ALÜMİNYUM GENEL ÖZELLİKLERİ NELERDİR ?
- Alüminyum, çok kullanılan metaller olan demir, kurşun ve kalay gibi doğada bileşikler halinde bulunmaktadır.
- Gümüş gibi beyaz renkte ve hafif bir elementtir. Demire göre 3 kat daha hafiftir. Kaynama derecesi 1800 °C derecedir. Dış yüzeyi hava ile temasta olduğu için hafif bir oksit tabakası ile kaplıdır.
- Isı ve elektriği iyi ileten bir metaldir.
- Alüminyum katı halden sıvı hale geçerken hacminde %6.5 büyüme olmaktadır.
- Yoğunluğu : 2.7 gr/cm3
- Ergime Derecesi : 660 ºc
- Çekme Mukavemeti : 4-18 kp/mm
- Akma Mukavemeti : 1/3 kp/mm
- Sertlik (hb 2.5) : 12/20 kp/mm
- Elastik Modülü : 7.2×10 kp/mm
- Kopma Uzaması : %30-38
Alüminyum, yumuşak ve hafifi bir metal olup gümüşümsü renktedir ve bu renk, havaya maruz kaldığında üzerinde oluşan ince oksit tabakasından ileri gelir. Atom numarası 13 tür.Simgesi Al’dir. Doğada genellikle boksit cevheri halinde bulunur ve oksidasyona karşı üstün direnci ile tanınır. Bu direncin temelinde pasivasyon özelliği yatar. Alüminyum, zehirleyici ve manyetik değildir. Kıvılcım çıkarmaz. Saf alüminyumun çekme dayanımı yaklaşık 49 Mega Paskal (MPa) iken alaşımlandırıldığında bu değer 700 MPa’a çıkar. Yoğunluğu, çeliğin veya bakırın yaklaşık üçte biri kadardır. Kolaylıkla dövülebilir, makinede işlenebilir ve dökülebilir. Çok üstün korozyon özelliklerine sahip olması, üzerinde oluşan oksit tabakasının koruyucu olmasındandır. Elektrik iletkenliği %64,94 IACS dir (saf Al, 2 °C’de).
Endüstrinin pek çok kolunda milyonlarca farklı ürünün yapımında kullanılmakta olup dünya ekonomisi içinde çok önemli bir yeri vardır. Alüminyumdan üretilmiş yapısal bileşenler uzay ve havacılık sanayii için vazgeçilmezdir. Hafiflik ve yüksek dayanım özellikleri gerektiren taşımacılık ve inşaat sanayiinde geniş kullanım alanı bulur.
Alüminyum kolay soğuyup ısıyı emen bir metal olması nedeniyle soğutma sanayinde geniş bir yer bulur. Bakırdan daha ucuz olması ve daha çok bulunması, işlenmesinin kolay olması ve yumuşak olması nedeniyle birçok sektörde kullanılan bir metaldir.
Alüminyum genel manada soğutucu yapımında, spot ışıklarda, mutfak gereçleri yapımında, hafiflik esas olan araçların yapımında (uçak, bisiklet otomobil motorları, motosikletler vb.) kullanılır. Bunun yanında sanayide önemli bir madde olan alüminyum günlük hayatta her zaman karşımıza çıkan bir metaldir
Alüminyum ilk keşfedildiği yıllarda cevherinden ayrıştırılması çok zor olan bir metal idi. Alüminyum rafine edilmesi en zor metallerden biridir. Bunun nedeni, çok hızlı oksitlenmesi, oluşan bu oksit tabakasının çok kararlı oluşu ve demirdeki pasın aksine yüzeyden sıyrılmayışıdır.
Alüminyum ilk keşfedildiği yıllarda cevherinden ayrıştırılması çok zor olan bir metal idi. Alüminyum rafine edilmesi en zor metallerden biridir. Bunun nedeni, çok hızlı oksitlenmesi, oluşan bu oksit tabakasının çok kararlı oluşu ve demirdeki pasın aksine yüzeyden sıyrılmayışıdır.
