Materials and Chemistry İstanbul Üniversitesi Metalurji ve Malzeme Mühendisliği İstanbul Üniversitesi Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Alümiyum Şekillendirme.

... konulu sunumlar: "Materials and Chemistry İstanbul Üniversitesi Metalurji ve Malzeme Mühendisliği İstanbul Üniversitesi Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Alümiyum Şekillendirme."— Sunum transkripti:

1 Materials and Chemistry İstanbul Üniversitesi Metalurji ve Malzeme Mühendisliği İstanbul Üniversitesi Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Alümiyum Şekillendirme Teknolojileri Doç.Dr. Derya Dışpınar deryad@Istanbul.edu.tr

2 Materials and Chemistry İstanbul Üniversitesi Metalurji ve Malzeme Mühendisliği İstanbul Üniversitesi Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Amerikan İngilizcesi: Aluminum İngiliz İngilizcesi: Aluminium Türkçe Aluminyum / Alüminyum Latince Alumin: acı tuz

3 Materials and Chemistry İstanbul Üniversitesi Metalurji ve Malzeme Mühendisliği İstanbul Üniversitesi Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Atom numarası13 Atom ağırlığı26,9815386(8) g/mol Yoğunluk2700 kg/m³ Ergime noktası660,32 °C Kaynama noktası2519 °C Ergime ısısı10,71 kJ/mol Isı kapasitesi24,2 (25 °C) J/(mol·K) Kristal yapısıYüzey merkezli kübik Elektrik direnci26,50 nΩ·m (20°C'de) Isıl iletkenlik237 W/(m·K) Isıl genleşme23,1 µm/(m·K) (25°C'de)

4 Materials and Chemistry İstanbul Üniversitesi Metalurji ve Malzeme Mühendisliği İstanbul Üniversitesi Metalurji ve Malzeme Mühendisliği 1863 Charles M. HallPaul Héroult

5 Materials and Chemistry İstanbul Üniversitesi Metalurji ve Malzeme Mühendisliği İstanbul Üniversitesi Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Potasyum amalgam ile mg Potasyum amalgam ile gr Sodyum ile kg Kriyolit ile alumina Saf alumina

6 Materials and Chemistry İstanbul Üniversitesi Metalurji ve Malzeme Mühendisliği İstanbul Üniversitesi Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Charles Dickens (Household Words, Dec. 13th 1856) Deville başarısı üzerine: «Alüminyum, kalayı çöpe attırıcak, bakır tencereleri sürgüne yollatacak, Almanların bulduğu gümüşü de fırlatıp atacaktır»

7 Materials and Chemistry İstanbul Üniversitesi Metalurji ve Malzeme Mühendisliği İstanbul Üniversitesi Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Jules Verne “From the Earth to the Moon” (1865) 7. Bölüm: “Demirin yerini alabilecek bir metal olmalı. “Bakır?” dedi Morgan. “Hayır! Çok ağır. Sanırım ondan daha iyisini önerebilirim” “Nedir peki?” diye sordu Binbaşı. ”Alüminyum!” diye cevap verdi Barbicane. ”Alüminyum?” diye şaşkınca cevap verdi diğer üç çalışma arkadaşları. “Sorugusuz. Bu değerli metal gümüşün beyazlığında, altın gibi dayanıklı, demir gibi mukavemetli, bakır kadar şekillendirilebilme kabiliyetinde ve cam kadar hafif. Kolaylıkla dövülebiliyor, çokca bulunmakta, birçok cevherin temel bileşeni, demirden üç kat daha hafif ve sanki bizim projemizde uzay aramıcızda kullanmak istediğimiz amacımıza uygun olarak yaratılmış.”

8 Materials and Chemistry İstanbul Üniversitesi Metalurji ve Malzeme Mühendisliği İstanbul Üniversitesi Metalurji ve Malzeme Mühendisliği J.W. Richards, 1880 “Aluminium” dergisinde: “Eğer uçak ve havacılık endüstrisindeki problemler çözülmek isteniyorsa, alüminyum buradaki baş etmen olacaktır”.

