten ötürü herhangi bir soguk islemin tatbiki ile yürütülecek imalat, metalin hala yumusak oldugu bir zaman içinde yapilmali ve iki – üç saat zarfinda ( yani yaslanma sertlesmesi önemli bir alana yayilmadan önce ) tamamlanmalidir. Böyle bir islem mümkün veya müsait olmayabilir ve bu suretle alasimin imalat safhasinda dar bogazlarin ( sikismalarin ) meydan gelmesine sebebiyet verebilir. Eritme isil islemine tabii tutulmus alüminyum alasimini, sifirin altindaki sicakliklarda depolamak suretiyle donma yolu ile yaslanmaya mani olunmustur (geciktirilmis) olur. Bilahare malzeme ihtiyaç duyuldugu zaman depodan alinabilir, ve kolaylikla islenebilme sartlari altinda iken imal edilebilir.

ALÜMINYUM ALASIMLARINDA KOROZYON VE ÇESITLERI

Korozyon bir metal veya alasimin kimyasal veya elektro kimyasal degisikliklere veya fiziksel çözünme olayina ugrayarak bozulmasi ile element halinden bilesik haline geçmesidir.

Kimyasal degisiklik olmadan mekanik asinma ile metal kaybina erozyon denir. Alüminyum ve alüminyum alasimlarinin korozyona karsi metalin yapisindan dogan bir dayaniklilik özelligi vardir. Alüminyum periyodik cetveldeki konumuna göre aktif bir metal olmakla birlikte yüzeyindeki koruyucu, yüzeye sikica bagli, belli belirsiz olusmus koruyucu bir oksit filmi nedeniyle kararli bir elementtir. Bu film tabakasi bozulsa bile birçok ortamda yeniden olusur. Yeni üretilmis bir alüminyum yüzeyinde havada olusan film tabakasi 50 – 100 Aº kalinligindadir.

KOROZYON ÇESITLERI

Düzgün Korozyon

Metalin tüm yüzeyinin ayni sekilde korozyona ugramasidir. Çok kuvvetli asidik ve bazik elektrolitlerin varliginda bazi kimyasal iyonlara, derisimlerine, sicakliga bagli olarak metal yüzeyinde daglanma gibi görünümden tekelere ve metalin çözülmesine kadar varan siddetle olabilir. Agirlik kaybi ve kalinlikta azalama ile degerlendirilir.

Pitting Korozyonu

Alüminyum havaya, tatli veya tuzlu suya, nötral elektrolitlere maruz kalirsa oksit filminin zayif noktalarinda alasimin cinsine, korozyon ortamina göre boyut olarak degisken, yari küresel biçimde pitler ( çukurlar ) olusur. Pitlerin metal kenarlarinda olusmasi metalin içine girmesi bakimindan yüzeyde olusmasindan daha tehlikelidir. Alüminyum malzeme yeterli kalinliga sahipse yüzeyde olusan pitting fazla tehlikeli degildir. Degerlendirme pit derinliklerinin ölçümü, frekansi ve dagilimi incelenerek yapilir.

Intergranüler Korozyon

Taneleri ve kristalleri etkilemeyen tane sinirlari veya tane sinirlarina yakin bölgelerde olusan bir korozyon tipidir. Tane büyüklükleri ile tane sinirlari arasinda elektropotansiyel farklarindan meydana gelir.

Korozyon alasim içindeki elementlere göre degisebilir. Alüminyum bakir alasimlari bu korozyondan en fazla etkilenirken alüminyum – magnezyum – silis alasimlari oldukça dayaniklidir. Bu tip korozyonun degerlendirilmesi pitting korozyonundan daha zordur. Agirlik kaybi ve gözle muayene güvenilir sonuç vermeyebilir. Dikkatli hazirlanmis metalografik kesitlerin mikroskobik incelenmesi ve çekme deneyleri ile degerlendirilir.