Alüminyumun hurdalardan geri kazanımı, günümüz alüminyum endüstrisinin önemli bir bileşeni haline gelmiştir. Geri kazanım işlemi, metalin basitçe tekrar ergitilmesi esasına dayanır ki bu yöntem metalin cevherinden üretimine nazaran çok daha ekonomiktir. Alüminyum rafinasyonu çok yüksek miktarlarda elektrik enerjisi gerektirir, buna karşılık geri kazanım işlemi, üretiminde kullanılan enerjinin %5′ini harcar. Geri kazanım işlemi 1900′lü yılların başlarından beri uygulanmakta olup yeni değildir. 1960′lı yılların sonlarına kadar pasif görünümlü bir faaliyet olarak devam eden geri kazanım olgusu, bu tarihte içecek kutularının alüminyumdan yapılmaya başlanması ile gündeme daha yoğun şekilde gelmiştir. Diğer geri döndürülen alüminyum kaynakları arasında otomobil parçaları, pencere ve kapılar, cihazlar ve konteynerler sayılabilir.
Alüminyum; Periyodik çizelgenin III A grubunda yer alır. Doğada tek bir izotopu vardır: 27Al. Altı tane radyoaktif izotopu bilinir. Meteorlarda yarılanma süresi 7,4.10^5 yıl olan radyoaktif 26Al izotobuna rastlanmıştır. Yerkabuğunda oksijen ve silisyumdan sonra en bol bulunan elementtir. Yerkabuğunun % 8.8 ‘ini oluşturur. İlkçağda bilinen bir alüminyum bileşiği olan şap, tıpta ve kumaş boyacılığında mordan olarak yaygın biçimde kullanıldı. Alüminyum elementel olarak ilk kez 1825′te Oersted ve 1827′de Wöhler tarafından saf olmayan bir toz biçiminde elde edildi.
Sembolü: Al
Atom Numarası: 13
Atom Ağırlığı: 26.9815386
Elemet serisi: Metal
Maddenin Hali: Katı
Görünümü: Gümüşü, metalik
HER YÖNÜYLE ALÜMİNYUM
Alüminyum – En Genç Metal :
Alüminyum, diğer çok kullanılan metaller olan demir, kurşun ve kalay gibi, doğada bileşikler halinde bulunur. Alüminyumu oksit halindeki bileşiğinden ilk ayıran ve elde eden kişi, 1807 yılında, Sir Humprey Davy olmuştur. Daha sonra, Hans Christian Oersted, Frederick Wöhler ve Henri Sainte-Clairre Deville, alüminyum eldesinde yenilikler getirmişlerdir.
Alüminyumun endüstriyel çapta üretimi ise, 1886 yılında ABD’de Charles Martin Hall ve Fransa’da Paul T. Heroult’un birbirlerinden habersiz olarak yaptıkları elektroliz yöntemi ile başlamıştır. Bu, günümüzde halen kullanılan yöntem olduğundan, 1886 yılı alüminyum endüstrisinin başlangıç yılı olarak kabul edilir.
1886 yılında Werner Von Siemens’in dinamoyu keşfi ve 1892 yılında K.J.Bayer’in, boksitten alümina eldesini sağlayan Bayer prosesini bulması ile alüminyumun endüstriyel çapta üretimi çok kolaylaşmış ve bu en genç metal, demir çelikten sonra dünyada en çok kullanılan ikinci metal olmuştur.
Alüminyum’un Eldesi :
Bundan sonraki aşama, “alümina”nın “alüminyum”a dönüştürülmesidir. Beyaz bir toz görünümündeki alümina, elektroliz işleminin yapılacağı hücre adı verilen özel yerlere alınır.
Burada amaç, alüminyumu oksijenden ayırmaktır. Elektroliz işlemi için 4-5 volt gerilimde doğru akım uygulanır. Dipte biriken alüminyumun alınması ile işlem tamamlanır.
Genel olarak, ağırlıkça 4 birim boksitten, 2 birim alümina ve 2 birim alüminadan da 1 birim alüminyum elde edilir.
İlk zamanlarda üretilen birincil alüminyumun her tonu için 42.000 kwh olan enerji sarfiyatı, günümüzde ortalama 16.500 kwh değerine düşmüştür. Bu değer, en yeni teknoloji ile çalışıldığında 13.000 kwh/t olmaktadır.
Yukarıda sözedilen işlemler ile elde edilen alüminyum “birincil alüminyum” (primary aluminium) olarak tanımlanır.
Alüminyum Ürünlerin Üretim Yöntemine Göre Sınıflandırılması :
Yassı Ürünler
Sıcak ve soğuk haddeleme yöntemi ile alüminyumdan plaka, levha ve folyo gibi yassı ürünler elde edilir.
Ekstrüzyon Ürünleri
Ekstrüzyon yöntemi ile çeşitli kesitlerde aluminyum profil, çubuk, boru, lamalar ve filmaşin elde edilir.
