YAZIYA BAŞLAMADAN EVVEL ...
Selamlar, Bu başlığımızda severek okumuş olduğum tezlerden önemli gördüğüm kısımları  sizlere yazarak paylaşmak istedim. Başlığımı tez özetleri kısmıyla gruplandırdırdım.  Saygılarımla.



TEZ ÖZETLERİ - 1

Silah Gövde Malzemesi AA7075-T6 Alaşımının Anodik Oksidasyonu

Silahlar bildiğimiz üzere çalışma mekanizmaları sebebiyle yüksek aşınmaya, dinamik yüklere ,korozyona maruz kaldıklarından üretiminde yüksek mukavemetli korozyon aşımı yüksek malzemeler kullanılmaktadır. Ve günümüzde bu malzemeler arasında çelik, alüminyum alaşımları vb. çeşitli malzemeler kullanılmaktadır. 

Alüminyum ve alaşımları günümüzde demirden sonra ilk sırada gelmektedir. Ve alüminyumun üretimi 1950 lerden sonra artış göstermektedir. Alüminyum çeliğin özgül ağırlığının yaklaşık 3/1ine (2,71gr/cm3) denk gelmektedir. Alüminyum ve alaşımları bu sebeple çeşitli işlemler sonucu çok kullanılan metaller arasında yer almaktadır.

Alüminyum Alaşımlarının Avantajları

1. Özgül ağırlığının düşüklüğü (hafifliği) 
2. Termal ve elektirik iletkenliğinin iyi olması 
3. Talaşlı imalata uygun olması
4. Korozyon direncinin yüksek olamsı 
5. Yarı mamul ve Alaşımlarının çeşitliliği 
6. Geri dönüşümünün kolay olması

Alüminyumun Özellikleri

        

Alüminyum saf haldeyken çekme değeri 90MPa'dır ancak çeşitli alaşımlar ve işlemler neticesinde bu çekme değeri 600 MPa değerlerine kadar uşabilmektedir.

Alüminyum saf haldeyken mukavemetini arttırmak için bakır, çinko, magnezyum,vibi elementler ile çeşitli oranlarda kullanılır. Alüminyum ve alaşımları  havayla temas ettiklerinde yüzeyinde oksit tabakası oluşmakta bu tabak sayesindede korozyona karşı direnci artmaktadır. AA7075(Al-Zn-Cu-Mg) alaşımlarıda yüksek dayanımda olmalarına rağmen korozif ortamlarda özelliklerini yitirirler. Alüminyum alaşımları yüzeyinde oluşan doğal oksit tabaksı aşınmaya ve korozyon direncine yeteri kadr sahip olamamaları sebebiyle  yapay yüzery kaplama teknikleri geliştirilmiştir.

Alüminyum ana alaşım elementleri yüksek sıcaklıkta yüksek katı çözünürlüğü, oda sıcaklğında düşük katı çözünürlüğü göstermektedir Bu arasındaki farklar sebebiyle bu yönde yüksek çözünürlük farkı gösteren elementlerin bulunduğu alaşımlar çökelme sertleşmesi uygulamasına tabi tutulur. Bundan dolayıda alaşımların mekanik özellikleri yaşlandırma sertleşmesiyle artış gösterip korozyon direncini arttırmaktadır.

Alüminyum alaşım elementlerine göre sınıflandırılması

Alaşımın Etkileri

1. Çinkonun etkisi:  Dökümde sıcak  yırtılmaya sebep olup dövme alaşımlarda gerilimli korozyon duyarlılığını düşürür.Diğer alaşımlara ilavesiyle yüksek mukavemet sağlar.Çözünme potansiyelini arttırır (Bu sebeple anot ve koruyucu kaplama olarak kullanılır.).
2. Bakırın etkisi: Yaşlandırma işlemleri sonucu sertlik ve mukavemette artış sağlar fakat birim uzama azalır. 
3. Magnezyumun etkisi: Alüminyum alaşımlara ilavesiyle mukavemeti artrıp döküm kabiliyetini düşürür. Korozyon dayanımını ve kaynak edilebilme özelliğini iyileştirir.

