Alüminyum
Alüminyum bol miktarda bulunan bir element olan alüminyum, sıcak ve soğuk işlemeye oldukça uygun bir malzemedir, bu nedenle karmaşık geometrileri ekstrüzyon yoluyla elde etmek mümkündür. Hatta birkaç mikron kalınlığında folyolar üretmek de mümkün olabilmektedir.
Mühendislik alanında, çelikten sonra en çok kullanılan metal olan alüminyum, çeliğe göre daha hafif bir malzemedir. Alüminyumun yoğunluğu 2.71 g/cm³ iken çeliğin yoğunluğu 7.83 g/cm³’dir. Bazı alüminyum alaşımları, akma sınırı değeri 500 MPa’ın üzerindedir, ki bu birçok çelik türünün değerinden daha yüksektir. Ayrıca alüminyum, korozif ortamlarda kendiliğinden bir oksit tabakası oluşturarak korozyona karşı direnç sağlar. Tüm bu nedenlerden ötürü alüminyum, birçok sektörde tercih edilen bir malzemedir.
Alüminyumun Gösterilişi
- TS 1426: Hafif Metaller ve Hafif Metal Alaşımları
- Bu standart, hafif metaller ve hafif metal alaşımlarının genel gereksinimlerini belirler. Alüminyumun kullanımı ve işlenmesi hakkında temel bilgiler içerir.
- TS 2349: Alüminyum Alaşımları
- Bu belge, çeşitli alüminyum alaşımlarının tanımlarını ve özelliklerini içerir. Farklı alaşımların kullanım alanlarına ve kimyasal bileşimlerine dair bilgiler sunar.
- TS 410: Alüminyum Döküm Alaşımlarının Türleri ve Kimyasal Bileşimleri
- Bu standart, alüminyumun döküm için kullanılan farklı alaşımlarını sınıflandırır ve kimyasal bileşimlerini belirtir.
- TS 412: Şekillendirilebilen Alüminyum Alaşımlarının Türleri ve Kimyasal Bileşimleri
- Bu belge, çeşitli şekillendirilebilen alüminyum alaşımlarının sınıflandırılmasını ve kimyasal bileşimlerini detaylandırır.
- TS 923, 952, 953 ve 996: Şekillendirilebilen Alüminyum Alaşımlarının Mekanik Özellikleri
- Bu seriler, şekillendirilebilen alüminyum alaşımlarının mekanik özelliklerini belirler. Farklı alaşımların mukavemet, tokluk ve diğer mekanik özellikleri hakkında bilgi sağlar.
- TS 1540: Kuma Dökülmüş Alüminyum Döküm Alaşımlarının Mekanik Özellikleri
- Bu belge, alüminyum döküm alaşımlarının mekanik özelliklerini tanımlar. Özellikle alüminyum döküm parçaların dayanıklılığı hakkında bilgi sunar.
- TS 1321: Alüminyum Alaşımlarında Değişik Özelliklerin Elde Edilmesi İçin Uygulanan İşlemlerin Kısa Gösterimi
- Bu belge, farklı işlemlerle alüminyum alaşımlarının özelliklerini değiştirmenin kısa bir özetini sunar. Isıl işlem, şekillendirme ve diğer işlem türleri hakkında bilgi içerir.
Alüminyum Alaşımları ve Sınıflandırılması
Alüminyumun saf haliyle kullanıldığı gibi, alaşımlar halinde de kullanılır. Alüminyum alaşımlarının mekanik, fiziksel ve kimyasal özellikleri, bu alaşımların bileşen elementlerinin mikro yapısına bağlı olarak değişir. Alüminyum, bakır, manganez, silisyum, magnezyum ve çinko gibi birkaç malzeme ile alaşım oluşturabilir. Alüminyum alaşımları dövme ve döküm olmak üzere iki gruba ayrılır. Dövme alaşımların şekil verme yetenekleri oldukça yüksektir ve çoğu ısıl işleme tabi tutulabilir.
Amerikan Alüminyum Birliğine göre, alüminyum dövme alaşımları dört harfle sınıflandırılır:
- 1XXX: Saf Alüminyum, genellikle elektrik ve kimya endüstrisinde kullanılır.
- 2XXX: Al- Cu Alaşımları, özellikle havacılık sektöründe yüksek mukavemet gerektiren yerlerde kullanılır.
- 3XXX: Al- Mn Alaşımları, boru, sıvı tankları ve mimari uygulamalarda tercih edilir.
- 4XXX: Al-Si Alaşımları, aşınma direnci ve korozyon dayanımı yüksek olduğundan otomobil parçaları ve levha üretiminde kullanılır.
- 5XXX: Al-Mg Alaşımları, deniz ortamındaki korozyona karşı dayanıklılığı nedeniyle denizcilik sektöründe sıkça kullanılır.
- 6XXX: Al-Mg-Si Alaşımları, ekstrüzyon ile üretilen parçaların imalatında yaygın olarak kullanılır.
- 7XXX: Al-Zn Alaşımları, en yüksek mukavemete sahip olanıdır ve uçak parçaları yapımı gibi yüksek dayanım gerektiren alanlarda kullanılır.
- 8XXX: Al-Li Alaşımları, uçak ve uzay yapımında tercih edilen bir malzeme olup iyi yorulma direnci ve tokluğa sahiptir, ancak üretim maliyeti diğer alüminyum alaşımlarına göre daha yüksektir.
