Gelişen teknoloji artık daha hafif, daha dayanıklı, daha sert ve bazen de daha çok yumuşak malzeme istemeye yönlendiriyor bizi. Bunların ışığında karşımıza çıkan bu malzeme aslında hafızaya sahip olan bakır-alüminyum alaşımı olan “duralümin” dir. Son yıllarda giderek popülerlik kazanmaktadır.
Duralüminyum Nedir?
Duralümin; alüminyum, bakır ve az miktarda da magnezyumdan meydana gelmiş hafif bir alaşımdır, özellikle havacılıkta, uçak yapımında kullanılır. Tuhaf bir özelliği vardır: zamanla sertleşir. Isıtma işleminden geçtikten sonra hemen sertleşmez. Azami sertliğine erişmesi için aradan bir sürenin geçmesi gerekir. Bu da bize malzemenin hafızalı olmasını kanıtlayan işlemlerden biridir.
1910′da Alman metalurjist Alfred Wilm tarafından bulunmuş ve önceleri yalnızca Almanya’daki Düren’de üretilmiştir. Başlangıçta duralüminyum bileşimi, uygulama alanına göre değişiyordu; bugün çoğunlukla yüzde 3-4 karbon, yüzde 1 manganez, yüzde 0,5-1,5 magnezyum ve kimi zaman da az miktarda silisyum içerir. Isıl işlemden ve yaşlandırma yoluyla sertleştirme işleminden geçirildiğinde, sertliği ve dayanımı, yumuşak çeliğin değerlerine ulaşır. Duralüminyum alaşımları, normal koşullarda oldukça yumuşak ve sünektir, ayrıca haddeleme, dövme, ekstrüzyon ve çekme işlemleriyle kolayca şekillendirilebilir. Çelik kadar dayanımlı olmasının yanı sıra, son derece hafif olduğundan uçak yapımına uygun bir malzemedir. Ama duralüminyum kaynak sırasında dayanımını yitirir; bu nedenle uçak yapımında, saf alüminyumla ya da yenime karşı dirençli alüminyum alaşımlarıyla kaplanmış özel duralüminyum malzemelerinden yararlanılır.
Duralüminin Genel Özellikleri
►Genellikle AA2024(alüminyum alaşımı) tipinde kullanılan %93,5 Al %4.4 Cu %1.5 Mg , %0.6 Mn içeren bir alaşımdır.
►Akma dayanımı 450 Mpa olan, çeşitli varyasyonlara sahip olan sert bir oluşumdur.
►Duralümin kısaca sert,hafif,fiziksel ve kimyasal aşındırıcılara dayanıklı bir alüminyum alaşımı olarak tanımlanabilir.
►Duralümin mekanik direnci yüksek hafif alüminyum alaşımıdır.
►Alüminyum en çok kullanılan alaşım elemanıdır.
►Dökme levhalar yada profil halinde klasik metodlarla soğukta yada 400 C de dolaylarında da işlenebilir.
►Isıl işleme tabi tutulan ilk alaşımdır.
►Oda sıcaklığında 3-4 gün bırakıldığında sertliği artar.
►Son ısıl işlemden önce alaşım haddeden çekilebilme ve eğilip bükülebilme özelliğindedir.
►Isıl işlemden sonra Al ve Mg arasındaki reaksiyon sonucu sertlik ve gerilme kuvveti artar.
►Hafiflik ve diğer fiziksel özelikleri(sertlik,gerilme kuvveti) duraluminin uçak sanayiinde oldukça geniş çapta kullanılmasını sağlamıştır.
►Örneğin ilk olarak dural dayanaklı zeplinlerin tasarlanmasında kullanılmıştır.
►Duralin keşfedildiği dönem savaş zamanına denk geldiği için belirli bir süre bileşimi ve ısıl işlem özellikleri bir sır olarak kalmıştır.
►Bu sır Alman askeri makamlarca Alman uçak üreticisi Hugo Yunkers ‘e verilip savaş uçağı yapımında kullanılması sağlanmıştır. Yunkers için bu, uçakların aşırı yük nedeniyle fazla yükselememe sorununu tamamen ortadan kaldırmıştır. Bu tamamen duralin hafif ve dayanıklı olmasının bir sonucudur.
►Bu sayede duralin kullanımı zeplinden sonra uçak sanayiinde de hızla yayılmıştır.
Peki Bu Akıllı Malzeme Hayatımız İçin Ne Kadar Önemli!
► Havacılık sanayi ► Otomobil endüstrisi ► Gemi sanayi ► Fotoğrafçılık malzemeleri ► Spor malzemeleri ► Ev eşyaları ► Kimya sanayi ► Hassas ölçü aletleri ► Ortopedi ve medikal malzemelerde
Ayrıca karayolları trafik ve yön işaret sistemlerinde, otoyol parafet ve köprülerinde duralüminyum kullanımı artmaktadır. Deniz araçlarında, özellikle teknelerde duralüminyum süper-yapı sistemleri ile ağırlık merkezi daha aşağıya çekilmekte ve böylece teknenin dengesi artırılmakta ve daha çok kullanım hacmi sağlanmaktadır. Küçük teknelerin ve yatların yelken direkleri alüminyumdan yapılmaktadır. Bir uçağın ağırlıkça % 70’i duralüminyumdan oluşmaktadır. Alüminyum alaşımlarının hafifliği yanı sıra sağlamlığı, uçakların ve dolayısı ile havacılık sektörünün gelişmesine en büyük katkıyı yapmıştır.
Alüminyum olmasaydı modern hava taşımacılığından ve uzay sanayinden bahsedilemeyeceği açıktır. Uçak malzemesinde hâlihazırda kullanılan duralüminyum(alüminyum-bakır) yerine %15 oranında daha hafif olan gelecekteki en önemli uçak malzemesi alüminyum-lityum alaşımları kullanımı konusunda çalışmalar devam etmektedir. Bu sayede hem araçların yük kapasiteleri artacak hem de önemli oranda yakıt tasarrufu sağlanabilecektir.
Ne Kadar Hafif, O Kadar Az Yakıt
Hava taşıtlarının yapısındaki gelişmeler; Birinci Dünya Savaşı’ndan sonra, uçakların yapımında daha ç
ok metal kullanılmaya başlandı. Birçok uçak üreticisi, uçağın dış yüzeyini bezle kaplamak yerine metal veya ince ahşap Ievhalarla kaplıyordu. Iç iskelette de ahşap yerine dayanıklı çelik borular kullandılar. Bir alaşım olan duralüminyumun levhalar halinde üretilmeye başlanmasıyla uçak tasarımları büyük ölçüde değişti. Duralüminyum, gövdenin içindeki büyük parçaların yerini alan ve onlardan daha dayanıklı ve hafif olan gerdirmeli metal gövde Ievhalarının yapımında kullanıldı.
Artık günümüzde malzeme teknolojisi çok daha fazla ilerleme kaydederek istenilenin ötesinde akılcı çözümlerle en iyisini, en dayanıklısını, en hafifini, en yumuşak olanını üretmek için enerji harcamaktadır ve bunu da duralümin gibi akıllı malzemeler üreterek sorunlara önemli bir şekilde çözüm bulmaktadır.
Kaynak 1: http://www.elektrikport.com
Kaynak 2: Yrd.Doç.Dr. Cem Seceattin ÇETİNARSLAN (Trakya Üni.), Ders Notları
