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
- Özgül
ağırlığının düşüklüğü (hafifliği)
- Termal ve
elektirik iletkenliğinin iyi olması
- Talaşlı
imalata uygun olması
- Korozyon
direncinin yüksek olamsı
- Yarı
mamul ve Alaşımlarının çeşitliliği
- 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
- 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.).
- Bakırın
etkisi: Yaşlandırma işlemleri sonucu sertlik ve mukavemette artış sağlar fakat
birim uzama azalır.
- 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
- Adhezif Aşınması
- Abrazif Aşınması
- Yorulma Aşınması
- 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
-
Üniform
Korozyon
- Çukur-Oyuk Korozyon
- Stres Korozyonu
- Pullanma Korozyonu
- Tanelerarası
Korozyon
- 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
