Yapay zekadan makale özeti
- Kısa
- Ayrıntılı
- Bu video, bir eğitmen tarafından sunulan, rahmetli Prof. Dr. Yücel Birol'un anısına hazırlanmış alüminyum alaşımları hakkında kapsamlı bir eğitim dersidir.
- Video, alüminyumun fiziksel özellikleri ve metalik gruptaki konumu ile başlayıp, alaşımların sınıflandırılması, üretim yöntemleri ve dayanım artırma tekniklerini detaylı şekilde ele almaktadır. Daha sonra alüminyum alaşımlarının kodlaması, farklı alaşım serileri (1X, 3X, 4X, 5X, 2XX, 6XX, 7XX, 8XX) ve bunların özellikleri incelenmektedir. Son bölümde ise farklı döküm teknikleri (kum döküm, kokil döküm ve basınçlı döküm) karşılaştırılarak, alüminyum-silisyum alaşımları üzerinde durulmaktadır.
- Ders, alüminyum alaşımlarının inşaat, uçak, otomotiv ve ısı değiştiriciler gibi farklı sektörlerdeki kullanım alanlarını, ısıl işlemle sertleştirilebilen ve sertleştirilemeyen alaşımlar arasındaki farkları ve çökelti sertleşmesi gibi sertleştirme yöntemlerini de içermektedir.
- 00:01Alüminyum Alaşımlarına Giriş
- Alüminyum, Türkiye'de kullanımı geniş olan önemli bir metal olduğu için ayrı bir ders kapsamında incelenecek.
- Ders notları, rahmetli Prof. Dr. Yücel Birol'un anısına hazırlanmış ve onun ders notlarından yararlanılmıştır.
- 00:24Alüminyumun Fiziksel Özellikleri
- Alüminyum, 26,98 atom ağırlığına, 2,70 gram/cm³ yoğunluğuna ve 13 atom numarasına sahip, 3A grubunda bir elementtir.
- 3A grubunda olduğu için son yörüngesinde üç elektron bulunur ve oksitlenerek üç elektron vererek yükseltebilir.
- Ergim noktası 660 santigrat, buharlaşma noktası 2519 santigrat ve kristal yapısı yüzey merkezli kübiktir.
- 01:28Alüminyumun Özellikleri
- Alüminyum sünek bir malzeme olup, gevrek-sünek geçiş noktası yoktur ve soğutulduğunda bile kayma sistemleri aktif kalabilir.
- Hafif ve hafif bölü dayanım özelliğine sahiptir, yani hafifliğine karşılık çok yüksek dayanıma sahiptir.
- Toksik olmadığı için kola kutuları ve içme amaçlı metalik kutularda kullanılır.
- 02:14Alüminyumun Diğer Özellikleri
- Geri kazanımı çok kolaydır ve düşük ergime sıcaklığına (660 santigrat) sahiptir.
- Ergime sıcaklığı düşük olduğu için yüksek sıcaklıklarda saf halde kullanılamaz, sürünmeye uğrayabilir ve elastik modülü düşer.
- Fiziksel olarak iletken, paramanyetik değildir ve yansıtıcı bir yüzeye sahiptir.
- 03:22Alüminyumun Korozyon Özellikleri
- Alüminyum, mikron seviyesinde oksitlenerek kendi yüzeyini kaplayarak korozyona karşı yüksek mukavemet sağlar.
- Korozyona karşı yüksek mukavemetine rağmen düşük mukavemete sahip olduğu için saf bir metal olarak kullanılamaz.
- Alüminyum, 3A grubundan bir metal olup, 1A ve 2A grubundaki metallerden daha aktif olmasına rağmen korozyona karşı avantajlıdır.
- 06:05Alüminyumun Korozyona Karşı Dayanıklılığı
- Alüminyum korozyona uğrar ancak belirli pH değerlerinde (3,80-12) koruyucu bir film oluşturarak korunur.
- 3X, 5X ve 6X serilerinde korozyon direnci daha iyi olup, bu seriler dövülerek üretilir.
- Çökelti sertleşmesiyle üretilen alaşımlarda (örneğin bakır içeren) korozyon direnci kötüleşir.
- 07:37Alüminyum Alaşımlarının Üretim Yöntemleri
- Alüminyum alaşımları yoğurma (dövme, maddeleme, ekstrüzyon) ve döküm (kum, kokil ve basınçlı kalıba döküm) olmak üzere ikiye ayrılır.
- Döküm alaşımları ergime, sıvı metal alaşımlama ve döküm ile yoğurma alaşımları olmak üzere sınıflandırılır.
- Döküm yöntemleri arasında parça döküm, kokil kalıba döküm, basınç döküm, yarı sürekli döküm ve sürekli döküm yöntemleri bulunur.