Alüminyum, ekstrüzyon işlemine çok uygun bir metaldir. Böylece, kullanım amacına uygun şekil ve ölçülerde pek çok ürün, başka bir biçimlendirme işlemine gerek kalmadan ekonomik bir şekilde üretilir.
Döküm Ürünleri
Alüminyumdan, kokil, basınçlı veya kum döküm yöntemleri ile çeşitli büyüklük ve şekilde parçalar üretilir.
Alüminyum İletkenler
Bakırdan daha hafif olan alüminyum, elektrik enerjisinin nakledilmesinde büyük avantaj sağlamaktadır. Bu nedenle günümüzde enerji nakil hatları alüminyumdan yapılmaktadır. Alüminyum iletkenler, kontinü döküm ile filmaşin eldesi, filmaşinin haddede çekilerek tel haline getirilmesi ve tellerin örülmesi, ile oluşan üç aşamalı proses ile üretilirler.
Alüminyum Kullanımının Endüstrilere Göre Gruplandırılması :
Alüminyum, binaların çatı ve cephe kaplamalannda, kapı ve pencerelerinde, merdivenlerde, çatı iskeletinde, inşaat iskelelerinde ve sera yapımında büyük miktarda kullanılır.
Aluminyum ve Ambalaj
Alüminyum, en kullanışlı ambalaj malzemelerinden birisidir. Alüminyum, konteyner imalatından, ilaç ambalaj sektörüne kadar çok çeşitli ambalaj uygulamalarına mükemmel cevap verir. Banyoda; diş macunu tüpünden, marketlerdeki sayısız ürünler (çikolata vb.), mutfakta folyoya sarılı fırın yemekleri ve buzdolabındaki soğuk meşrubatlara kadar, alüminyum pek çok ürünü sarar ve korur. Alüminyumun homojen yapısı, ince folyo (alüminyum kağıt) şeklinde üretilebilmesi, hava geçirmezliği ve kolay şekillenebilmesi onu ideal bir ambalaj malzemesi yapar.
Alüminyum folyo, hava ve mor-ötesi ışınları geçirmediğinden, gıdaları doğal renk ve tatları ile birlikte korur. Alüminyum, folyo olarak vakumlu ambalajlarda, metalize film (alüminyum kaplı plastik) olarak da ısı ile kapanan ambalajlarda (yoğurt, ilaçlar vb) en tercih edilen malzemedir.
Kullanılmış alüminyum içecek kutularının yüksek hurda değeri, geri kazanım için kutuların toplanmasını kolaylaştırır.
Kullanılmış alüminyum kutuların tüketiciden satın alınması ile başlayan geri kazanma işlemi sonucunda, yeni kutular üretilmektedir.
Alüminyum ve Taşıt Araçları
Alüminyum, ulaşım sektöründe taşıt araçlarının üretiminde kullanılan en önemli malzemelerden birisidir. Alüminyum kullanımının yaklaşık % 25’i taşıt araçlarının üretimine aittir.
Taşıt araçları ne kadar hafif olursa, hareket etmeleri için daha az enerjiye gerek duyulur. Günümüzde bir otomobilde 50 kg alüminyum kullanılmaktadır. Bu sayede, yaklaşık 100 kg demir, çelik ve bakır malzeme tasarrufu yapılmaktadır. Yapılan hesaplar ve deneyimler sonucunda, alüminyum kullanılan bir otomobilin, yeterince alüminyum kullanılmamış bir otomobile kıyasla, ekonomik ömrü boyunca 1500 litre daha az yakıt harcadığı anlaşılmıştır.
Otobüs ve tren gibi sık sık hareket eden ve duran araçlarda, aracın hafif olması daha da fazla önem kazanmaktadır. Günümüzde otobüs, tren, kamyon gibi büyük kara araçlarında alüminyum kullanımı ile önemli yakıt tasarrufu sağlanmaktadır.
Ayrıca karayolları trafik ve yön işaret sistemlerinde, otoyol parapet ve köprülerde alüminyum kullanımı artmaktadır. Deniz araçlarında, özellikle teknelerde alüminyum süper-yapı sistemleri ile ağırlık merkezi daha aşağıya çekilmekte, böylece teknenin dengesi arttırılmakta ve daha çok kullanım hacmi sağlanmaktadır. Küçük teknelerin ve yatların yelken direkleri alüminyumdan yapılmaktadır. Bir uçağın ağırlıkça % 70’i alüminyumdan oluşmaktadır. Alüminyum, hafifliğin yanısıra sağlamlığı, uçakların ve dolayısı ile havacılık sektörünün gelişmesine en büyük katkıyı yapmıştır.Duralüminyum (alüminyum-bakır) alaşımından sonra gelecekte en önemli uçak malzemesi alüminyum-lityum alaşımlan olacaktır. Alüminyum-lityum alaşımları ile, uçakların % 15 hafiflemesi mümkündür.