9 Materials and Chemistry İstanbul Üniversitesi Metalurji ve Malzeme Mühendisliği İstanbul Üniversitesi Metalurji ve Malzeme Mühendisliği İlk Alüminyum İlk olarak 1909’da Alman araştırmacı Alfred Wilm, Al içerisinde Cu ve Mg ilavesi ile alaşım üretti. «Duralumin» özel ismi ile anılan bu alaşım, 2xxx serisi alaşımlarının başlangıcı oldu

10 Materials and Chemistry İstanbul Üniversitesi Metalurji ve Malzeme Mühendisliği İstanbul Üniversitesi Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Endüstriyel uygulama Almanya’da uçak endüstrisinde Al kullanılmaya başlandı  1950’lerde Rusya’da tren gövdesinde panellerde kullanıldı  1980’lerde İskoçya’da teknelerde kullanıldı

11 Materials and Chemistry İstanbul Üniversitesi Metalurji ve Malzeme Mühendisliği İstanbul Üniversitesi Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Dickens, Verne ve Richards kehanetleri gerçek oldu! 1800’lerde 200 ton iken 2012’de 50 milyon ton primer ve 5 milyon ton sekonder alüminyum

12 Materials and Chemistry İstanbul Üniversitesi Metalurji ve Malzeme Mühendisliği İstanbul Üniversitesi Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Eros 1893'te yapılmış olup alüminyumdan üretilmiş ilk heykellerden biridir.

13 Materials and Chemistry İstanbul Üniversitesi Metalurji ve Malzeme Mühendisliği İstanbul Üniversitesi Metalurji ve Malzeme Mühendisliği hafifmukavemetlidayanıklı sünek Yüksek iletkenlik Yüksek korozyon direnci Su ve havayı geçirmez, kokusuz Yansıtma özelliği iyi Sonsuz geridönüşümlü

14 Materials and Chemistry İstanbul Üniversitesi Metalurji ve Malzeme Mühendisliği İstanbul Üniversitesi Metalurji ve Malzeme Mühendisliği ElementKimyasal Sembol% Doğada Bulunabilirlik OksijenO47.3 SilisSi27.7 AlüminyumAl7.9 DemirFe4.5 KalsiyumCa3.5 SodyumNa2.5 PotasyumK2.5 MagnezyumMg2.2 TitanyumTi0.5 HidrojenH0.1

15 Materials and Chemistry İstanbul Üniversitesi Metalurji ve Malzeme Mühendisliği İstanbul Üniversitesi Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Cevherler Boksit 30-50% Alumina (Al 2 O 3 ) 3-13% Silika (SiO 2 ) 10-18% Titanium oksit(TiO 2 ) Kalan (H 2 O) Kaolinit 30-32% Alumina (Al 2 O 3 ) Kalan Silika (SiO 2 ) ve (H 2 O) Neflin 30% Alumina (Al 2 O 3 ) 40% Silika (SiO 2 ) 20% Na 2 O + K 2 O

16 Materials and Chemistry İstanbul Üniversitesi Metalurji ve Malzeme Mühendisliği İstanbul Üniversitesi Metalurji ve Malzeme Mühendisliği 1 kg alüminyum üretmek için gerekli hammaddeler

17 Materials and Chemistry İstanbul Üniversitesi Metalurji ve Malzeme Mühendisliği İstanbul Üniversitesi Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Bayer Prosesi

18 Materials and Chemistry İstanbul Üniversitesi Metalurji ve Malzeme Mühendisliği İstanbul Üniversitesi Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Hall-Héroult prosesi Na 3 AlF 6

19 Materials and Chemistry İstanbul Üniversitesi Metalurji ve Malzeme Mühendisliği İstanbul Üniversitesi Metalurji ve Malzeme Mühendisliği

20 Materials and Chemistry İstanbul Üniversitesi Metalurji ve Malzeme Mühendisliği İstanbul Üniversitesi Metalurji ve Malzeme Mühendisliği

21 Materials and Chemistry İstanbul Üniversitesi Metalurji ve Malzeme Mühendisliği İstanbul Üniversitesi Metalurji ve Malzeme Mühendisliği

22 Materials and Chemistry İstanbul Üniversitesi Metalurji ve Malzeme Mühendisliği İstanbul Üniversitesi Metalurji ve Malzeme Mühendisliği

23 Materials and Chemistry İstanbul Üniversitesi Metalurji ve Malzeme Mühendisliği 3 Nolu reaksiyon 2CO + O 2 = 2 CO 2 2 Nolu reaksiyon C + O 2 = CO 2 1 2 3 700 Metaloksitlerin Standart Serbest Enerji Sıcaklık Değişimi Fe için 1900 Al için