- 08:55Alüminyumun Dayanım Özellikleri
- Saf alüminyum 35 mega pascal dayanıma sahip olup, bu değer oldukça düşük olsa da şekil verme açısından mucizevi bir metaldir.
- Alüminyum hem dökümlü hem de plastik şekil verme yöntemleriyle iyi sonuç verir.
- Alüminyumun dayanımını alaşımlama ve soğuk şekil verme yöntemleriyle artırmak mümkündür.
- 09:41Dayanım Artırma Yöntemleri
- Alaşımlama ile dayanım 70-80 mega pascal'a ulaşabilir, ancak süreklilik 45-30'a düşer.
- Soğuk şekil verme ile dayanım artar ve gerilim sertleşmesi oluşur, ancak süreklilik yine düşer.
- Çökel sertleşmesi en popüler yöntemdir ve 550 mega pascal dayanıma ve %5-12 sünekliğe sahip olur.
- 10:17Alüminyumun Şekil Verme Yöntemleri
- Döküm yapılamayan serilerde soğuk şekillendirme veya döküm yapılarında tane inceltme yapılabilir.
- Tane inceltmek için bohr veya silisyum kullanılır, aksi takdirde 35 mega pascal dayanım mühendislik uygulamalarında yetersiz kalır.
- İnşaat çeliği gibi malzemelerin akma dayanımı 420 mega pascal civarındadır.
- 10:56Alüminyumun Sınıflandırılması ve Şekil Verme
- Yoğurma alaşımları çeşitli yöntemlerle sınıflandırılabilir ve ingot veya bilet şeklinde sürekli veya yarı sürekli üretilir.
- Levha ve şerit için haddeleme saf alüminyum alaşımlarına yapılır, ekstrüzyon ile profil, tüp, boru ve çubuk çekilir.
- Dövme ile mekanik dayanım ciddi şekilde arttırılabilir, sıcak haddeleme izotopik yapılar, soğuk haddeleme ise ince ve uzamış yapılar sağlar.
- 11:46Alaşımların Sınıflandırılması
- 351, 345 serilerinde çökelti sertleşmesi yapılamaz, bu serilere alaşımlama veya mekanik şekil verme ile mukavemet artışı sağlanır.
- 627 serilerinde çökelti sertleşmesi vardır ve ısıl işlem yapılabilir.
- En popüler alaşımlardan biri 333 (alüminyum-bakır alaşımları) olup, alaşımların sınıflandırılmasında ilk hane ana grubu gösterir.
- 12:54Alüminyum Alaşımlarının Kodlama Sistemi
- Alüminyum alaşımlarının kodlamasında ilk hane ana grubu gösterir, örneğin 1X alüminyum ağırlıklı alaşımları ifade eder ve demir ve silisyum içerse de oranları oldukça düşüktür.
- İkinci hane alaşım çeşidini, üçüncü ve dördüncü haneler ise saflıkla ilişkili olup, 99.80 gibi bir kod %99.80 saflığa sahip olduğunu gösterir.
- 8X grubunda lityum içeren özel alaşımlar bulunur ve bazen kodun sonunda ulusal alaşım çeşidini gösteren harfler de yer alabilir.
- 14:31Isıl İşlemle Sertleştirilemeyen Alaşımlar
- 1X alüminyum ağırlıklı alaşımlar genellikle folyo yapımında kullanılır, yumuşak ve iletkenlik açısından bakır kadar olmasa da yüksek iletkenliğe sahiptir.
- 3X mangan içeren alaşımlar meşrubat kutuları ve auto radyatörlerinde kullanılır.
- 5X alüminyum magnezyum içeren alaşımlar çökel sertleşmesi yapılamasa da dövüldüğü için otomotiv yapısal uygulamalarında kullanılır.
- 15:23Isıl İşlemle Sertleştirilen Alaşımlar
- 2X alüminyum, bakır ve magnezyum içeren alaşımlar en popülerdir ve %80 oranında kullanılır.
- 6X ekstrüzyon ile üretilen ürünler otomatik panellerde kullanılır ve ısıl işlemle sertleştiği için yüksek mukavemete sahiptir.
- 7X çinko içeren alaşımlar yüksek mukavemete sahiptir ve çinko alüminyumun kayma sistemlerini kısıtlar.
- 17:04Sertleşme Yöntemleri ve Alaşım Sınıfları
- 1, 3, 4, 5 serisi alaşımlara kat ilik sertleşmesi ve deformasyon sertleşmesi uygulanır, 2.60-7X alaşımlarına ise çökelme sertleşmesi uygulanır.
- Alaşım kodlarının yanına gelen harfler (F, O, H, V, T) işlem durumunu gösterir: F üretildiği gibi işlem yapılmamış, O tavlanmış, H deformasyonla sertleştirilmiş, V çözeltiyi almış, T ısıl işlem uygulanmış anlamına gelir.
