DEMİRDIŞI METALLER
Endüstride kullanılan en önemli demirdışı metal ve alaşımları şunlardır; Alüminyum (Al) ve alaşımları Bakır (Cu) ve alaşımları Magnezyum (Mg) ve alaşımları Titanyum (Ti) ve alaşımları Nikel (Ni) ve alaşımları Kurşun (Pb) ve alaşımları Kalay (Sn) ve alaşımları Çinko (Zn) ve alaşımları Zirkonyum ve alaşımları
Alüminyum ve Alaşımları Alüminyum ve alüminyum alaşımları en çok kullanılan demir dışı metaldir. Alüminyum, yumuşak ve hafif bir metal olup mat gümüşümsü renktedir. Bu renk, havaya maruz kaldığında üzerinde oluşan ince oksit tabakasından ileri gelir. Alüminyum, zehirleyici ve manyetik değildir. Kıvılcım çıkarmaz. Başlıca alaşım elementleri Magnezyum, Mangan, Silisyum, Bakır, Çinko, Kurşun, Nikel ve Titanyumdur. Katılan alaşım elementleri mukavemet özelliklerini yükseltir. Saf alüminyumun çekme dayanımı yaklaşık 49 MPa iken alaşımlandırıldığında bu değer 700 MPa'a çıkar. Yoğunluğu, çeliğin veya bakırın yaklaşık üçte biri kadardır. Düşük yoğunluk(2.7 g/cm3), çelikle kıyaslandığında:7.9 g/cm3 Kolaylıkla dövülebilir, makinede işlenebilir ve dökülebilir. Kaynağı zordur.
Yüksek korozyon dayanımı; Çok üstün korozyon özelliklerine sahip olması, üzerinde oluşan oksit tabakasının koruyucu olmasındandır. Yüksek elektrik ve termal iletkenliğe sahiptir. Sertliği ve Aşınma dayanımı düşüktür. YMK yapıda: düşük sıcaklıklarda bile yüksek tokluğa sahiptir.
Alüminyum alaşımları üretim metotlarına göre işlem(dövme) ve döküm alaşımları olarak iki gruba ayrılır. Plastik deformasyon kabiliyeti iyi olup kolayca şekillendirilebilen işlem alaşımlar, döküm alaşımlardan oldukça farklı mikroyapı ve kompozisyona sahiptir. Alüminyum alaşımları ısıl işlem yapılabilir ve yapılamaz alaşımlar olmak üzere iki gruba ayrılır. Isıl işlem yapılabilir alaşımlarda çözeltiye alma+yaşlandırma ile dayanım artışı sağlanabilirken, ısıl işlem yapılamayan alaşımlar ise katı eriyik ve pekleşme ile dayanımları arttırılır.
Alaşım Elementlerinin Alüminyum Özelliklerine Etkileri Bakır ( Cu ): Alüminyuma %12 oranına kadar katıldığında dayanımı arttırır, daha fazlası gevreklik yaratır. Genellikle yüksek sıcaklık özellikleriyle işlenebilirliği arttırır. %4-6 arasında katıldığında yaşlandırılabilir alaşımlar oluşturur. Dökümü kolaylaştırır. Çinko ( Zn ): Yüksek çinkolu alaşımlar sıcak çatlama ve soğuma çekmesi gösterirler. Çinko diğer alaşım elementleriyle birlikte çekme dayanımını, haddelenebilme ve işlenebilme özelliğini arttırır, buna karşı dökülebilirliği düşürür. %3 çinkodan daha az çinko içeren ikili alüminyum alaşımlarında belirgin bir etkisi görülmez. Demir ( Fe ): Az oranlarda bazı alaşımların sertlik ve dayanımını arttırır, dökümlerin sıcak çatlama eğilimlerini azaltır. Demir alüminyum alaşımlarında mümkün olduğunca kullanılmamasının nedeni meydana getirdiği gevrekliktir. Magnezyum ( Mg ): Katı çözelti sertleşmesi meydana getirir. %6’dan fazla Mg içeren alaşımlarda çökelme sertleşmesi olur, dökümleri zordur. Sünekliği azaltır. Mg2Si alaşımını oluşturup Al-Si alaşımlarının dayanımını arttırır. Yüksek aşınma direncine sahiptir. Mangan ( Mn ): Dökülebilirliği arttırmak için demir ile birlikte kullanılır. Metaller arası bileşiklerin özelliğini değiştirir, çekmeyi azaltır, alaşımların süneklik ve tokluk özelliklerini arttırır. Silisyum ( Si ): Akışkanlığı ve korozyon direncini arttırır, sıcak çatlama eğilimini azaltır. %13’den fazla silisyum içeren alaşımların işlenmesi çok zordur. Krom ( Cr ): CrAl7 şeklinde metaller arası bileşik oluşturur. Tane küçültücü etkisi vardır, korozyon direncini arttırır.
Fosfor ( P ): Ötektik altı Al–Si alaşımlarında silisyum parçacıklarını irileştirir, ötektik üstü alaşımlarda ise küçültür. Titanyum ( Ti ): Bor ile birlikte tane küçültücü etkisi vardır, dayanımı arttırır. Nikel ( Ni ): Yüksek sıcaklıklarda aşınma direncini arttırır ve boyutsal kararlılık sağlar. Lityum ( Li ): Düşük süneklik ve kırılma tokluğu sağlar. Üstün yorulma-çatlak büyüme direnci vardır.
Bakır (Cu) ve alaşımları Bakır ve alaşımlarının günümüze kadar en önemli mühendislik malzemeleri olarak kalmasının sebebi, korozyon dayanımlarının, mükemmel elektrik ve ısı iletkenliği, cazip görünüşünün, sünekliğinin ve şekillendirme kolaylığının sayesindedir. Gümüşten sonra en iyi elektrik iletkenliğine ve gümüş ile altın arasında çok yüksek ısı iletkenliğine sahiptir.