Alüminyum ve İletkenler
Alüminyum ve Diğer Mühendislik Uygulamaları :
Vites kutuları, motor blokları ve silindir kafaları kolaylıkla alüminyum döküm ile yapılır. Son uygulamalarda krankmili yataklarında alüminyum kullanılması, bu parçaların uzun ömürlü olmasını sağlamıştır.
Son yıllarda otomotiv piyasasında yanlışlıkla “çelik jant” denilen gösterişli, parlak, boya ve bakım gerektirmeyen “hafif alaşımlı” jantlar “alüminyum”dur.
Alüminyum ve Enerji Tasarrufu :
Örneğin, bir damperli kamyonun kasası çelik yerine alüminyumdan yapılmış olsa, bu amaç için kullanılacak alüminyum elde edilirken, 70.000 kwh enerji harcanır.
Bununla beraber, alüminyum kullanımı ile kamyonun ağırlığı azaldığından, 5 yıllık bir çalışma sonunda yapılan yakıt tasarrufu 250.000 kwh olur. Bu arada, kamyonun tasarruf ettiği enerjinin pahalı fosil yakıttan, alüminyum eldesi için kullanılan enerjinin ise ucuz hidro-elektrik kaynaklardan temin edildiği de hatırlanmalıdır.
Alüminyum ile yapılan enerji tasarrufuna örnek olarak, demiryolu ve havayolu taşımacılığı da gösterilebilir. Eğer, günümüzde uçaklar alüminyumdan yapılmıyor olsa idi, uçak yerden havalanabilse bile, işletme masrafları, ekonomik olmayan çok yüksek değerleri bulurdu.
Alüminyum ve Geri Kazanma :
Çeşitli formlardaki alüminyum hurdaların (döküm hurdası, profil hurdası, levha hurdası, alüminyum kullanılmış eşya, vs.) ve cürüfün geri kazanımı için çeşitli ergitme fırınları kullanılmaktadır. Bunlar arasında yüksek verimli, düşük enerji harcayan yeni konsept bir fırın öne çıkmaktadır; Devirmeli Döner Fırın (diğer adı ile Konvertör Fırın). Devirmeli Döner Fırınlar, diğer tip fırınlara göre 2-3 misli daha hızlı ergitme yapabilmekte ve yakıt sarfiyatları da daha düşük olmaktadır. Ayrıca kirli-karışık-demirli hurda ve cürüf ergitme yönünde, flaks kullanımına gerek bırakmaması özelliğinden dolayı tercih edilmektedir.
Alüminyum ve Çevre :
Birincil alüminyum üretim tesislerinde, flor gazı emisyonları %50, toz atıklar %75 oranında azaltılmıştır.Bu tesislerde oluşan atık miktarı, çevreye zarar vermeyecek seviyededir.
Alüminyum ve Kaynakları :
Günümüzün en geçerli alüminyum hammaddesi olan boksitin bilinen rezervleri, halihazır tüketim hızına göre 3000 yıl yetecek miktardadır. Tüketim hızının iki misli miktarda yeni boksit rezervleri bulunmaktadır. Bunun yanısıra, kaolin-esaslı yeni cevherlerden, alüminyum eldesi için de çalışmalar devam etmektedir.
Boksit, açık alan maden yataklarından çıkarılır. Daha sonra doğanın eski görünümünü alması için açılan yerler kapatılır ve ağaçlandırılır.
Alüminyum ve Gelecek :
Uzay araçları dahil olmak üzere hava taşıtları, daha iyi binalar ve köprüler, elektrik nakil hatları, diğer mühendislik uygulamaları için alüminyum vazgeçilmez malzemedir.
Alüminyum endüstrisi; yeni alaşımlar, teknolojik gelişmeler, üretim metodları, ürün tasarımı ve kalite kontrol için araştırma-geliştirme çalışmalarına devam etmektedir.