- Sıcak hatlı üretim teknolojisinde alaşımlar ön ısıtmayla yumuşatılıp sıcak hatta yapılır, sonra sarıcıyla gruplandırılır.
- 18:47Sertleşme Süreçleri ve Alaşım Özellikleri
- Sıcak haddelemede taneler yeniden kristalleşir, önce altı taneler oluşur sonra izotropik olarak tekrar oluşur.
- Soğuk haddelemede mikro yapının özellikle bir yöne doğru uzadığı görülür.
- Çökertme sertleşmesinde çözünebilirlik aralığı olan alüminyum alaşımı aniden soğutulur, uyumlu GPzonlar oluşur ve yaşlandırıldığında mukavemeti artar.
- 20:29Alaşım Sınıfları ve Özellikleri
- Çökelt sertleşmesiyle sertleşebilen alaşımlar 2X, 6X, 7X sınıfına girer ve en popülerleri 2024-60, 2024-61 ve 2024-75 alaşımlarıdır.
- 8X lityum içeren alaşımlar yüksek maliyetli olmasına rağmen daha hafif ve mukavemetli olup, en popüler türlerinden biri 80-90 alaşımıdır.
- Sertleştirilemeyen alaşımlar sıcak ya da soğuk şekillendirme ile işlem görür, mukavemetleri deformasyon sertleşmesiyle artar ve daha yumuşaktır.
- 23:22Alüminyum Alaşımlarının Mekanik Özellikleri
- Soğuk şekil verilen alüminyum alaşımlarının dayanımı 195 MPa'ya çıkarken, 5000 serisinde 2024, 60, 61, 70 ve 75 alaşımları yoğruk ve ısıl işlem uygulanabilen alaşımlardır.
- Yapay yaşlandırılmış fırın içerisinde yaşlandırılmış çinko içeren alüminyum alaşımı, 505 MPa'lık akma dayanımına sahip olup, S420 veya C420 çeliklerinden bile yüksek akıma dayanımına sahiptir.
- Bu alaşımlar uçak gövde parçaları, yüksek gerilim altında çalışan parçalar, kamyon jantları ve civatalarında kullanılmaktadır.
- 24:47Döküm Alüminyum Alaşımları
- Dökümle üretilmiş alüminyum alaşımlarında da çökelti sertleşmesi ile yapılanlar ve yapılamayanlar bulunmaktadır.
- 295 ve 356 alaşımlarına ısıl işlem uygulanarak çökelti sertleşmesi yapılmış olup, doğal yaşlandırılmış mukavemetleri 110 ve 164 civarındadır.
- Döküm olayına girildiğinde dayanımlar aşağı doğru düşer çünkü mekanik şekil verme işlemi mekanik mukavemetin artışını sağlar.
- 25:40Alüminyum Lityum Alaşımları ve Temper Tanımları
- Alüminyum lityum alaşımları daha pahalıdır ve uçak parçaları veya hasara tolerans uşak parçalarında kullanılmaktadır.
- Temper tanımları OT (tam yumuşak, tamamen tavlanmış), T (ısıl işlemli yaşlanma), E (deformasyonla sertleşme) şeklinde isimlendirilebilir.
- Çökelme sertleşmesi olmayan alaşımlar için T1 (kararlı hale gelecek şekilde doğal yaşlandırılmış), T2 (tavlanmış), D3 (çözeltiye alınmış, soğuk işlem görmüş) gibi tanımlar kullanılır.
- 27:06Alüminyum Profillerin Kullanım Alanları
- Alüminyum profiller özellikle inşaatta kullanılmaktadır.
- Spesifik mukavemet, mukavemet yoğunluk oranının yüksek olmasıdır; bu durum için σ (mukavemet) yüksek ve ρ (yoğunluk) düşük olmalıdır.
- Düşük yoğunluk, özellikle ulaşımda yakıt tasarrufu sağlar ve bu nedenle arabalarda ve uçaklarda alüminyum profiller tercih edilmektedir.
- 28:07Isı Değiştiriciler ve İçecek Kutuları
- Isı değiştiriciler 105, 3000, 5059 ve 61 alaşımlarından üretilmektedir.
- İyi ısıl etkenlik için 3X, 5X, 6X alaşımları kullanılır ve bu alaşımlar çökelti sertleşmesiyle üretilmediği için yüksek korozyon dayanıklılığına sahiptir.
- İçecek kutularında 3104 veya 5182 alaşımları kullanılır çünkü toksik özelliği olmadığı için alüminyum alaşımlarından üretilir ve kolay şekil verilebilir.
