1 / 167

Bölüm 2.23 Al ü min y um ve alaşımlarının kaynağı

Bölüm 2.23 Al ü min y um ve alaşımlarının kaynağı. Alüminyum’un Özellikleri. 1950’den bu yana büyüyen kullanım oranı (6 kat) Yaygın metal – yer kabuğunun % 8 ’i Hafif ağırlık - Özgül ağırlık = 2.7 Orta ila yüksek dayanım ( alaşım türüne bağlı)

raven
Download Presentation

Bölüm 2.23 Al ü min y um ve alaşımlarının kaynağı

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript


  1. Bölüm 2.23Alüminyum ve alaşımlarının kaynağı

  2. Alüminyum’un Özellikleri • 1950’den bu yana büyüyen kullanım oranı (6 kat) • Yaygın metal – yer kabuğunun % 8’i • Hafif ağırlık -Özgül ağırlık = 2.7 • Orta ila yüksek dayanım (alaşım türüne bağlı) • Yüksek iletkenlik (saf metalvedüşük alaşımlar) • Korozyona dirençli (Al2O3kaplama) • Yansıtma özelliği yüksek • Anti-manyetik

  3. Alüminyum’un Eldesi • Bayer prosesi ile boksit’ten Al2O3elde edilir • Alüminyum yapmak üzere Hall-Heroult prosesiyle Al2O3elektrolitik olarak indirgenir • Bu proses için büyük enerji ihtiyacı, ucuz enerji kaynakları kullanılsa dahi, alüminyum üretiminin ana kısmını oluşturur.

  4. Alüminyum’un Eldesi Bayer prosesinin prensibi

  5. Alüminyum’un Eldesi Alüminyum oksit’in erimiş curuf elektrolizinin prensibi

  6. Alüminyum’un Eldesi • Hall ve Heroult tarafından geliştirilen prensibin esası, alüminyum oksit’in erimiş kriyolit (Na3AlF6) içinde çözünürlüğü ve bu sayede oksitin, aşağıdaki reaksiyon uyarınca elektrokimyasal çözünmesidir. • Bu reaksiyon 950°C ile 980°C arasında gerçekleşir • 4 ton boksit 2 ton alüminyum oksit ve sonuçta 1 ton saf alüminyum verir

  7. Fabrikasyon (İşleme) • Sünek metal, haddeleme ve ekstrüzyon ile kolayca işlenir • Ticari saf metale, tavlama yapılmaksızın % 80-90 oranında soğuk redüksiyon uygulanabilir • 350˚C’de tavlama • Talaşlı işlenebilirliği iyidir ancak sıvanma eğilimi taşır

  8. Alüminyum’un Temel Özellikleri

  9. Alüminyum esaslı metallerin kaynak özelliklerinin genel yapı çelikleriyle karşılaştırılması

  10. Alüminyum Ürünler • Dökme alaşımlar • Yoğruk ürünler • Saç, levha, folyo • Çubuk, tel, boru • Standart ve özel ekstrüze edilmiş şekiller • Dövme parçalar, darbeyle üretilmiş parçalar (ekstrüzyon ve dövmenin birleşik hali) • Toz metalurjisi (çökelme sertleşmesi uygulanmış)ürünleri

  11. Yapısal Uygulamalar • Statik inşaat yapıları • Merdivenler • Nakliye • Uzay, karayolu (kamyon, otobüs, TIR’lar), demiryolu • Makina ve endüstriyel ekipman • Kıvılcım üretmeyen takımlar,depo çatıları, kimyasal işlem tankları, tespit elemanları, modeller, enstrümanlar • Dayanıklı tüketim malları • Ev aletlerinin gövdeleri: buzdolapları, mobilya, pişirme ekipmanları (tencere, tava)

  12. Isıl ve Elektrik • Elektrik • Saf alüminyum, aynı ağırlıkta bakırın iletkenliğinin % 200’üne sahiptir • İletkenler, ısı emiciler, kapasitörler, antenler • Yansıtıcılar • Aynalar, araştırma ışıkları, çatı izolasyonları

  13. Diğer Uygulamalar • Ambalajlama • İçecek kutuları, folyo, hermetik sızdırmaz paketler • Tozlar ve pastalar • Yansıtıcı boya, baskı mürekkepleri, ısı tekniği, termit kaynağı tozu (Al ile Fe2O3 karışımı)

  14. Kullanım Sınırları • Sıcaklık aralığı, normal alaşımlar için -240˚C ile +200˚C arasındadır • Özel alaşımlar için 350˚C’ye kadar çıkabilir • Çökeltme sertleşmeli alaşımlar için kısa sürelerle 480˚C’ye çıkılabilir • Düşük elastisite modülü, takviye gerekir • Çeliğe göre daha düşük aşınma, sürünme ve yorulma özellikleri