Alüminyum ve Kalite :
Ekstrüzyon ve yassı-ürünlerin hammaddesi olan alüminyum, ingotların % 99.5 – 99.7 alüminyum saflığında olması önerilir. Bu malzemeye gerekli elementler (silisyum, magnezyum, bakır, çinko vb) ilave edilerek, istenilen alaşım hazırlanır. Tüm alüminyum ürünlerde istenilen mekanik özelliklerin temini ancak uygun alaşım ve asıl işlem şartlarının sağlanması ile mümkündür.
Mimari amaçla kullanılan ekstrüzyon ürünlerinde, alüminyum içinde en fazla % 0.25 oranında demir bulunması, eloksaldan sonra profilin dekoratif görünümü (anodik oksidasyon) ve eloksal işleminin kalitesi açısından önemlidir.
Profil ölçülerinin ve toleranslarının standartlarda belirtilen değerlerde olmasına ve yüzey kalitesine dikkat edilmelidir. Alüminyuma uygulanan başlıca yüzey işlemleri olan eloksal ve elektrostatik boyamanın, ilgili standartlara uygunluğu aranmalıdır. Eloksal kalitesinde, eloksal kalınlığı ve tespit kalitesi; boyama işleminde de boya öncesi yüzey hazırlama ve kullanılan boyanın kalitesi, boya tabakasının kalınlığı ve yapışma derecesi en önemli faktörlerdir.
Boyanmış alüminyum ürünlerde, hava şartları ve güneşin etkisine göre , polyester pvdf, plastisol esaslı boya seçeneklerinden biri kullanılmalıdır.
Mimari amaçla kullanılacak yassı-ürünler içinde yukarıda belirtilen aynı hususlar geçerlidir.
Alüminyum iletkenler, elektrik enerjisinin naklinde kullanıldığından, kaliteleri ayrı bir önem taşır. Alüminyum iletkenlerin iletkenlik değeri 20 °C’de en az % 61 IACS olmalıdır. Aksi halde, elektriğin ısıya dönüşmesi ile oluşan hat kayıpları artar.
Bu nedenle, alüminyum iletkenlerin saflığı ve mekanik özellik değerleri için uyulması zorunlu standartlar hazırlanmıştır.
Döküm ürünlerinde de istenilen alaşım ve tempere uygunluğun yanısıra, ürünün yapısında çatlak ve gaz boşluğu bulunmaması gerekir.
Türk Standartları Enstitüsü, alüminyum ürünlerle ilgili standartları hazırlamıştır. Bu standartlara uygun ürünleri kullanmak, kullanıcılara düşen önemli bir görevdir. Bu sayede haksız rekabet ve milli servetin ziyan olması gibi çok önemli iki husus önlenebilir.Nitekim, Devlet ihalelerinde TSE markalı/belgeli ürünlerin alımı esası getirilmiştir.
Kaynak: www.aluminyumsanayi.com
Alüminyumun Temel Nitelikleri :
Kaynak Tasarrufu
Gıda ve içecek paketleme uygulamalarında alüminyum folyo kullanılması üretimde gereken kaynaklarda daha fazla tasarruf sağlar. Ürün ömrü ile ilgili çeşitli değerlendirmeler (ömür döngüsü değerlendirmeleri) bir ürünün üretim, hazırlama ve tüketimden oluşan ömür döngüsü boyunca çevre üzerinde yaratılan toplam etkiler açısından alüminyum folyo paketleme ve evsel kullanıma yönelik folyonun payının yüzde ondan daha az bir düzeyde olduğunu göstermektedir.
Bariyer Koruması
Alüminyum folyonun ışık, gazlar ve neme karşı sağladığı toplam bariyer koruması gıda, içecek ve teknik uygulama amaçlı esnek laminatlarda kullanılmasının temel nedenidir. Alüminyum folyo çok ince olsa bile aroma ve ürün özelliklerinin mükemmel korunmasını sağlar. Değerli aromalar için tam koruma sunarak hassas ürünlerin son kullanım ömrünü aylarca, hatta yıllarca uzatabilir. Alüminyum folyo paketleme soğutmaya gerek kalmaksızın ürünleri uzun süreli koruyarak bozulmayı önler ve ciddi enerji tasarrufu sağlar.
Mekanik Özellikler
Hafif ama güçlü yapısıyla alüminyum folyo çok çeşitli biçimlerde ürünlerin paketlenmesi ve yeniden paketlenmesi açısından katlandıktan sonra aynı kalabilme özelliğiyle mükemmeldir ve sızdırmazlık elemanları gereksinimini en aza indirir. Çok yumuşak olduğu için bariyer özelliğini yitirmeksizin kolaylıkla yeniden şekillendirilebilir. Bu açıdan çeşitli pazarlara yönelik çok ince laminat oluşturmak için diğer esnek katmanlarla birlikte kullanımda ideal bir malzemedir ve sonuçta bir kez daha kaynak tasarrufu sağlar.
