Alüminyum Part 3

Alüminyum Alaşımların Sertleştirilmesi için Uygulanan Isıl İşlemler

Alüminyum için uygulanan ve amacı mekanik özellikleri yani doğrudan mukavemeti arttırmak olan 3 çeşit yöntem vardır. Bunlar, soğuk şekillendirme, alaşım elementinin Al kafesi içinde çözündürülmesi/katı çözelti, çökelme sertleşmesi işlemleridir.

Özel olarak ısıl işlem uygulanan yöntem ise çökelti sertleşmesi adını alan yöntemdir.

Bu yöntemi gelin yaygın olarak kullanılan bir diyagram üzerinde anlatalım.

Diyagramda T1 sıcaklığının altına inildiğinde bilindiği gibi sıvı olan alaşımımız katı duruma geçmeye başlar. T2 sıcaklığında ise katılaşma tamamen bitmiştir. Bitmiştir fakat elimizde hala alüminyumun mekanik özelliklerini arttırmak için eklediğimiz diğer alaşım elementinden (%B) vardır. Yani tamamı alüminyum içinde çözünememiş, kafese girememişlerdir. Böyle bir durumda oda sıcaklığına kadar bu kalan alaşım elementi genellikle tane sınırlarında olmak üzere çökelmeye başlayacaktır.

Tane sınırlarında çökelen bu yeni faz yapıyı kırılgan hale getirdiği için bu şekilde kullanılması hiçbir yarar sağlamaz. Amaç bu çökeltiyi daha düzgün bir şekilde yapıda dağıtmak homojenlik sağlamak olmalıdır. Bunun için 3 aşama takip edilir.

Çözündürme

Hızlı Soğutma

Yaşlandırma işlemleri.

Çözündürme Isıl İşlemi

Bu işlem diyagramda gösterilen T3 sıcaklığının üzerinde fakat Tö sıcaklığının hemen altında yapılır. Homojen yapıyı sağlamak için bir süre o sıcaklıkta tutulur. Difüzyon hızının artması sıcaklığının artması ile paralel olduğundan Tö sıcaklığının hemen altında bu işlemin yapılması çözündürmeyi daha iyi elde etmemizi sağlar.

Hızlı Soğutma

Buradaki amaç çözündürmeden hemen sonra çökelmeye izin vermeden aşırı doymuş bir yapı eldesi sağlamaktır ki bu da yapıyı suda soğutma ile mümkündür. Bu bir ara yapıdır ve dengeli değildir. Bunu takriben yaşlandırma işlemi yapılır ki çökelme sertleşmesi sağlanabilsin.

Yaşlandırma

Buradaki amaç hızlı soğutma ile oluşan ara ve dengesiz, aşırı doymuş yapıyı çökeltme işlemine tabii tutarak sertlikte ve dayanımda artış sağlamaktır. Bunun içinde alaşım, belirli bir sıcaklıkta bir süre bu artış meydana gelene kadar tutulur. Yine bir diğer amacımız oluşacak olan çökeltilerin yapı içerisinde homojen bir şekilde dağılması ve ince yapılı olmasıdır. Çökeltilerin büyümesi ve bir arada olması mekanik özellikleri olumsuz yönde etkiler ki bu da amacımıza ulaşamadığımız anlamına gelir.

Çökelme sertleşmesinin en iyi görüldüğü alaşım Al-Cu alaşımıdır. 

a- Al içinde Cu’nun maks. çözünürlüğü

b- Yaşlandırma işlemi ve oluşan mikroyapılar

Bu örnekteki çökelti CuAl2’dir.