24 Materials and Chemistry İstanbul Üniversitesi Metalurji ve Malzeme Mühendisliği İstanbul Üniversitesi Metalurji ve Malzeme Mühendisliği

25 Materials and Chemistry İstanbul Üniversitesi Metalurji ve Malzeme Mühendisliği İstanbul Üniversitesi Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Video

26 Materials and Chemistry İstanbul Üniversitesi Metalurji ve Malzeme Mühendisliği İstanbul Üniversitesi Metalurji ve Malzeme Mühendisliği

27 Materials and Chemistry İstanbul Üniversitesi Metalurji ve Malzeme Mühendisliği İstanbul Üniversitesi Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Primer Alüminyum Üreticileri RusAl Rio Tinto Alcan Hydro Alcoa Dubal

28 Materials and Chemistry İstanbul Üniversitesi Metalurji ve Malzeme Mühendisliği İstanbul Üniversitesi Metalurji ve Malzeme Mühendisliği YÜKSEK MUKAVEMET / YOĞUNLUK

29 Materials and Chemistry İstanbul Üniversitesi Metalurji ve Malzeme Mühendisliği İstanbul Üniversitesi Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Uygulama alanları Binalarda Ulaştırma Mühendislik Paketleme

30 Materials and Chemistry İstanbul Üniversitesi Metalurji ve Malzeme Mühendisliği İstanbul Üniversitesi Metalurji ve Malzeme Mühendisliği

31 Materials and Chemistry İstanbul Üniversitesi Metalurji ve Malzeme Mühendisliği İstanbul Üniversitesi Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Bina uygulamaları

32 Materials and Chemistry İstanbul Üniversitesi Metalurji ve Malzeme Mühendisliği İstanbul Üniversitesi Metalurji ve Malzeme Mühendisliği

33 Materials and Chemistry İstanbul Üniversitesi Metalurji ve Malzeme Mühendisliği İstanbul Üniversitesi Metalurji ve Malzeme Mühendisliği

34 Materials and Chemistry İstanbul Üniversitesi Metalurji ve Malzeme Mühendisliği İstanbul Üniversitesi Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Paketleme

35 Materials and Chemistry İstanbul Üniversitesi Metalurji ve Malzeme Mühendisliği İstanbul Üniversitesi Metalurji ve Malzeme Mühendisliği

36 Materials and Chemistry İstanbul Üniversitesi Metalurji ve Malzeme Mühendisliği İstanbul Üniversitesi Metalurji ve Malzeme Mühendisliği ALÜMİNYUM ALAŞIMLARI DÖKÜM DÖVME DÖKÜM DÖVME

37 Materials and Chemistry İstanbul Üniversitesi Metalurji ve Malzeme Mühendisliği İstanbul Üniversitesi Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Döküm Alaşımları 1xx Alüminyum 2xx Bakır 3xx Silis, Bakır, Magnezyum 4xx Silis 5xx Magnezyum 7xx Çinko 8xx Kalay 9xx 99.0% minimum; Min 4% Min 5% Si ve diğerleri Min 5% Si Min 4% Min 6% Diğer

38 Materials and Chemistry İstanbul Üniversitesi Metalurji ve Malzeme Mühendisliği İstanbul Üniversitesi Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Dövme Alaşımları 1xxx Alüminyum 2xxx Bakır 3xxx Mangan 4xxx Silis 5xxx Magnezyum 6xxx Magnezyum ve Silis 7xxx Çinko 8xxx Özel alaşımlar 99.0% minimum; 1.9-6.8% 0.3-1.5% 3.6-13.5% 0.5-5.5% Mg 0.4-1.5%, Si 0.2-1.7% 1%-8.2% Diğer

39 Materials and Chemistry İstanbul Üniversitesi Metalurji ve Malzeme Mühendisliği İstanbul Üniversitesi Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Alaşım elementlerinin etkisi Birçok alaşım elementi, tipik olarak mukavemeti arttırmak içindir: Mg, Cu, Si, Fe, Mn gibi. Fakat bu elementlerin birbirleri ile etkileşimi farklı özelliklerin ortaya çıkmasına sebep verebilir

40 Materials and Chemistry İstanbul Üniversitesi Metalurji ve Malzeme Mühendisliği İstanbul Üniversitesi Metalurji ve Malzeme Mühendisliği V, Zr, Ti: Cu içeren alaşımlarda yeniden kristalleşme sıcaklığını düşürür. Yüksek sıcaklık stabilitesi sağlar Mn: Cu-Mg içeren alaşımlarda akma noktasının artmasına sebep verir Ni: Cu ve Mg içeren alaşımlarda çökelme sertleşmesini arttırır, Cd: Yaşlanma sertleşmesini arttırır