Eksfomasyon

Lamelar tipte bir korozyondur. Metal yüzeyinde tane sinirlarinin hizli korozyona ugramayan tanelerin yapidan lifler halinde ayrilip, düsmesiyle meydana gelir. Daha ziyade uzunlamasina ve kalinligi enine göre ince olan tane yapili malzemelerde görülür. Alüminyum – bakir, alüminyum – çinko – magnezyum – bakir, alüminyum – magnezyum alasimlari en fazla eksfoliasyona ugrayabilecek malzemelerdir. Bu tip korozyon daha çok deniz atmosferi ve asidik depozitler, gazolin artilari, yüksek sicaklikta gazlarin yogun oldugu ortamlarda görülebilir.
Sürtünme Korozyonu

Iki metalin titresisimli ortamda birbirine sürtünmesi ile olusur. Metal gövdelerinin birlestirme yerleri, perçinli – civatali birlestirmeler, isi degistirici ( isi esanjör ) tüpleri sürtünme korozyonunun en fazla görüldügü yerlerdir.
Alüminyumun alüminyumla temasinda baska metalle temasina nazaran çok daha fazla olusur. Kullanim esnasinda mevcut dizayn vibrasyonu minimuma indirgeyecek sekilde degistirilmelidir.
Sürtünme ve korozyonu fiziksel bir asinmadir.

Gerilme Korozyon Çatlamasi

Alüminyum alasimlarda gerilme korozyon çatlamasi metalde kalici içgerilimin yönüne ve metal yüzeyine dik olarak oriente edilmis taneler ve tane sinirlarinin elektro kimyasal korozyonu sonucu olusan çatlaklardir. En kompleks korozyon tipidir. Metal kompozisyonu, yapisi gerilimin büyüklügü ve çevre kosullari gibi çok çesitli faktörlerden etkilenebilir.

Alüminyum alasimlarinda gerilme korozyonu çatlamasi intergranülerdir. Yüksek mukavemetli alasimlarda görülür. Ticari kalite ve yüksek saflikta alüminyumda, Mg orani % 3’ den düsük ticari alüminyum – mangan, alüminyum – silis, alüminyum – magnezyum – silis veya alüminyum – magnezyum alasimlarinda görülmez.

SONUÇ

Alüminyumun en önemli özelligi hafifligidir. Alüminyum, alasimlarinda bu özelliginden biraz taviz verse de mukavemetinin ve sertliginin yaninda önemsenmez. Alüminyum alasimlarinda alasima eklenen her alasim elementi mukavemeti artirmasi yaninda diger özellikleri de iyilestirebilir. Bu özellikler süneklik, elektriklik ve isi iletkenligi vs. Alüminyum alasimlarini üç guruba ayirabiliriz a) Döküm alasimlari b) Isleme alasimlari c) Ön alasimlar. Alüminyum alasimlarina isil islem uygulanarak mukavemet ve sertlik artirilabilir. Ayrica sünekligi iyilestirmek içinde isil islem uygulanabilir. Alüminyum alasimlari kullaniminda korozyonun varligi unutulmamalidir.

Alasim Elementlerinin Etkileri

Alasim Elementi
Etkileri
Bakir % 12 Cu’ a dek dayanci arttirir, daha fazlasi gevreklik yaratir; genellikle yüksek sicaklik özellikleri ile islenebilirligi artar

Çinko
Dökülebilirligi düsürür; yüksek çinkolu alasimlar sicak çatlama ve soguma çekmesi gösterirler; % 10 Zn’ dan yüksek gerilim yenimi çatlamasi gösterir; diger alasim elementleri ile birlikte dayanci çok arttirir; %3 Zn’ dan daha az çinko içeren ikili alüminyum alasimlarda belirgin bir etkisi yoktur.

Demir
Alüminyum cevherlerinde dogal katiski olarak bulunur; az oranlarda bazi alasimlarin sertlik ve dayancini arttirir; dökümleri sicak çatlama egilimlerini azaltir.

Magnezyum
Kati çözelti sertlesmesi yaratir; % 6’ dan fazla magnezyum içeren alasimlarda çökelme sertlesmesi olur; dökümleri zordur.

Mangan
Dökülebilirligi arttirmak için demir ile birlikte kullanilir; metaller arasi bilesiklerin özelligini degistirir; çekmeyi azaltir, alasimlarin süreklik ve tokluk özelliklerini arttirir.

Silis
Akiskanligi arttirir; sicak çatlama egilimini azaltir; %13’ den fazla silis içeren alasimlarin islenmesi çok zordur; yenim direncini arttirir.

