Alüminyum Alaşım

Alüminyum Alaşımları, Tanıtılması ve Özellikleri

Ana metali alüminyum olan alaşımlara “Alüminyum Alaşımları” denir. Bunlara hafif alaşımlar da denir. Alüminyum alaşımları bakır, çinko, silisyum, mağnezyum, manganez, demir, nikel, titan vb. elementleri ilave edilerek oluşturulur. Özellikleri; hafif olmaları, ısı ve elektirik iletkenlikleri, ısıl işlemlere elverişli olmaları ve bazı kimyasal etkilere karşı dayanıklı olmalarıdır. Alüminyum alaşımları döküme elverişlidir. Aynı zamanda, dövme, çekme ve haddeleme ile biçimlendirilen alüminyum alaşımları da hazırlanmaktadır. Korozyona dayanıklı ve zehirlenme tehlikesi yaratmadıklarından ilaç sanayinde ve gıda maddelerinde koruma maddesi olarak kullanılmaktadır.

Katkı Elementlerinin Alüminyuma Etkileri

Çinko Dökülebilirliği arttırır, yüksek çinkolu alaşımlar sıcak çatlama ve soğuma çekmesi gösterirler. % 10’ dan yüksek alaşımlar zayıf gerilmeli korozyon direnci gösterirler.

Bakır Alüminyuma; sertlik, dayanım, dökülebilme özelliği ve işlenebilme kolaylıkları sağlar. Bakır % 33 oranında alüminyumla ötektik bileşim verir.

Silisyum Alümiyumun içinde çok az ergir (%1-1.5).Silisyum %12 oranında alüminyumla ötektik bileşim yapar. Kristalleri inceltir iyi özellikler kazandırır.Ergime derecesi düşer(565 ºC), mekanik özellikleri ve sıcak dayanımı yükselir, akıcılığı artar. Silisyum miktarı artınca işlenmeye karşı sertlik meydana gelir.

Manganez Alüminyum içinde çok az (%0.3) ergir. Ergime derecesini yükseltir, Dökülebilirliği arttırmak için demir ile birlikte kullanılır.Alaşımların tokluk ve süneklik özelliklerini arttırır.

Mağnezyum Magnezyum % 33 oranında alüminyumla ötektik bileşim verir. Özgül ağırlığı az olduğu için girdiği alaşımın özgül ağırlığını düşürür. % 6’dan fazla Mg içeren alaşımlarda çökelme sertleşmesi oluşur.

Demir İğneli doku biçiminde kristallenir. İğneli doku kristallerin oluşması tehlikeli olur. Mekanik dayanımları azaltır.

Nikel Korozyon dayanımını iyileştirir, parçalara kalıcı parlaklık verir.

Titan Bor ile birlikte alüminyum alaşımlarında tane inceltici olarak kullanılır.

Alüminyum Alaşımlarının Bölümlenmesi:

Kullanma yerlerindeki gereksinimlere göre çok değişik alüminyum alaşımları hazırlanmaktadır. Döküm Alaşımları.

Döküm yoluyla hazırlanan alaşımlar bu gruba girer.

I- Isıl İşlem Uygulanamayan Alüminyum Alaşımları

A- Alüminyum – Çinko – Bakır – Silisyum Alaşımları

Dökümde küçük çatlaklar oluşturur. % 10 oranına kadar katılır. İkili alüminyum çinko alaşımları ucuzdur; ancak sıcak gevreklik özelliğinden ötürü fazla kullanılmazlar.

B- Alüminyum – Bakır Alaşımları

Hazırlanmaları ve dökümleri kolaydır. Yeterli bir ısı iletkenliği ve iyi ısı dayanımı vardır. İşlenebilirlik özelliği iyi akışkanlıkları silisyumlu alaşımlardan daha azdır.

Alaşım daha çok kuma 2. alaşım ise hem kuma hemde kokil kalıba dökülür. Bu alaşımlar piston ve motor kulakları yapımında kullanılır.

C- Alüminyum – Silisyum Alaşımlar

Bu alaşımlar en önemli alüminyum alaşımlarıdır. Silisyumun özğül ağırlığı alüminyumunkinden düşük olduğu için alüminyum silisyum alaşımlarının özgül ağırlığı düşüktür. % 11,6 silisyumlu alaşım bir ötektik mikroyapı verir . Akıcılığı iyidir. Soğukta dayanımı iyi, sıcakta düşüktür.

Silisyum alüminyumun genleşme katsayısını düşürür, sertliğini artırır. Uçak ve otomobil endüstrisinde ve genleşme katsayısının düşük olmasından dolayı pistonların yapımında geniş ölçüde kullanılır.

D- Alüminyum–Mağnezyum Alaşımları

Magnezyum % 3-12 oranında katılır. Isıl işlem uygulanmadan kullanılırlar. Korozyon dayanımları yüksek olduğundan gemilerde boru bağlantı parçaları olarak kullanılır. Çabuk oksitlendiği için döküm işlemi oldukça zordur.

II- Isıl İşlem Uygulanan Alüminyum Alaşımları

Alüminyum döküm alaşımlarının dokusu kabadır ve homojen değildir.Homojenliği sağlamak ve dokuyu inceltmek için ısıl işlem uygulanır. Bu alaşımlar temelde Al-Cu-Mg alaşımlarıdır. Ancak bu alaşımlar 150 ºC sıcaklığın üzerinde dayanımlarını yitirirler. Bundan dolayı yeni alaşım geliştirilerek % 4 bakır-%1,5 magnezyuma ilave olarak % 2 nikel kulanılmıştır.Bu alaşımın özelliği, yüksek sıcaklıklarda dayanımının fazla olmasıdır. Sıcak işlenebildiğinden dövülmüş ve preslenmiş uçak pistonları için kullanılır. Çil dökümlerin yapıları çok incedir. % 1 Cu, % 0,9 Ni, % 0,1 Mg, % 1 Fe, % 0,2 Ti, % 2,5 Si içeren alüminyum alaşımları çözündürme ısıl işlemi gerektirmeden 155 – 170 ºC’ de yaşlandırılabilmektedir. % 10 Cu, % 0,15-0,35 Mg, % 0,7 F. % 12 Si, % 1 Mg, % 1 Cu, % 2,5 Ni ısıl işlem uygulanabilen alaşımlara örnek gösterilebilir.

Modifikasyon

Alüminyum silisyum alaşımlarında % 0,01 sodyum ilavesi ile modifikasyon bir başka ifadeyle inceltme işlemi yapılır. Aynı amaçla stronsyum da kullanılmaktadır.

Tane İnceltme

Alüminyum titanyum bor ön alaşımları (Al-Ti-B) sıvı alüminyuma ilave edilerek tane inceltme işlemi gerçekleştirilir. Mekanik özelliklerin gelişmesini sağlar.

Alüminyum Alaşımlarının Döküm Özellikleri

Akıcılık ve çekme önemli döküm özelliklerindendir.