Kolay Biçimlendirme ve Dayanıklılık
Alüminyum folyo biçimli bir tabağa kaplandığında özellikle kıvrım ve kenarlar belirgin kalır. İstenen performans özelliklerine göre biçim, kalınlık, alaşım ve kıvam seçilebilir.
Hafiflik ve Az Yer Kaplama
Boş paketlerin hafiflik, düz veya makaraya sarılmış formatı ve özellikle alüminyum folyo konteyner örneğinde dolgu makinelerinin haznesine uygun biçimleri nedeniyle taşıma ve depolama açısından ekonomiktir. Alüminyum folyo hem paketleme, hem de ürün ve atık nakliyesi sırasında kaynak tasarrufuna yardımcı olur. Alüminyum folyo paketleme soğutmaya gerek kalmaksızın ürünleri uzun süreli koruyarak ciddi enerji tasarrufu sağlar. Alüminyum folyo depolama ve sergileme açısından az yer kaplayarak ilave enerji ve maliyet tasarrufuna yol açar. Alüminyum folyo hafiflik ve verimlilik özelliğiyle gereken paketleme malzemesi miktarını en aza indirir.
Yapısal Stabilite
Alüminyum folyo mimarların binalar ve temelleri hafifletmelerinin yanısıra mühendislerin her türlü gemi, uçak, kamyon ve özel araç taşımacılığında ağırlıktan tasarruf etmelerini sağlayan hafif petek yapılarda gerekli sertlik ve stabilite kazandırır.
Yeniden İşlenebilirlik
Alüminyum kalite kaybı olmaksızın 100 % oranda sonsuza dek yeniden işlenebilir. Alüminyumun yeniden işlenme süreci asıl üretime kıyasla 95 % daha az enerji gerektirir ve dolayısıyla emisyon açısından muazzam bir tasarruf anlamına gelir. Modern ayırma teknikleri evsel atıklardaki alüminyum folyonun asıl üretimde gerçekleşen üretim maliyetinin çok daha azıyla yeniden işlenebilmesini sağlamaktadır.
Geri Kazanım
Alüminyum folyo yeniden işlenmek üzere toplanmayıp fırınlarda yakılırsa ince lamine folyo materyalin çoğu oksitlenir ve geri kazanılabilecek enerji açığa çıkar. Üstelik geri kalan oksitlenmemiş alüminyum fırındaki küllerden ayırılarak yeniden işlenmek üzere kullanılabilir.
Isı Performansı
Alüminyum folyonun ısı iletkenliği yüksektir. Hiçbir bozulma, erime veya ani çatlama riski olmaksızın donma sıcaklıklarından pişirme ve kızartma sıcaklıklarına kadar işleme ve paketleme sırasında karşılaşılan her türlü ısı değişimlerine dayanıklıdır.
Ayrıca alüminyum folyonun ısıyı hızla yayma özelliği otoklavlama ve ısı geçirmezlik işlemleri açısından idealdir. Sızdırmazlık sürelerinin en aza indirilmesine katkıda bulunur. Ürün kalitesinin korumasının yanısıra enerji tasarrufu sağlayarak hem konteynerler, hem de esnek paketlemede ısı değişimlerini dengeler. Isı iletkenliği sayesinde işleme, soğutma ve yeniden ısıtma süreleri oldukça kısalır. Bir aracın güç kaynağının verimli kullanımının yanısıra sürücü ve yolcuların konforu açısından son derece önemli işleviyle alüminyum folyodan yapılma finleri olan ısı değiştiriciler gereği gibi hem ısıtma, hem de soğutma sağlar. Alüminyum folyo hafifliği sayesinde vazgeçilmez bir tercih haline gelmiştir.
Çok Çeşitli Isıtma ve Soğutma İşlevleri
Alüminyum folyolu gıdalar konveksiyon, mikro dalga, fanlı fırın veya “ben mari” sistemlerde pişirilebilir veya yeniden ısıtılabilir. Alüminyum folyo paketleme yemeklerin hazırlanmasında zaman ve kaynak tasarrufu sağlar.