Alüminyum Elementi Ve Özellikleri

Alüminyum Elementi ve Özellikleri

Adı:Alüminyum
Sembol:Al
Atom Numarası:13
Atomik yığın:26.981539 amu
Erime Noktası:660.37 °C (933.52 °K, 1220.666 °F)
Kaynama Noktası:2467.0 °C (2740.15 °K, 4472.6 °F)
Proton ve Elektron Sayısı:13
Nötron sayısı:14
Sınıfı: Diğer Metaller
Kristal Yapısı:Kübik

Alüminyumkullanım yerleri

• Sağlık sektöründe aşılarda; alüminyum tuzları (alüminyum fosfat, alüminyum hidroksit) kullanılır.

• Kalıp parlatma da kullanılan, alüminyum oksit tozlarını reçine bağlayıcılar olarak

• D Vitamini fazlalıklarında; Hiperkalsemi, hiperkalsiuri, nefrokalsinoz, ektopik kalsifikasyon. Tedavisinde Vit D kesilir, ağır durumlarda kortizon, oral alüminyum hidroksit verilebilir.

• Alzheimer’s, yani ALUMİNYUM hastalığı; fazla alüminyumun neden olduğu bir hastalıktır.

• Alkalite karbonat, bikarbonat ve hidroksit anyonlarının tuzlarının kalsiyum karbonat cinsinden ppm olarak miktarıdır. Yumuşatılmış sularda katyon sodyum olmasına rağmen bu tuzlar, birikinti ve korozyon sebebidir. Alkalite değerini kabul edilebilir sınırlara çekmek Organik kompleks yapıcı asitler ve korozyon inhibitörü içerir. Bakır, alüminyum, çelik yüzeylerde korozyona sebep olmadan suyun alkalitesini düşürür, Ph 7 seviyelerine çekilir.

• Süs eşyası ,elektrik malzemesi, sanayi sektörlerinde saf veya karışım olarak kullanılmaktadır.

• Sağlık sektöründe yapay diz mafsallarında Alüminyum kullanılmaktadır.

• Değerli bir taş olan yakut ve zümrüt, alüminyum mineralidir.

Etiketler:alüminyum erime sıcaklığı alüminyum ergime sıcaklığı alüminyumun ergime sıcaklığı alüminyum özgül ağırlığı alüminyum silisyum alaşımları alüminyum erime ısısı alüminyum mekanik özellikleri aluminyum erime sıcaklığı alüminyumun erime sıcaklığı alüminyum erime derecesi alimumyumun erime sıcaklığı aliminyum ergime ısısı aluminyumun ergime sicakligi alüminyum folyo alaşım çeşitleri nelerdir alüminyumun özgül ağırlığı alüminyum döküm sıcaklığı aliminyum ergime sıcaklığı alüminyum erime sicakligi alüminyum elementi alüminyum folyo erime sıcaklığı
Alüminyum pili: Alüminyum piller ya da alüminyum bataryalar genellikle alüminyum-hava pilleri ya da Al-hava pilleri olarak bilinir.
Alüminyum atıklar: Kullanılmış alüminyum kaplar ve ve folyolar, geri dönüşüm yoluyla yeni malzemelerin üretiminde kullanılabilir.
Alüminyum alaşımları: Alüminyum alaşımları, alüminyumun esas metal olduğu alaşımlardır. Eşlik eden metallerden en çok kullanılanları Bakır (Cu) , Magnezyum (Mg) , Manganez (Mg), Silisyum (Si), Çinko (Zn), Kurşun (Pb)'dur.
Alüminyum oksit üreten ülkelerin listesi: Alüminyum oksit üreten ülkelerin listesi 2006 senesinin verilerine göre dünya genelindeki 72,200,000 ton alüminyum oksit üretiminin ülkeler bazında dağılımını gösteren listedir.
Erime noktası: Erime noktası, kristal ve saf olan bir madde ise, belirli bir sıcaklıkta katı halden tamamen sıvı hale geçer.
Ergime ısısı: Bir maddenin katı halden tamamen sıvı hale geçene kadar gerekli olan atom başına düşen enerji ihtiyacıdır.

Bir Cevap Yazın

E-posta hesabınız yayınlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir