Dünyadaki en yaygın metallerden biri alüminyumdur. Aynı zamanda "uçan metal" olarak da adlandırılır. Doğada saf halde bulunmamakla birlikte birçok mineralde bulunabilir. Ve birçok parça ve yapı üretmek için kullanılan en yaygın alaşım duralumindir (duralumin).
Dürener Metallwerke AG fabrikasında (Düren) çalışan Alman bilim adamı Alfred Wilm tarafından icat edildi. Alüminyum ve bakır alaşımının saf haliyle metalin kendisinden çok daha iyi özelliklere sahip olduğunu belirledi.
Yüksek mukavemetli alaşım grubu
Aslında duralumin, ana bileşeninin alüminyum olduğu ve alaşım elementlerinin bakır, çinko, manganez, magnezyum olduğu bütün bir alaşım grubudur. Ancak genel olarak, özellikleri sadece bileşim tarafından değil, aynı zamanda ısıl işlem yöntemiyle de belirlenir. 1903 yılında, ilk kez yaşlanma sürecinde bir alüminyum alaşımınınbakır daha da dayanıklı ve sert hale gelir.
Daha sonra ortaya çıktığı gibi, bunun nedeni, metalin sertleştikten sonra birkaç gün oda sıcaklığında kalması durumunda, aşırı doymuş katı çözeltisinin ayrışması ve buna da buna, sertleşmenin eşlik etmesidir. malzeme.
Yaşlanma süreci ve önceki duruma dönüş
Daha önce de belirtildiği gibi, metal yaşlanma, fiziksel ve mekanik özelliklerde değişikliklere neden olan yapısal dönüşümlerin neden olduğu önemli bir süreçtir. Doğal ve yapay olabilir. İlk durumda, alaşım birkaç gün oda sıcaklığında tutulur.
Yapay yaşlandırma ile işlem süresi azalır, ancak sıcaklık artar. Alaşımı önceki durumuna döndürmek için birkaç saniye 270 dereceye ısıtılmalı ve ardından hızla soğutulmalıdır.
Alüminyum üretim
Alüminyum ile bakır alaşımı yapmak için yüksek teknoloji ekipmana ve tabii ki metalin kendisine ihtiyacınız var. Boksitten çıkarılır. Bu, ezilmesi, üzerine su eklenmesi ve yüksek basınç altında buharda pişirilmesi gereken bir kayadır. Böylece silikon, alüminadan ayrılır. Daha sonra kalın kütle, düzleştirilmiş kriyolit içeren özel bir banyoya yerleştirilir. İçindekiler 950 °C'ye ısıtılır ve içinden 400 kA elektrik akımı geçirilir.
Bu, oksijen ve alüminyum atomları arasındaki bağı koparmanızı sağlar. Sonuç olarak, ikincisi sıvı bir metal olarak dibe yerleşir. Sıvı alüminyumdan dökümler bu şekilde yapılır. şimdi metalişleme için tamamen hazır. Ancak mukavemetini arttırmak için ona alaşım elementleri eklemek ve böylece yüksek kaliteli bir alüminyum-bakır alaşımı elde etmek gerekir.
Duralumin üretimi
Toplamda, tüm alüminyum alaşımları iki gruba ayrılır: döküm ve deforme. Üretimlerinin süreci, sonunda ne tür elde edilmesi gerektiğine tam olarak bağlıdır. Ek olarak, üretim yöntemi de gerekli özelliklere bağlıdır.
Duralumin üretimi için alüminyum külçeler bir elektrikli fırında eritilir. İlginç bir şekilde, bu, katıdan sıvıya ve bunun tersi de birçok kez dönüştürülebilen birkaç metalden biridir. Bu, performansını etkilemeyecektir. Bakır ve manganez, demir ve magnezyum gibi diğer alaşım elementleri, erimiş alüminyuma sırayla eklenir. Yüzde oranına dikkat etmek çok önemlidir: %93 alüminyum, %5 bakır, kalan %2 diğer alaşım elementleridir.
Duralumin'in sertleştirilmesi ve tavlanması
Böyle bir alaşım için zorunlu olan sertleştirme işlemidir. Küçük parçaların tutma süresi sadece birkaç dakikadır ve sıcaklık yaklaşık 500 °C'dir. İşlemden hemen sonra duralumin yumuşak ve viskozdur. Deforme edilmesi ve işlenmesi kolaydır. Bir süre sonra alaşım sertleşir ve mekanik özellikleri artar. Sıcaklık eşiği aşılırsa oksidasyon meydana gelir ve malzeme özelliklerini kaybeder. Sertleştikten sonra soğuk suda yavaş yavaş soğutulmalıdır.
Demek alüminyum-bakır alaşımının adını zaten biliyorsun. Genellikle deformasyona uğrar: soğuk haddeleme, çekme, dövme. Bu durumda, sözde sertleşme meydana gelir. Bu, metal yapıda dislokasyonların hareketinin ve çoğalmasının meydana geldiği bir süreçtir. Sonuç olarak, alaşımın kendisi yapısını değiştirir, daha sert ve daha güçlü hale gelir. Bu, sünekliğini ve darbe dayanımını az altır. Deformasyonların daha kolay geçmesi ve tavlamanın metale zarar vermemesi için tavlama yapılır. Bunu yapmak için alaşım 350 °C'ye ısıtılır ve ardından havada soğutulur.
Alaşımın durum tablosu (alüminyum ve bakır)
Katı ve sıvı halde duralumin bileşenlerinin etkileşimini en açık şekilde tanımlamak ve alaşımın özelliklerindeki değişimin doğasını açıklamak için durum diyagramını kullanın.
Bundan, alüminyumlu bir alaşımda Cu'nun en yüksek çözünürlüğünün 548 ° C sıcaklıkta gözlendiği ve aynı zamanda %5,7 olduğu görülebilir. Sıcaklık yükseldiğinde artacak ve düştüğünde azalacak. Oda sıcaklığında minimum çözünürlük (%0,5) gözlenecektir. Duralumin 400 °C'nin üzerinde sertleşirse, katı homojen bir çözelti olur - α.
Bu işlem sırasında katı çözelti ayrışır. Formülü CuAl2 olan bir alüminyum ve bakır alaşımı çok sıra dışı davranır. Sürece aşırı A1 fazının serbest bırakılması eşlik eder. Bu bozulma sırasında gerçekleşiruzun zaman. Bu daha önce bahsettiğimiz doğal yaşlanmadır.
Alaşım özellikleri
Bir metali belirli elementlerle alaşımlamak, özelliklerini artırmayı mümkün kılar. Alüminyum-bakır alaşımının adını hatırlıyor musunuz? Hangi özelliklere sahip?
Alüminyum çok hafif, yumuşak ve tamamen kırılgandır. Zayıf konsantre alkaliler ve asitlerde çözünür. Alüminyuma bakır ve magnezyum ekleyerek zaten oldukça güçlü bir alaşım elde edebilirsiniz. Performansını iyileştirmek oldukça kolaydır - sadece oda sıcaklığında bırakmanız yeterlidir. Yani yaşlanmanın etkisi yukarıda bahsettiğimiz gibi duralüminin gücünü artırır.
Alüminyum oldukça hafiftir. Küçük bir bakır yüzdesi alaşımı ağırlaştırmaz. Bir başka olumlu özellik, alaşımı tekrar tekrar eritebilme yeteneğidir. Aynı zamanda özelliklerini kaybetmez. Yapılması gereken tek şey, yayından sonra birkaç gün "dinlenmesi".
Duralumin'in dezavantajı düşük korozyon direncidir. Bu nedenle, çoğu zaman bu tür malzemeler temiz bir alüminyum tabakasıyla kaplanır veya vernik ve boyalarla boyanır.
Alüminyum alaşımları ve uygulamaları
İlk kez, duralumin hava gemileri yapmak için kullanıldı. Bu malzemenin hafifliği ve gücü, mükemmel bir uçak yaratmayı mümkün kıldı. Bunun için D16t markası kullanıldı. Şu anda, alüminyum, çinko, bakır ve diğer alaşım elementlerine sahip alaşımlar yaygın olarak kullanılmaktadır.uzay, havacılık ve makine mühendisliğinin diğer alanları.
Örneğin, bir arabanın imalatında duralumin kullanımı ağırlığını ve maliyetini önemli ölçüde az altabilir, ancak aynı zamanda yeterince güçlü olacaktır.
Genel olarak, bu alaşımın yelpazesinin oldukça geniş olduğu belirtilebilir: borular, teller, levhalar, bantlar, çubuklar ve çeşitli şekillerde döküm parçalar. D16t hala en popüler ve yaygın markalardan biri olarak kabul ediliyor. İşaretin sonundaki küçük "t" harfi, alaşımın sertleştiği ve doğal olarak yaşlandığı anlamına gelir. Kullanılır:
- Uzay aracı, gemi ve uçak tasarımlarında.
- Takım tezgahları ve makineler için çeşitli parçaların üretimi için.
- Sokak işaretleri, yol işaretleri üretimi için.
Alüminyum ve bakır alaşımının adını herkes bilmeli. Dural, petrol endüstrisinde de kullanılmaktadır. Böylece ondan yapılan özel borular kuyunun 6-7 yıl boyunca çalışmasını sağlayabilir.
Alüminyum ve bakır alaşımının adı nedir, hatırlaması kolay. Böylece hangi özelliklere sahip olduğunu ve nerelerde kullanıldığını anlattık. Özellikle yapının hafif olması gerekiyorsa, haddelenmiş çeliğin yerini kolayca alabilir.