  15. Alüminyum Alaşımlarının Gösterimi • Alaşım gösterim sistemleri, yoğruk ürünler ve dökme alaşımlar içindir • UNS sayıları - ‘A’ ‘dan sonra AA numarası gelir • Yoğruk ürünler için ısıl işlem gösterim sistemi • Bazı özelalaşımlar

  16. Alüminyum alaşımları

  17. Yoğruk Alaşımların Gösterimleri

  18. Alaşım Türleri ve Özellikleri • Deformasyon sertleşmeli alaşımlar (ek olarak, katı çözelti sertleşmeli alaşımlar) • Çökelme (yaşlandırma) sertleşmeli alaşımlar • Parçacık sertleşmeli alaşımlar • Akma dayanımı: 1050-O için 28 Mpa ve 2024-T815 için 455 Mpa • Düşük sıcaklıklarda dayanım artar • Sünek-gevrek geçişi yoktur

  19. Dayanım Arttırma Yöntemleri

  20. Alüminyum Alaşımlarının Sertleştirme Diyagramı

  21. Isıl işlem uygulanamayan alaşımlarda dayanımın artması

  22. Dayanımın artışı ve azalışı

  23. Tavlama sırasında sertliğin değişimi

  24. Al-Al2Cu sisteminde yaşlandırma işleminin prensibinin gösterilişi

  25. Deformasyon Sertleşmeli Alaşımların Isıl İşlemleri

  26. İkinci ve Üçüncü Karakterler • ‘x’ genellikle 0 ile 9 arasındadır, ancak 2 karakter olabilir • Eğer x = 8 ise, tavlamadan sonra % 75’lik bir soğuk kalınlık azaltmaya denk olmalıdır • Diğer ‘x’ sayıları, oransal bir deformasyon miktarını gösterir • 3’üncü bir karakter, özel bir varyasyonu gösterir • Örn. 5083-H116, bu malzemenin folyolanma hasarını azaltmak için özel bir ısıl işleme maruz kaldığını gösterir

  27. Çökeltme (Yaşlandırma) Sertleştirmesi T (deg C) • Çözme tavı- a + balaşımı, B’nin tümünü çözmek için asıcaklık bölgesine ısıtılır. Su verme ile B çözeltide kalır (aşırı doymuş yapı) • Yumuşak& sünek durum • Yaşlandırma – çözme tavı uygulanmış alaşımı, ince b partiküllerinin oluştuğu bir sıcaklıkta tutma • Sertleştirme durumu Sıvı L + a a a +b Saf A Yüzde B

  28. Bileşimin Etkileri • Düşük B içerikli alaşımlar, sadece zayıf bir yaşlandırma sertleşmesi etkisi gösterir • Çözme tavında çözünemeyen yüksek bir b seviyesine sahip alaşımlar,zayıf bir sertleşme etkisi gösterir • Ortalama B seviyesine sahip alaşımlar, ise en yüksek sertleşme etkisi gösterir • Bu alaşımlar tek faz (a) alanı için sadece dar bir sıcaklık aralığına sahiptir • Bu alaşımlar da, geniş bir katılaşma aralığına sahiptir; kaynak sırasında çatlak oluşturma eğilimi taşırlar ve bu nedenle düşük kaynak ve döküm kabiliyetine sahiptir

  29. Sertleştirme mekanizması İlgili yumuşatma mekanizması • Deformasyon * Toparlanma, yeniden kristalleştirme, tane büyütme • Yaşlandırma * Çözme ısıl işlemi • Tane boyutu * Tane büyültme • Alaşımlama * Hiçbiri

  30. http://aluminium.matter.org.uk

  31. YAŞLANDIRMA SERTLEŞMESİ

  32. Sıcaklık Üç farklı denge diyagramının yaşlandırma sertleşmesine uygunluk bakımından incelenmesi

  33. Sıcaklık

  34. Sıcaklık

  35. Sıc

  36. Yaşlandırma işleminde zaman-sıcaklık diyagramı

  37. (Çözme tavı)

  38. Çökelme Sertleştirmesi • Çökelmeler, yüksek sıcaklıklara kadar dağılmaya direnir (340˚C’ye kadar) • Toz metalurjisi (P/M) ürünler • SAP – sinterlenmiş alüminyum parçalar (Al2O3) • Metal matrisli kompozitler • Hızlı katılaştırma (RS-P/M) hiperötektoid demir alaşımları (artı diğer sistemler) • Mekanik alaşımlama

  39. Çökelme Sertleştirmesi • Özel veya standart alaşımlar • Kaynak yapılabilir ancak bazı özelliklerini kaybeder • Uçak ve uzay uygulamaları

  40. Çökelti örneği Al-%4Cu içindeki Cu bakımından zengin GP bölgeleri. (180°C’de 6 saat yaşlandırılmış)

  41. Çökelti örneği Al-%4Cu içindeki Өçökeltileri (450°C’de 45 dakika yaşlandırılmış)

More Related