41 Materials and Chemistry İstanbul Üniversitesi Metalurji ve Malzeme Mühendisliği İstanbul Üniversitesi Metalurji ve Malzeme Mühendisliği In: düşük Cu içeren alaşımlarda doğal yaşlanma sıcaklığını düşürür Pb, Bi, Cd: İşlenebilirliği arttırır P: primer Si kristallerinin çökelmesini sağlar Ca: Si içeren alaşımlarda iletkenliği arttırır Ni: yüksek sıcaklıklarda sertliğin kararlığını sağlar ve termal genleşme katsayısını düşürür

42 Materials and Chemistry İstanbul Üniversitesi Metalurji ve Malzeme Mühendisliği İstanbul Üniversitesi Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Cr: Elektrik iletkenliğini arttırır Mn: Cr ile birlikte bulunursa, taneler arası korozyonu engeller Ag: Zn içeren alaşımlarda mukavemeti ve korozyon direncini arttırır

43 Materials and Chemistry İstanbul Üniversitesi Metalurji ve Malzeme Mühendisliği İstanbul Üniversitesi Metalurji ve Malzeme Mühendisliği http://aluminium.matter.org.uk

44 Materials and Chemistry İstanbul Üniversitesi Metalurji ve Malzeme Mühendisliği İstanbul Üniversitesi Metalurji ve Malzeme Mühendisliği

45 Materials and Chemistry İstanbul Üniversitesi Metalurji ve Malzeme Mühendisliği İstanbul Üniversitesi Metalurji ve Malzeme Mühendisliği

46 Materials and Chemistry İstanbul Üniversitesi Metalurji ve Malzeme Mühendisliği İstanbul Üniversitesi Metalurji ve Malzeme Mühendisliği

47 Materials and Chemistry İstanbul Üniversitesi Metalurji ve Malzeme Mühendisliği İstanbul Üniversitesi Metalurji ve Malzeme Mühendisliği

48 Materials and Chemistry İstanbul Üniversitesi Metalurji ve Malzeme Mühendisliği İstanbul Üniversitesi Metalurji ve Malzeme Mühendisliği

49 Materials and Chemistry İstanbul Üniversitesi Metalurji ve Malzeme Mühendisliği İstanbul Üniversitesi Metalurji ve Malzeme Mühendisliği matweb

50 Materials and Chemistry İstanbul Üniversitesi Metalurji ve Malzeme Mühendisliği İstanbul Üniversitesi Metalurji ve Malzeme Mühendisliği

51 Materials and Chemistry İstanbul Üniversitesi Metalurji ve Malzeme Mühendisliği İstanbul Üniversitesi Metalurji ve Malzeme Mühendisliği

52 Materials and Chemistry İstanbul Üniversitesi Metalurji ve Malzeme Mühendisliği İstanbul Üniversitesi Metalurji ve Malzeme Mühendisliği ETİAL

53 Materials and Chemistry İstanbul Üniversitesi Metalurji ve Malzeme Mühendisliği İstanbul Üniversitesi Metalurji ve Malzeme Mühendisliği ETİAL

54 Materials and Chemistry İstanbul Üniversitesi Metalurji ve Malzeme Mühendisliği İstanbul Üniversitesi Metalurji ve Malzeme Mühendisliği

55 Materials and Chemistry İstanbul Üniversitesi Metalurji ve Malzeme Mühendisliği İstanbul Üniversitesi Metalurji ve Malzeme Mühendisliği

56 Materials and Chemistry İstanbul Üniversitesi Metalurji ve Malzeme Mühendisliği İstanbul Üniversitesi Metalurji ve Malzeme Mühendisliği

57 Materials and Chemistry İstanbul Üniversitesi Metalurji ve Malzeme Mühendisliği İstanbul Üniversitesi Metalurji ve Malzeme Mühendisliği

58 Materials and Chemistry İstanbul Üniversitesi Metalurji ve Malzeme Mühendisliği İstanbul Üniversitesi Metalurji ve Malzeme Mühendisliği

59 Materials and Chemistry İstanbul Üniversitesi Metalurji ve Malzeme Mühendisliği İstanbul Üniversitesi Metalurji ve Malzeme Mühendisliği