Alüminyum alaşımları imalat yöntemine göre Dövme ve Döküm olarak 2‘ye ayrılır.

Dövme alümiyum alaşımları: Bu alaşımlara daha yüksek fiziksel özellikler elde edilebilmesi amacıyla haddeleme, ekstürizyon, dövme gibi işlemler uygulanmaktdır.Bu işlemler tane yapısını inceltir. Daha homojen olmasını sağlar alaşımın. Dövme işlemi malzemenin döküm sonrası mikro yapısını bozarak mazleme mekanik özelliğini iyileştirir.

Dövme Alaşımlarının  Üretimin Akış Sırası

• İşlenmemiş parça veya ingotun dökümü 
• Sıcak veya soğuk şekil verme 
•  Isıl işlem

 Dövme alaşımları ana alşım element grun-buna göre 8e ayrılıp 4 haneli rakam içerir. 1-3-4-5 (xxx)seerileri ışıl işlem uygulanamayıp plastik deformasyonla sertleştirilirken 2-6-7(xxx) serilerine ışıl işlem uygulanabilir.

Dövme Alüminyum Alaşımlarının Sınıflandırılması

Döküm alüminyum alaşımları: Üretim yöntemi genelde kum kalıba döküm, pres döküm, sabit kalıba dökümşeklindedir ve bu alaşımlar işlemeye uygun, kaynak edilebilir ve fiziksel özellikleri oldukça yüksektir.

Döküm Alüminyum Alaşımlarının Sınıflandırılması

1 3-5xx.x, yaşlandırılamaz, 2-4-7-8 yaşlandırılırr.

Alüminyum Alaşımının Isıl Işlemi

Isıl işlemler alüminyum alaşımlatrının sertlik ve mukavemetinin arttırılması deformasyon yada genel olarak çökelme işlemi ile sağlanır. 7075 AL alaşımı480C de 2saat çözeltiye alma,su verme işleminden sonra 120C de24 saat bekledikten sonra t6 ışıl işlemi gerçekleştirilirken bu yüksek sertlik ve mukavemet elde edilir fakat korozyon direnci bir miktar düşmketedir. Bu sebple T73 ısıl işlemi geliştirilmiştir. Lakin mukavemet T6 ya göre %15 azalmıştır.

Al alaşımlarında ısıl işlemler arasında farklılıklar bulunur.Alaşımlarda çözeltiye alma ve su verme işleminden sonra alaşımın sertleşmesi doğal veya suni yaşlanmayla sağlanır. Doğal yaşlanma oda sıcaklığında suni yaşlanma belli bir sıcaklıkta bekletimesiyle gerçekleştirilir.

Çökelme Sertleşmesinin Aşamaları

• Çözeltiye Alma
• Su Verme 
• Yaşlandırma ve Çökelme Sertleşmesi 

• Çözeltiye Alma:  Çözeltiye Alma işlemi Mg, Cu,Zn, Si gibielemenytelerin katı çözeltideki max. Miktara ulaşmasını sağlanmasıdır. Çözeltiye alma işemi için gerkki bekleme süresi alaşım türüne, kesit kalınlığına, istenen mikro yapıya göre farklılık gösterir. AA7075 alaşımında  yüksek mekanik özelliklerin elde edildiği sıcaklık 480C belirlenmiştir. Süre ise malzemenin kalınlığına göre belirlenir.   

• Su Verme: Isıl işlemin en kritik kısmıdır. Amacı çözeltiye alama sırasında oluşan katı çözeltiyioda sıcaklığına yakın bir sıcaklığa aniden soğutmakve katı çözeltinin yapısını korumaktır. Bununlada kalmaz atom boşluklarının bir sonraki adım olan yaşlandırma işlemi için gerekli minimum boşluğunkorunmasını sağlamasıdır. Çökelme sertleşmesi işleminde optimum sonuç elde edebilmek için  oda sıcaklığındada hızlı miktarda soğutmak gerklidir.  Bu korozyon direncini arttırır. Fakat her alaşım için hızlı soğutma uygun değildir. Bakır içermeyen Al-Zn-Mg alaşımları stres korozyon çatlağına karşı direnci yavaş soğuma ile artar.   