- 29:41Gemi Gövde Panelleri ve Alüminyum Döküm Alaşımları
- Gemi gövde panelleri 5X ve 6X alaşımlarından oluşturulur, iyi mekanik özellikler ve korozyon direnci için 5X alaşımları tercih edilir.
- Alüminyum döküm tercih edilen yöntemlerden biridir çünkü ergime sıcaklıkları düşük olduğu için dökümleri kolaydır ve kalıpları zarar vermeden defalarca dökülebilir.
- Silisli bileşimler (alüminyum-silisyum alaşımları) mükemmel akış özelliklerine sahip olup karmaşık parçaları kolayca dökebilir.
- 31:05Alüminyum Döküm Teknikleri
- Alüminyum alaşımlarının patlama tehlikesi olabilir çünkü nemli kalıplarla sıcak alüminyum reaksiyona girdiğinde patlamalar yaratabilir.
- Alüminyum alaşımları şoker sertleşmesiyle şekillendirilebilir ve bor eklenerek tane yapısı inceltilerek boşluksuz yapılar elde edilebilir.
- 2XX alaşımları en yüksek mukavemet seviyelerini verir fakat dökümü daha zordur ve çok yüksek mukavemet gerektiren uygulamalar için seçilir.
- 33:06Döküm Yöntemleri
- Alüminyum alaşımları dökümle otomotiv sektörü için üretilir ve yaklaşık yarısı dökümle yapılır.
- Kum döküm, kokil döküm (metal kalıba döküm) ve basınçlı döküm olmak üzere üç temel döküm yöntemi vardır.
- Karmaşık döküm parçaları için ve az sayıda parça üretilecekse kum dökümü tercih edilir.
- 33:32Döküm Yöntemleri
- Yüksek mukavemet ve ince tane yapısı için kokil döküm tercih edilir çünkü soğuma hızı daha az olur ve ısı daha çabuk uzaklaşır.
- Kokil dökümünün avantajı kum maçaların kullanılabilmesidir, bu da basınçlı dökümden farklı bir avantajdır.
- Kum kalıba döküm, en ilkel yöntemlerden biridir ve kumdan her şey hazırlanır.
- 34:03Kokil Döküm Süreci
- Kokil dökümde metal kalıba dökülür, alüminyum yerçekimi etkisiyle aşağı doğru çökerek ısı hızlıca ulaşır ve ince taneli yapılar elde edilir.
- Dökümde boşluk oluşmasın diye besleyiciler kullanılır, bu hacim azalması olduğu yerlerde metali kendine çekerek küçülmeleri engeller.
- 34:49Basınçlı Döküm
- Basınçlı döküm, özellikle boşluksuz metal üretmek için basınç yardımıyla yapılır ve alçak ve yüksek basınçlı versiyonları vardır.
- Bu yöntem genellikle düşük ergime sıcaklığına sahip alüminyum ve magnezyum gibi alaşımlara uygulanır.
- Basınçlı dökümle kompleks parçalar kolayca üretilir, kum kalıpta kolay üretilemeyen ürünler bu yöntemle rahatlıkla üretilir.
- 35:44Döküm Alaşımlarının Sınıflandırılması
- Döküm alaşımları ana alaşım elementine göre sınıflandırılır, 1 olduğu zaman saf alüminyum, 2 olduğu zaman bakır, 3 olduğu zaman silisyum anlamına gelir.
- En popüler alaşımlar 3X ve 4X'dir çünkü silisyum ekledikçe katı-sıvı bölgesi olmaz ve döküm kolaylaşır.
- Alaşımların dördüncü hane döküm parça veya ingot olup olmamasını gösterir, sona farklı harflerle farklı anlamlar yüklenir.
- 36:43Çökelti Sertleşmesi ve Alaşım Elementleri
- 1, 4 ve 5X alaşımlarında çökelti sertleşmesi uygulanmaz, 2X ve 9X alaşımlarında ise çökelti sertleşmesi yapılır.
- Alaşım elementleri yüksek mukavemet için çinko ve bakır, sürekli tokluk için mangan, magnezyum, silisyum ve demir, akışkanlık için silisyum eklenir.
- Özel etkisi için titanyum ve boru tane inceltme için eklenir.
- 37:49Alüminyum-Silisyum Alaşımları
- Alüminyum-silisyum alaşımları sol tarafa yakınsak kum ve kokil döküme yönelir çünkü katılaşma aralığı vardır.
- Öteki noktaya yaklaştıkça basınçlı döküm önem kazanır ve 3X ve 4X alaşımları basınçlı dökümle kolaylıkla üretilir.
- Yüksek silisyum oranı ile aşınmaya dirençli alaşımlar üretilir, sol tarafta alüminyum ağırlıklı primer faz ortaya çıkarken, sağ tarafta sis partikülleri büyümeye başlar ve yapı daha sert ve gevrek olur.