Hijyen
Yüksek sıcaklıkta tavlama işlemi nedeniyle alüminyum folyo üretildikten sonra tamamen steril olur. Gıda maddelerine temas açısından güvenlidir ve bakterilerin toplanmasına ve gelişmesine izin vermez.
Emniyet ve Ürün Güvenliği
Alüminyum folyo gıda maddelerine temas açısından güvenlidir. Kaplamasız alüminyum folyo gıdaların büyük çoğunluğu ile reaksiyon oluşturmaz. Alüminyum folyo çoğu uygulamada lamine içinde diğer materyallerle birlikte kullanıldığı için ürünle temas halinde olmaz. Ayrıca ürüne el sürülmesine karşı ideal koruma sağlar ve sahteciliğe karşı mücadeleyi destekler.
Dekoratif Potansiyel
Alüminyum folyo parlak veya mat metalik finisajının yanısıra bütün basım teknolojilerine uygunluğu tasarımcılara olağanüstü grafik, raf görünümü ve markanın ayırt edilebilirliği açısından harika paketler tasarımlama imkanları sağlar.
Yansıtma özelliği
Alüminyum folyo ışık ve kızıl ötesi ısıyı 98% düzeyine kadar yansıtır. Parlak yüzeyinin de ısı yayıcılığı düşüktür. Bu nedenle izolasyonda enerji tasarrufu sağlanır. İzolasyon görevi yangına karşı korumayı da kapsar. Alüminyum folyo taşıtlar ve gemilerde kullanılan “yangın perdeleri”, yangına dayanıklı kapı ve panellerde ısıyı yayarak alevleri güçlendiren oksijen erişimini önler.
Elektrik İletkenliği
Alüminyum folyo manyetik ve telsiz frekans emisyonlarına karşı koruyucudur. Fiber optik kablolarda kullanılan alüminyum folyo kablo bağlantılarının sağlamlığını test etmede “iz sürücü” görevi yapar. Kablo sargılarında ise folyonun elektrik iletkenliği kablo devresinin bir bütün olarak kontrol edilebilmesini sağlar.
PERİYODİK TABLO
Alüminyum; iyi bir biçimde çekilebilir ve dövülebilir. Saf alüminyum çok yumuşaktır. Özgül ısısı: 0.211 cal/gr, erime ısısı: 93 cal/gr, elektrik direnci: 0,54-l,57]n ohm/cm3. Isı ve elektriği iyi iletir. Çekme direnci: 4-8 kg/mm2, akma direnci: 1-3 kg/mm2, sertlik (hb 2,5) 12-20 kg/mm2, elastiklik mod: 7,2xl022, kg/cm2, kayma mod: 2,7×10 kg/mm, çentik darbe tokluğu: 10 kgm/ cm2, kopma uzaması (85) 30-38 %, dövülme sıcaklığı: 300-500°C, yeniden kristalleşme sıcaklığı 250-300°C, ısı kapasitesi (25°C’de) 5,82 cal/mol °C, ısı genleşme katsayısı 22,5xl06 cm/cm, ısı iletkenliği: 0,5 cal/5 cm°C, gizli buharlaşma ısısı: 2000 cal/gr, özgül ısı (100°C’de) 0,124 cal/gr, elektrik direnci (20°C’de): 2,65 mikroom/ cm, yüzey gerilimi (700°C’de): 900 dyn/cm, kristal çeşidi (KYM): kübik yüzey merkezli.
Alüminyumun yükseltgenme basamağı: +1 ve +3. Seyreltik klorür, sülfat ve nitrat asitlerinde hidrojen çıkartarak çözünür. Buna karşılık derişik nitrat asidinde pasiflik kazanarak çözünmez. Bu özelliğinden yararlanılarak değişik nitrat asidi üreten fabrikalardaki araç ve gereçler alüminyumdan yapılır.
Seyreltik beyaz çözeltilerinde (örneğin sodyum ve potasyum hidroksit) hidrojen çıkışıyla birlikte alüminat oluşturarak çözünür. Nemli havada yüzeyi bir oksit filmiyle kaplanarak rengi donuklaşır. Oluşan bu oksit katmanı metale çok sıkı bir biçimde yapıştığından koruyucu etki yapar. Bu nedenle gerek metal ve gerekse alaşımları genellikle atmosfer etkilerine karşı büyük direnç gösterirler.