60 Materials and Chemistry İstanbul Üniversitesi Metalurji ve Malzeme Mühendisliği İstanbul Üniversitesi Metalurji ve Malzeme Mühendisliği

61 Materials and Chemistry İstanbul Üniversitesi Metalurji ve Malzeme Mühendisliği İstanbul Üniversitesi Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Fazlar

62 Materials and Chemistry İstanbul Üniversitesi Metalurji ve Malzeme Mühendisliği İstanbul Üniversitesi Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Fazlar

63 Materials and Chemistry İstanbul Üniversitesi Metalurji ve Malzeme Mühendisliği İstanbul Üniversitesi Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Fazlar

64 Materials and Chemistry İstanbul Üniversitesi Metalurji ve Malzeme Mühendisliği İstanbul Üniversitesi Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Fazlar

65 Materials and Chemistry İstanbul Üniversitesi Metalurji ve Malzeme Mühendisliği İstanbul Üniversitesi Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Mikroyapı Katı çözelti Disperse ikinci fazSürekli ikinci faz Süreksiz ikinci faz Dupleks yapı

66 Materials and Chemistry İstanbul Üniversitesi Metalurji ve Malzeme Mühendisliği İstanbul Üniversitesi Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Süreksiz ikinci faz: Al-Si alaşımı

67 Materials and Chemistry İstanbul Üniversitesi Metalurji ve Malzeme Mühendisliği İstanbul Üniversitesi Metalurji ve Malzeme Mühendisliği  -AlFeMnSi

68 Materials and Chemistry İstanbul Üniversitesi Metalurji ve Malzeme Mühendisliği İstanbul Üniversitesi Metalurji ve Malzeme Mühendisliği B: α-Al(FeMn)Si C: Al 2 Cu

69 Materials and Chemistry İstanbul Üniversitesi Metalurji ve Malzeme Mühendisliği İstanbul Üniversitesi Metalurji ve Malzeme Mühendisliği

70 Materials and Chemistry İstanbul Üniversitesi Metalurji ve Malzeme Mühendisliği İstanbul Üniversitesi Metalurji ve Malzeme Mühendisliği

71 Materials and Chemistry İstanbul Üniversitesi Metalurji ve Malzeme Mühendisliği İstanbul Üniversitesi Metalurji ve Malzeme Mühendisliği

72 Materials and Chemistry İstanbul Üniversitesi Metalurji ve Malzeme Mühendisliği İstanbul Üniversitesi Metalurji ve Malzeme Mühendisliği

73 Materials and Chemistry İstanbul Üniversitesi Metalurji ve Malzeme Mühendisliği İstanbul Üniversitesi Metalurji ve Malzeme Mühendisliği

74 Materials and Chemistry İstanbul Üniversitesi Metalurji ve Malzeme Mühendisliği İstanbul Üniversitesi Metalurji ve Malzeme Mühendisliği

75 Materials and Chemistry İstanbul Üniversitesi Metalurji ve Malzeme Mühendisliği İstanbul Üniversitesi Metalurji ve Malzeme Mühendisliği

76 Materials and Chemistry İstanbul Üniversitesi Metalurji ve Malzeme Mühendisliği İstanbul Üniversitesi Metalurji ve Malzeme Mühendisliği

77 Materials and Chemistry İstanbul Üniversitesi Metalurji ve Malzeme Mühendisliği İstanbul Üniversitesi Metalurji ve Malzeme Mühendisliği

78 Materials and Chemistry İstanbul Üniversitesi Metalurji ve Malzeme Mühendisliği İstanbul Üniversitesi Metalurji ve Malzeme Mühendisliği

79 Materials and Chemistry İstanbul Üniversitesi Metalurji ve Malzeme Mühendisliği İstanbul Üniversitesi Metalurji ve Malzeme Mühendisliği

80 Materials and Chemistry İstanbul Üniversitesi Metalurji ve Malzeme Mühendisliği İstanbul Üniversitesi Metalurji ve Malzeme Mühendisliği

81 Materials and Chemistry İstanbul Üniversitesi Metalurji ve Malzeme Mühendisliği İstanbul Üniversitesi Metalurji ve Malzeme Mühendisliği

82 Materials and Chemistry İstanbul Üniversitesi Metalurji ve Malzeme Mühendisliği İstanbul Üniversitesi Metalurji ve Malzeme Mühendisliği