Saf alüminyumların dayanımı yetersiz olduğundan genellikle yapısal malzemeler için kullanılmazlar. Bu yüzden saf alüminyuma birden fazla alaşım elementleri eklenir. Alaşım elementleriyle alüminyumun dökme kabiliyeti, dayanımı, aşınma direnci, tribolojik özellikleri, sertlik, mukavemet gibi birçok mekanik özelliklerinde iyileştirmeler yapılır. Böylece alüminyum alaşımlarının birçok sektörde kullanımı artarak yaygınlaşmıştır.
Alüminyuma eklenen bazı alaşım elementleri ve etkileri aşağıda yazılmıştır.
➢ Silisyum (Si)
• Silisyumun yoğunluğu (2,34 g/cm3) alüminyumun yoğunluğundan(2,7 g/cm3) düşüktür. Bu yüzden silisyum ilavesi alaşımları hafifletir.
• Alaşımların mukavemetini ve aşınma direncini artırır.
• Ergiyik alüminyumun akışkanlığını artırır ve büzülmeyi düşürür. Böylece alüminyumun döküm kabiliyetini artırır.
• Alaşımların erime sıcaklığını, termal genleşme katsayısını ve işlenebilirliğini düşürür.
➢ Bakır (Cu)
• Alaşımların çekme mukavemetini, yorulma mukavemetini ve sertliğini artırır aynı zamanda korozyon direncini ve sünekliğini azaltır.
• Çökelme sertleşmesini(yaşlanma) kolaylaştırır.
➢ Magnezyum (Mg)
• Sünekliği düşürmeden katı çözelti sertleştirme mekanizmasıyla alaşımların mukavemetini ve sertliğini artırır.
• Alaşımların korozyon direncini ve kaynaklanabilirliğini artırır.
• Magnezyum, silikon ile birleşerek güçlendirmeyi sağlayan sertleştirme fazı Mg2Si’yi oluşturur.
➢ Mangan (Mn)
• Demir ve silisyum içeren alaşımların sünekliğini artırır.
• Alaşımın akma mukavemetini, çekme mukavemetini, korozyon direncini, yorulma direncini ve sertliğini artırır.
➢ Çinko (Zn)
• Alüminyuma çinko eklenmesi en yüksek mukavemet değerine sahip alüminyum alaşımını üretilmesini sağlar.
• Çökelme sertleşmesini sağlar.
• Alaşımların stres korozyon çatlamasına karşı direnci artırır.
[Stres korozyon çatlaması (SCC): Çekme gerilimi ve aşınmanın birleşik etkisinin neden olduğu gevrek bir kırılmadır.]
➢ Krom (Cr)
• Yüksek sıcaklıklarda tane büyümesini önler.
• Demir ve silikon içeren alüminyum alaşımlarının sünekliğini, tokluğunu ve ergime sıcaklığını artırır.
• Alaşımların stres korozyon çatlamasına karşı direncini azaltır.
➢ Nikel (Ni)
• Alüminyum-bakır ve alüminyum-silisyum alaşımlarının yüksek sıcaklıklarda sertliğini, mukavemetini ve azaltır.
• Alaşımın sünekliğini azaltır.
• Nikel alaşımın termal genleşme katsayısını düşürür. Bu yüzden alüminyum-nikel alaşımları sıcaklık değişimlerine karşı duyarlılığı fazladır.
➢ Lityum (Li)
• Alaşıma uygulanan çökelme serleştirme ısıl işlemi ile birlikte alaşımın mukavemetini artırır.
• Alaşımın elastisite modülünü artırır. Böylece lityum ilavesi sayesinde alüminyum-lityum alaşımına uygulanan gerilmeler sonucunda düşük elastik şekil değişimleri görülür.
• Lityumun yoğunluğu alüminyumun yoğunluğundan düşüktür. Bu yüzden lityum ilavesi alaşımın yoğunluğunu düşürür.
➢ Titanyum (Ti)
• Alaşımlarda tane küçültücü olarak kullanılır.
• Alaşımların kaynak yapısını iyileştirir, kaynak çatlamasını önler ve korozyon direncini artırır.
• Alüminyum silisyum alaşımlarına %4 kadar ilavesi alaşımın sertliğini artırır.
➢ Demir (Fe)
• Alaşımın sünekliğini azaltır, sertliğini ve mukavemetini artırır.
• Döküm sırasında gerçekleşen çekilmeleri azaltmak için ilave edilir.
Kaynaklar
▪ www.alcotec.com
▪ www.substech.com
▪ www.industrialheating.com
▪ Reviews on the Influences of Alloying elements on the Microstructure and Mechanical Properties of Aluminum Alloys and Aluminum Alloy Composites – R. S. Rana, Rajesh Purohit, and S Das
