Alüminyum döküm alaşımları, hafifletme, enerji tasarrufu, geri dönüşüm ve çevre duyarlılığı gibi ülkemizin ve dünyanın öncelikli çalışma alanlarında yer alan konular göz önüne alındığında, endüstrinin gözde alaşım grubunu temsil etmektedir 1.2.
Son yıllarda başta otomotiv ana ve yan sanayisi olmak üzere, havacılık, uçak ve uzay endüstrisinde kullanım alanlarının artmasıyla, alüminyum alaşımlarının sahip olduğu mukavemet, sertlik, kırılma tokluğu, yorulma ömrü gibi birtakım özelliklerin geliştirilmesi ihtiyaç haline gelmiştir 1.
Alüminyum döküm endüstrisindeki teknolojik ilerlemeler, dönemin malzemesinin gelişimi ile paralellik gösterdiğinden, ürün ve sektör çeşitliliğinin artışını, alaşımların sahip oldukları özellikler sınırlandırmaktadır.
Alüminyum döküm alaşımları, son yıllarda yapılan araştırmalarla birlikte mikroyapısal ve mekanik özelliklerin iyileştirilmesine yönelik çalışmalar yapılmaktadır 1.
Bu çalışmaların başlıca konuları şunlardır:
Mikroyapısal özelliklerin iyileştirilmesi: Alüminyum döküm alaşımlarının mikroyapısal özellikleri, alaşımın mekanik özelliklerini belirleyen önemli bir faktördür. Bu nedenle, alaşımların mikroyapısal özelliklerinin iyileştirilmesi, alaşımın mekanik özelliklerinin geliştirilmesinde önemli bir rol oynamaktadır. Bu amaçla, alaşımların tane inceltme ve modifikasyonu gibi yöntemler kullanılmaktadır 1.
- Tane inceltme işlemi, sıvı alüminyuma alüminyum titanyum bor ön alaşımları (Al-Ti-B) eklenerek gerçekleştirilir. Bu işlem, alaşımın mekanik özelliklerinin iyileştirilmesini sağlar 1.2.
- Modifikasyon işlemi ise, alüminyum silikon alaşımlarında %0.01 sodyum ilave edilerek veya stronsiyum kullanılarak gerçekleştirilir. Bu işlem, alaşımın mikroyapısal özelliklerinin iyileştirilmesine yardımcı olur 1.3.
Mekanik özelliklerin iyileştirilmesi: Alüminyum döküm alaşımlarının mekanik özellikleri, alaşımın kullanım alanlarını belirleyen önemli bir faktördür. Bu nedenle, alaşımların mekanik özelliklerinin iyileştirilmesi, alaşımın kullanım alanlarının genişletilmesinde önemli bir rol oynamaktadır. Bu amaçla, alaşımların sertleştirilmesi, kırılma tokluğunun artırılması, yorulma ömrünün uzatılması gibi yöntemler kullanılmaktadır 1.
Bu yöntemlerin başlıcaları şunlardır:
- Sertleştirme: Alüminyum döküm alaşımlarının sertleştirilmesi, alaşımın mekanik özelliklerinin iyileştirilmesinde önemli bir rol oynamaktadır. Bu amaçla, alaşımların ısıl işlem görmesi, soğuk şekillendirilmesi, çökelme sertleştirilmesi gibi yöntemler kullanılmaktadır 1.
- Kırılma tokluğunun artırılması: Alüminyum döküm alaşımlarının kırılma tokluğu, alaşımın kullanım alanlarını belirleyen önemli bir faktördür. Bu nedenle, alaşımların kırılma tokluğunun artırılması, alaşımın kullanım alanlarının genişletilmesinde önemli bir rol oynamaktadır. Bu amaçla, alaşımların tane boyutunun kontrol altına alınması, alaşımın kimyasal bileşiminin optimize edilmesi gibi yöntemler kullanılmaktadır 1.
- Yorulma ömrünün uzatılması: Alüminyum döküm alaşımlarının yorulma ömrü, alaşımın kullanım ömrünü belirleyen önemli bir faktördür. Bu nedenle, alaşımların yorulma ömrünün uzatılması, alaşımın kullanım ömrünün artırılmasında önemli bir rol oynamaktadır. Bu amaçla, alaşımların tane boyutunun kontrol altına alınması, alaşımın kimyasal bileşiminin optimize edilmesi gibi yöntemler kullanılmaktadır 1.
Hesaplamalı malzeme mühendisliği ve bilgisayar destekli simülasyon çalışmaları: Alüminyum döküm alaşımlarının mikro yapısal ve mekanik özelliklerinin iyileştirilmesine yönelik çalışmalar, hesaplamalı malzeme mühendisliği ve bilgisayar destekli simülasyon çalışmaları ile desteklenmektedir. Bu çalışmalar sayesinde, alaşımların mikroyapısal ve mekanik özelliklerinin iyileştirilmesine yönelik olarak yeni yöntemler geliştirilmekte ve bu yöntemlerin etkinliği önceden tahmin edilebilmektedir 1.
Hesaplamalı malzeme mühendisliği ve bilgisayar destekli simülasyon çalışmaları, alüminyum döküm alaşımlarının tasarım sürecinde kullanılarak, alaşımların özelliklerinin optimize edilmesine yardımcı olmaktadır 1. Bu sayede, alaşımların üretim sürecindeki maliyetler azaltılabilmekte ve ürün kalitesi artırılabilmektedir 1.
Kaynakça:
1: YAĞCI, T., CÖCEN, U., ÇULHA, O., & KORKMAZ, A. (2021). ALÜMİNYUM DÖKÜM ALAŞIMLARINA DAİR SON YILLARDAKİ AKADEMİK VE ENDÜSTRİYEL GELİŞMELERE GENEL BAKIŞ VE DEĞERLENDİRME. Uludağ Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Dergisi, 26(3), 1191-1210. doi: 10.17482/uumfd.882586
2: Alüminyum alaşımlarında tane inceltme – Dökümhane Akademi. (n.d.). Retrieved January 31, 2022, from https://dokumhane.net/kutuphane/aluminyum-alasimlarinda-tane-inceltme/
3: Alüminyum Alaşımları. (n.d.). Retrieved January 31, 2022, from https://www.gurayaluminyum.com.tr/teknik/aluminyum-alasimlari