• Yaşlandırma ve Çökelme Sertleşmesi: Su verilmiş alaşım oda sıcaklşığında bekletilirse  doğal yaşlanırma daha yüksek sıcaklıklardab bekletilirse su yaşlandırma denir. Yaşlandırma işleminin amacı sertlik ve dayanımda istenilen değerler elde edilinceye kadar alaşımların çözeltiye alma işlemine göre nispeten düşük sıcaklıklarda belli süre bekletilmesidir. Yaşlandırma AA7075 ler için genelde 120C sıcaklıkta 24 saat bekletilmesiyle gerçekleşmektedir.

7075 Alüminyum Alaşımları

Genelde dövme yöntemiyle üretilerek yüksek mukavemet değerlerine ulaşılabilmektedir.Döküme göre göre maliyeti yüksek olsada dökümden kaynaklana iç döküm kusurları, gözenekler ve büzülme boşlukları dayanımı düşürür. 7075 alaşımı  genel olarak 510-530 MPa çekme dayanımlarına sahiptir. Ancak bu değer çeşitli yöntemlerle artmaktadır.  Yapılan araştırmalar sonucu 7075lerde T6 ışıl işlemiyle yüksek mukavemet değerleri sağlanırken,T73, T74 ve T76 ısıl işlemleriyle  korozyon direncinin artırılması adına mukavemet değeri %10-15 düşmektedir.

7075 Alüminyum Alaşımının Bazı Fiziksel Özellikleri

7075 Alaşımının T6 Isıl İşlemi

Bu işlem çözeltiye alma ve su vermeişleminden sonra alaşımın suni olarak yaşlandırılması işlemidir. 7075 Al alaşımları için en yüksek mukavemet değerini sağlayan T6, 480C de 1-2saat çözelti işleminden sonra oda sıcaklığında soğuma ve 120C de 24 saat bekletilmesiyle gerçekleşmektedir.

Alüminyuma Uygulanan Kaplamalar

Alüminyumun kaplanmasındaki ana nedenler: Korozyon direncini, aşınmaya karşı mukavemeti arttırmak ve dekoratif amaçla daha iyi görünüm elde etmek içindir. Bunun için anodik oksidasyon, krom,nikel, plazma sprey, kataforez kaplama ve elektrostatik boya yöntemi kullanılır. Bu yöntemlerden Anodik Oksidayon Yöntemi, alüminyumun oksitlenmesi özelliğinden faydalanılarak alaşım üzerine alüminyum oksity tabakası oluşturulması işlemidir. Böylelikle Al alaşımı yüzeyinde istenen korozyon direnci ile yüksek sertliği elde edilerek dayanımı arttırılırılır.

Anodik Oksidasyon Nedir?

Alüminyumun oksijene karşı büyük iligisi olması sebebiyle herhangi işlem olmadan doğal ince amorf oksit tabakası  oluşur. Bu tabak korozyona bir miktardayanım ve sertlik sağlar.Ancak bunun endüstride yetersiz kalması sebebiyle yapay olarak işlem uygulanır.

Anodik Oksidasyon ; Al'nin sülfürik asit çözeltisinade  anodik olarak elektroliz yöntemiyle yüzeyinde homojen ve eşit kalınlıkta AL2O3 tabakası elde etme işlemidir. Bir diğer ismi Eloksaldır. Bu işlem Al için özel bir yüzey kaplama işlemidir.

Anodik Oksidasyonun Avantajları

• Korozyon  ve aşınma direncini arttırırır. 
• Dekoratif görünüm sağlar.  
• Yalıtkanlığı artırır. 

Anodik Oksidasyonun tarihine bakacak olursak 1920'lere dayanmaktadır. İlk olarak 1923 de Bengough ve Stuart kromik asit prosesi ile gerçekleştirmiştir. Ticari olarak kullanımı ancak 20 yıl sonra gerçekleşmiştir. Elektroliz yöntemiyle kaplancak mazlme anot olarak işleme tabi tutulduğundanişlem anodik oksidasyon olar türetilimiştir.İlk kulannımları dekoratif amaçlı olmuştur. Bu işlemde sülfirik asit, kromik asit gibi asitler elektroliz olarak kullanılmaktadır. Oksit tabakasının renginin değişesi amacıylada bakır, nikel, gümüş, kalay gibi elementlerin ilavesi fiziksel ve kimyasal özelliklerini etkiler.

