Çökelme Sertleşmesi

Çökelme Sertleşmesi

Çökelme Sertleşmesi ısıl işlemi, bir metalin biçim değiştirilebilir ana fazı içinde yoğun ve ince çökelmiş parçacık dağılımını elde etmek için yapılır. Katı bir fazdan katılaşma eğrisinin geçilmesi sırasında başka bir katı fazın ayrılması engellendiğinde kristal kafesi gerilerek malzemenin dayanımını arttırır. Bu tür sertleşme yönteminin uygulanabileceği sistemlerde katılaşma eğrisinin bulunması ve çözünürlüğün sıcaklık düştükçe azalması gerekir. Malzemenin tavlama süresi ve tavlama sıcaklığı arttırılır ise taneler büyüyerek irileşir.

Yaşlanma ( çökelme ) olayının en çok uygulandığı ve bu nedenle incelendiği malzeme Al-Cu alaşımlarıdır. ( Alüminyum – Bakır )

Çökelme sertleşmesi ‘nde ilk aşama çözündürme ısıl işleminden sonra suda soğutarak aşırı doymuş katı eriyik (α ) elde etmektir. Çökeltilerin oluşabilmesi için çözelti ısıl işlemi uygulanmış ve su verilmiş alaşım yaşlandırılır. Amaç, alaşım içinde ince ve dağılmış çökeltiler oluşturmaktır. Bu çökeltiler, şekil değiştirme esnasında hareketi engeller ve alaşımın dayanımını arttırır. Oda sıcaklığındaki yaşlandırmaya doğal yaşlandırma, yükseltilmiş sıcaklıklarda yapılana ise suni yaşlandırma denilir.

Yaşlanma zamanının sertlik ve dayanım üzerindeki etkisi aşağıdaki şekilde verilmiştir. Yaşlanma zamanı arttıkça çökelme bölgeleri meydana gelir ve boyutları büyür. Alaşım daha sert, daha dayanıklı ve daha az sünek olur.

Yaşlanma sonucu çökelme sertleşmesinde birbiri ardına gelen 5 yapı belirlenebilir.

Çökelme Sertleşmesi Yapıları

  • Aşırı doymuş (α ) katı eriyiği
  • GP1 bölgeleri ( düşük yaşlandırma sıcaklığında (α ) içinde ayrışan atomlar.
  • GP2 Bölgeleri
  • θ’ fazı – Koheren olmayan
  • θ fazı – Koheren olmayan çökeltidir. Örneğin Al-Cu alaşımlarında θ fazı CuAl2 bileşimindedir.

Doğal yaşlandırma, oda sıcaklığında 1-7 gün bekletilir. Suni yaşlandırma, 150 – 170°C’de 4-48 saat süre ile beklenir. Ancak doğal yaşlandırma mukavemet ve malzeme dayanımı açısından daha sağlıklıdır.


Çökelme Sertleşmesi Nasıl Bulundu ?

Yaşlandırma işlemi tesadüfen bulunmuş bir hadisedir. Laboratuvarda çalışan bir mühendisin çözeltiye alma işleminden sonra malzemenin sertliğini ölçtükten sonra bir gece boyunca malzemeyi laboratuvarda unutmuş ve ertesi gün geldiğinde ve tekrar sertlik ölçtüğünde sertliğin bir miktar yükseldiğini görmüştür. Bunun nedeni araştırıldığında yukarıda anlatılan hususlar tespit edilmiştir.

Sertlik ve mukavemet artışı sanayide bir çok uygulamada kullanılmaktadır. Düşük dayanımlı ve sertliği düşük olan alüminyum alaşımlarından yüksek sertlik ve mukavemet elde edilmesi Mühendislik açısından çok faydalı bir uygulamadır. Çünkü alüminyum kristal yapısı gereği tok ve sünektir. Buna yüksek mukavemetin eklenmesi mühendislik uygulamaları açısından başarılı sonuçlar verecektir.

Plastik Deformasyonla ilgili yazımıza aşağıdaki linkten ulaşabilirsiniz…

https://www.metalurjimalzeme.net/plastik-deformasyon/