Çözeltiye alma ve yaşlandırma: Alüminyum alaşımlar

Çok sayıda işlenik ve döküm alüminyum alaşımının, çözeltiye alma ve çeşitli meneviş işlemleri ile yaşlandırma yapılarak dayançları artırılabilinir.

Faydalar

Uygun çözeltiye alma ve yaşlandırma işlemleri ile, ısıl işlem uygulanabilir alaşımların mekanik özellikleri geliştirilebilir. Örneğin, bazı alaşımlar için dayançla birlikte korozyon direncini arttırmak ya da bunun tersini gerçekleştirmek mümkündür.

Alaşım ve kesitlere bağlı olarak, çözeltiye alma işlemi sırasında, çarpılmayı azaltmak için farklı soğutma yöntemlerinden faydalanılabilinir.

Uygulamalar ve malzemeler

2XXX (Al-Cu), 6XXX (Al-Mg-Si), 7XXX (Al-Zn-Mg-Cr), 8XXX (Al-Li) serisi işlenik alaşımlara ve 2XX (Al-Cu), 3XX (Al-Mg-Si-Cu) ve 7XX (Al-Zn) serisi döküm alaşımlarına, çözeltiye alma ve yaşlandırma işlemleri uygulanabilir.

T4X, T5X, T6X ve T7X türü final menevişleme işlemleri, alaşımlarda sadece termal işlemin gördüğü işlevi görür. T3X ve T8X menevişleme ise hem termal hem termomekanik işlem birleşimi ile gerçekleştirilir, örneğin basit şekilli parçaları çözeltiye alma ve yaşlandırma işlemleri arasında germe ve sıkıştırma yapmak gibi.

En yaygın işlenik alaşımlar ve menevişleri şunlardır: 2014-T4, 2014-T6, 2024-T3, 2024-T4, 2024-T6, 2024-T8, 2219-T3, 2219-T4, 2219-T6, 2219-T8, 2618-T6, 2618-T61, 6061-T4, 6061-T6, 7050-T74, 7075-T6, 7075-T73, 7075-T74, 7075-T76, 7175-T74. En yaygın döküm alaşımları ve menevişleri şunlardır: A201-T7, A206-T7, C355-T6, A356-T6, A357-T6.

Proses detayları

Çözeltiye alma işlemi genellikle 450 ila 575°C (842 ila 1067°F) sıcaklıkları arasında havada uygulanır, ardından hızlı bir şekilde suverme işlemi yapılır. Soğutma işleminde, soğuk su, sıcak su ve kaynamış su (T61 meneviş), su-polimer (glikol) çözeltisi, su püskürtücü ya da tazyikli hava kullanılır. 2XXX, 6XXX, 2XX ve 3XX alaşımları için, T4 meneviş doğal yaşlanma işlemi, ortam sıcaklığında uygulanır ve çoğu zaman 96 saat sonra ancak en dengeli menevişe ulaşılır. Yapay yaşlandırma 93°C ila 245°C (199 ila 473°F) derece sıcaklıklar arasında, T6 ve T7X menevişleme işlemlerini gerçekleştirebilmek için yapılır.

Çözeltiye alma işleminin hemen ardından yapılan hızlı suverme aşamasından sonra, bütün alaşımlar nispeten yumuşak bir yapıya sahip olurlar, birkaç saat içinde işlenmeleri halinde kısmen şekil verilip düzeltilmeleri mümkündür. Bu alaşımlar ortam sıcaklığında doğal yaşlandırma yoluyla sertleştirilir, bu süreçte sertlik seviyeleri kademeli olarak artarken diğer yandan suverme işleminden de geçerler. İstenildiği takdirde, alaşım 0°C’nin (32°F) altında soğutma yoluyla sıkıştırılarak, suverme işleminin birkaç saat ardından şekil vermek ve düzeltme yapmak mümkündür. Bir kaç günlük olan depolama süresini uzatmak amacıyla suverilmiş meneviş (As-Quenched (AQ) temper) durumunu koruması için, -23°C (-10°F) derece veya altına soğutulur.

Çözeltiye alma ve yaşlandırma işlemleri öncesinde azami oranda biçimlendirme yapabilmek için, alaşımlar öncelikle 400 ila 425°C (752 ila 797°F) sıcaklık aralığında ısıtılıp, ardından 235°C (455°F) derecenin altına yavaşça soğutularak (saatte 28°C (50°F) veya daha yavaş) dengeli, yumuşak O tipi meneviş için hazırlanır, şekil verilir sonrasında çözeltiye alma ve yaşlandırma işlemleri uygulanır.