1XXX, 3XXX, 4XXX ve 5XXX serisi dövme alüminyum alaşımları, ısıl işlem uygulanmadan şekil değiştirme yoluyla dönüştürülebilirken, 2XXX, 6XXX, 7XXX ve 8XXX serisi alaşımlar ısıl işleme tabi tutulabilirler.
Alüminyum Alaşımlarında Isıl İşlem Uygulamaları
Alüminyum alaşımlarına uygulanan ısıl işlemler, TX sembolleri ile belirtilir ve alaşım numarasının yanına eklenir. İşlem aşağıdaki şekildedir:
- O: Tavlanmış
- F: Üretildiği gibi
- H: Sertleştirilmiş
- T: Isıl işleme tabi tutulmuş
- T1: Bu işlemde, alüminyum alaşımı sıcak şekillendirildikten sonra soğutulur ve tabii yaşlanmaya bırakılır. Tabii yaşlanma, alaşımın kendiliğinden meydana gelen bir sertleşme sürecidir.
- T2: Sıcak şekillendirme sonrası alaşım soğutulur, ardından soğuk şekillendirilir ve tabii yaşlanmaya bırakılır. Bu işlem, alaşımın mukavemetini artırmak ve diğer özelliklerini optimize etmek için kullanılır.
- T3: Bu işlemde, alaşım çözeltiye alma işlemine tabi tutulur, sonra soğuk şekillendirilir ve tabii yaşlanmaya bırakılır. Çözeltiye alma, alaşımın homojen bir şekilde karışmasını sağlar ve sonrasındaki yaşlanma süreci ile mukavemet artırılır.
- T4: Alaşım çözeltiye alma işlemine tabi tutulur ve sonrasında tabii yaşlanmaya bırakılır. Bu işlem, alaşımın belirli özelliklerini optimize etmek için kullanılır.
- T5: Sıcak şekillendirme işlemi sonrası alaşım soğutulur ve suni yaşlandırma işlemine tabi tutulur. Suni yaşlandırma, alaşımın hızlı bir şekilde mukavemet kazanmasını sağlar.
- T6: Çözeltiye alma işlemi uygulanır ve ardından suni yaşlandırma yapılır. Bu işlem, alaşımın mukavemetini artırmak için kullanılır.
- T7: Çözeltiye alma işlemi uygulanır ve ardından aşırı yaşlandırma yapılır. Bu işlem, yüksek mukavemet gerektiren uygulamalar için kullanılır.
- T8: Çözeltiye alma işlemi yapılır, sonra soğuk şekillendirme uygulanır ve sonrasında suni yaşlandırma yapılır. Bu işlem, alaşımın mukavemetini artırırken şekil değiştirmesine de olanak tanır.
- T9: Çözeltiye alma işlemi yapılır, ardından suni yaşlandırma uygulanır ve sonrasında soğuk şekillendirme yapılır. Bu işlem, alaşımın hem mukavemetini hem de şekil değiştirebilme kabiliyetini optimize eder.
- T10: Sıcak şekillendirme işlemi sonrası alaşım soğutulur, ardından soğuk şekillendirilir ve suni yaşlandırma yapılır.
- T651: Çözeltiye alma işlemi yapılır, ardından suni yaşlandırma yapılır ve iç gerilim alınır. Bu işlem, alaşımın istikrarlı bir şekilde mukavemet kazanmasını sağlar.
- H: Bu, alüminyumun soğuk haddelenmiş hali anlamına gelir.
Daha sonra, sayı ve harf kombinasyonları sertlik derecelerini belirtir:
- H1X: Bu, son işlemin haddeleme olduğunu belirtir ve çeyrek sert bir alüminyum alaşımıdır.
- H2X: Son işlemin tavlama olduğunu gösterir ve yine çeyrek sert bir alüminyum alaşımını tanımlar.
- H3X: Son işlemin stabilizasyon tavı olduğunu belirtir ve yine çeyrek sert bir alüminyum alaşımını ifade eder.
Örnek;
- H12-H22-H32: Bu kodlar, çeyrek sert alüminyum alaşımlarını tanımlar. H12, son işlemin haddeleme olduğunu, H22’nin son işlemin tavlama olduğunu, H32’nin ise son işlemin stabilizasyon tavı olduğunu belirtir.
- H14-H24-H34: Bu kodlar yarı sert alüminyum alaşımlarını ifade eder. H14, son işlemin haddeleme olduğunu, H24’ün son işlemin tavlama olduğunu, H34’ün ise son işlemin stabilizasyon tavı olduğunu belirtir.
- H16-H26-H36: Üç çeyrek sert alüminyum alaşımlarını tanımlar. H16, son işlemin haddeleme olduğunu, H26’nin son işlemin tavlama olduğunu, H36’nın ise son işlemin stabilizasyon tavı olduğunu gösterir.
- H18-H28-H38: Bu kodlar sert alüminyum alaşımlarını belirtir. H18, son işlemin haddeleme olduğunu, H28’in son işlemin tavlama olduğunu, H38’in ise son işlemin stabilizasyon tavı olduğunu ifade eder.
- H19: Bu, ekstra sert bir alüminyum alaşımını tanımlar.
Bu kodlama sistemi, alüminyum alaşımlarının sertlik derecelerini hızlı bir şekilde belirlemek için kullanılır ve hangi işlemlerin uygulandığını ve alaşımın ne kadar sert olduğunu anlamak için faydalıdır.