    

Anodik Oksidasyon İşlemi Yapılabilmesi İçin Gerekli Ekipmanlar

• Anodik Oksidasyon Tankı   
• Katot  
• Elektrolit  
• Soğutma Ünitesi  
• Karıştırma Aparatı  
• Güç Kaynağı        
• Askı

İşleme girecek malzeme DC güç kaynağının pozitif ucuna (anot) bağlanır. Negatif uçlarına (katot) kurşun, paslanmaz çelik, veya iletken malzeme takılır. Elektrolit olarak kullanılan çözelti içinden elektrik başlar ve banyo içinde oluşan kimyasal reaksiyonlar  sonucu malzemenin yüzeyinde ilkin ince gözeneksiz yapı oluşur. Ardından kalın ve gözenekli tabaka oluşur.

Not 1: Bu işlem demir alaşımları ve karbon çelikleri için uygun değildir.Çünkü malzeme oksitlendiğinde yüzeylerinde pul pul dökülme görülmekte ve ana mazleme sürekli korozyona uğrar.

Not 2:  Sülfürik asitle yapılan anodik oksidasyon ,saf alüminyumda daha iyi sonuç verir. Bu işlemde  genelde %12 sülfürik asitli konsatrasyonlu banyolar kullanılır.

Anodik Oksidayon Tabakasının Oluşumunu Etkileyen Parametreler

• Akım Yoğunluğu 
• Voltaj   Süre 
•  Elektolit Türü ve Konsantrasyonu

Sert anodizasyon, özel anodizasyon şartlarında yapılan işleme denir. Yüksek sülfirik asit konsantrasyonları, düşük sıcaklıklar, yüksek voltaj ve akım yoğunluklarında uygulanan süreçtir. Genellikle  -5, +5 C arasında, 240dk, 18-120V %15-20 sülfürik asit ile gerçekleşitirilir. Yapılan ölçümlerde yüzek sertliği kalınlığı yüzey pürüzlüğü en çok sert anodizasyonda gerçekleşitiği görülmüştür.

Aşınma ve Aşınma Mekanizmaları

Aşınma: Birbirine göre bağil hareket yapan cisimlerin yüzeyleri arasında oluşan etkileşim sonucu meydana gelen hasara denir.

Aşınma Mekanizmaları

1. Adhezif Aşınması
2. Abrazif Aşınması
3. Yorulma Aşınması
4. Korozyon Aşınması 

olarak 4'e ayrılır.

Korozyon ve Korozyon Türleri

Korozyon, çevresel etkiler ile metallerin görünüşlerinin, yüzey kalitesinin ve mekanik özelliklerinin yavaş yavaş veya hızlıca bozulmasıdır.

Korozyon Türleri

1. Üniform Korozyon  
2. Çukur-Oyuk Korozyon  
3. Stres Korozyonu  
4. Pullanma Korozyonu  
5. Tanelerarası Korozyon 
6. Erozyonlu Korozyon 

olarak 6‘ya ayrılır.

Not: Alüminyum üzerinde baskın olan korozyon tipi birçok faktöre bağlı olarak değişiklik göstermektedir. Bunlar ana mazleme ve alaşım elementleri, çevre ve kullanım koşullarıdır. Ek olarak alüminyum ve alaşımlarına özgü herhangi bir korozyon türü bulunmamaktadır.




Teze Ait Bilgiler: 

Silah Gövde Malzemesi AA7075-T6 Alaşımının Anodik Oksidasyonu / Samet Yavuz / Karadeniz Teknik Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Anabilim Dalı / Yüksek Lisans Tezi / 2018 Mayıs / Trabzon

İstek,Görüş ve Önerilerinizi bekliyorum.
Allaha Emanet Olun. 😉


İletişim:
Mail: unalaslanilesilahlar@gmail.com
Instagram: @unalaslanilesilahlar


Ünal Aslan - Yazar