DENEYİN ADI: Çökelme (Yaşlanma) Sertleşmesi AMACI: Çökelme

DENEYİN ADI:
Çökelme (Yaşlanma) Sertleşmesi
AMACI:
Çökelme
sertleşmesinin
mekanik
özelliklere
etkisinin
incelenmesi
ve
sertleşme
mekanizmasının öğrenilmesi.
TEORİK BİLGİ:
Çökelme sertleşmesi terimi, genel bir ifadeyle birbirleri içerisinde sınırlı çözünürlüğe sahip
(tek faz bölgesi içeren) alaşımlara uygulanan bir sertleştirme yöntemidir. Bu işlem, ikinci
fazın bir matris içinde katı çözeltiden çökelmesi sonucu alaşımın mukavemetinin artmasını
sağlar. Çökelme sertleşmesi, demir dışı malzemelerde özellikle alüminyum esaslı alaşımlarda
diğerlerine göre daha geniş çaplı bir kullanım alanına sahiptir.
İlk kez l906 yılında Alman metalurjist Dr. Alfred Wilm tarafından az miktarda magnezyum,
silisyum ve bakır içeren alüminyum alaşımında gözlenmiştir. Bu alaşım 500 °C'ye ısıtılmış ve
daha sonra suda soğutulmuştur. Su verilmiş parça oda sıcaklığında birkaç gün bekletildiğinde
sertliğinin arttığı gözlenmiştir. Bir haftalık bir süre sonunda ise alaşımın mukavemeti
maksimum bir değere ulaşmıştır. Alaşımın maruz kaldığı bu etki yaşlanma olarak
bilinmektedir.
Su verilmiş parçanın 180 °C'ye kadar ısıtılmasıyla yaşlanma prosesine hız kazandırılmıştır. Su
verme sonrasında nispeten yüksek sıcaklıklarda yapılan bu işlem suni yaşlanma olarak
bilinmektedir. Gerek yaşlanma (tabii yaşlanma) gerekse suni yaşlanma terimleri daha sonra
çökelme sertleşmesi adı altında birleştirilmiştir.
Çökelme sertleşmesi, hareket edebilen
dislokasyonların yolu üzerinde küçük ve sert partiküllerin oluşmasının sağlanmasıyla
gerçekleştirilir. Şekil 1.’den de görüldüğü gibi, çökelti partikülleri dislokasyon hareketlerini
engelleyerek malzeme mukavemetinin artmasını sağlar.
Şekil 2’de sıcaklıkla artan çözünürlüğe sahip bir katı eriyik içeren denge diyagramında
çökelme sertleşmesi için uygulanan ısıl işlemin mikroyapıya olan etkisini göstermektedir.
1
Şekil 1. Çökelti partiküllerinin, dislokasyon hareketlerini engellemesinin şematik gösterimi.
Şekil 2. Çökelme sertleşmesi sırasında meydana gelen mikroyapısal değişimler.
Şekil 3’de, çökelme sertleşmesi gösteren tipik bir alaşımda su verme sonrasındaki ısıl işlemler
sırasında sıcaklık ve sürenin mukavemet üzerine etkisi görülmektedir.
2
Şekil 3. Çökelme sertleşmesi gösteren bir alaşımın çekme dayanımına yaşlanma sıcaklık ve
sürenin etkisi.
DENEYİN YAPILIŞI:
Deneyde kullanılan AA7075 (Etial 44) ve AA2024 (Etial 24) alaşımlarının bileşimleri aşağıda
verilmektedir.
Zn
Cu
Mg
Mn
Si
Fe
Cr
Ti
Al
Etial 24
0,35
3,8
1,2
0,51
0,27
0,31
0,028
0,033
kalan
Etial 44
5,2
1,75
1,85
0,19
0,22
0,20
0,022
0,026
kalan
Silindir bir parçadan 1 cm çapında ve 3 cm çapında kesilmiş numuneler AA7075 için 463°C,
AA2024 için 495oC'de 2 saat çözeltiye alma ısıl işlemine tabi tutulur ve bu süre sonunda hızla
su verilir. Su verilmiş numunenin sertliği Rockwell B sertlik skalasıyla ölçülerek
kaydedilecektir. Bundan sonra oda sıcaklığında tabii yaşlanmaya bırakılan numunenin sertliği
1 saat aralıklarla ölçülür.
İSTENENLER:
- Yaşlanma işlemi sırasında ölçülen sertlikler göz önüne alınarak iç yapı değişimlerinin
değerlendirilmesi.
KAYNAKLAR:
- Metals Handbook, ASM
- Isıl işlem ders notları
3