Bu oksit katmanı ince ve renksiz olmakla birlikte uzun süre havayla temas durumunda bozularak gri bir renk alır. Bu koruyucu katmanın yapısı metalde bulunan safsızlıklar ya da alaşım oluşturan metallerin etkisiyle değişime uğrar; bu nedenle alüminyumun dış etkilere karşı dayanıklılığı bileşimiyle değişir. Alüminyumun yüzeyindeki bu oksit katmanı anotlaştırma olarak adlandırılan elektrolitik bir yöntem yardımıyla kalınlaştırılarak daha yükek bir koruma sağlanır. Bunun için alüminyum eşya, kromik asit ya da sülfat asidi içeren bir elektroliz banyosuna anot olarak asılır. Akım geçtiğinde oluşan oksijen, alüminyumun yüzeyini oksitler. Bu yolla elde edilen oksit katmanı boyanabilir ve dekoratif amaçlara uygun eşyalar yapılabilir. Alüminyum yüksek sıcaklıklarda bile buharlaşmamakla birlikte ince dağılmış tozu havada kolaylıkla tutuşur ve patlamalara neden olur.
Alüminyuma doğada serbest olarak rastlanmaz. Alüminyum birçok silikatlarda, killerde, değerli taşlarda bileşen olarak bulunur. Ticari açıdan en önemli filizi boksittir.
Boksit. Al2O3H2O. Bu mineral adını büyük rezervlere sahip yatakların ilk olarak bulunduğu Güney Fransa’daki Les Baux Bölgesi’nden almıştır. Boksitin bileşimi yaklaşık olarak Al2O3H2O’dur. Fakat böyle bir mineralin varlığı saptanamamış olduğundan unun diaspor Al2O3H2O ve böhmit gibi monohidratlarla jipsit (Al2O33H2O) gibi trihidratların bir karışımı olduğu sonucuna varılmıştır. Boksit, farklı miktarlarda demir (III) oksit (Fe203) titan (rutil ya da ilmenit minerali biçiminde) ve bulunduğu bölgeye özgü çeşitli mineralleri içerir. Bununla birlikte en önemli yabancı madde silisyum dioksittir (SiO2) ve cevherin işlenmesi sırasında Al2O3 kaybına neden olduğundan fazlası boksitin değerini düşürür. Boksit, özellikle kayaçların dış etkilerle aşınması sonucunda oluşmuş, artık bir topraktır. Kolay çözünen bileşenler yüzey sularının etkisiyle yıkanmış ve geriye boksit filizini oluşturan alüminyum ve demir oksitleri kalmıştır. Dış etkenlerin neden olduğu ayrışmaya en çok sel biçimindeki yağışlar yardım ettiğinden geniş boksit yatakları tropikal ve subtropikal iklim bölgelerinde bulunur. Boksitin kimyasal bileşimi oluştuğu yere ve oluşmuş olduğu kayacın bileşimine bağlı olarak büyük değişiklikler gösterir. Genellikle % 45-65 silisyum dioksit, % 2-25 demir (III) oksit ve % 14-36 oranında kristal suyu içerir. Boksitte genellikle % 3 oranında titan dioksit bulunur ve açık işletme yöntemiyle işletilirler. Yatağın üzerinde bulunabilen değersiz katmanlar kazınarak alınır. Genel olarak, boksit madeniyle işleneceği fabrika arasındaki uzaklık çok fazla olduğundan bir ön kurutma uygulanarak serbest nemi giderilir. Boksit üreten başlıca ülkeler, Fransa, Macaristan, ABD ve Jamaika’dır.
Kriyolit:Na3AlF6. Renksiz, beyaz, sarımsı ya da kırmızımsı renklerde bulunur. Sertliği: 2,5-3 Özgülağırlığı: 3. Başlıca Grönland’da bulunur. ABD (Kolorado) ve Rusya Federasyonumda (Urallar) da bulunur. Alüminyumun elektrolitik olarak elde edilmesinde önemlidir.
Korendon: Al2O3. Sertliği: 9, özgülağırlığı: 4. Renksiz, mavi, kırmızı, sarı, yeşil, mor, gri ve başka renklerde heksogonal sistemde kristallerdir. Oluşumu magmatik kökenlidir ve dünyanın çeşitli yerlerinde bulunur. Korundum adı Sanskritçe ya da Hintçeden gelir. Korendonun çeşitli metal oksitleri tarafından renklendirilmesiyle değerli taşlar oluşur.
Demir ya da titan oksitlerince koyu mavi renklendirilmiş olanına safir; krom oksitçe kırmızı renklendirilmiş olanına da yakut adı verilir. Bunların dışında çok çeşitli renkli olanları da vardır. Zımpara da başlıca korendondan oluşmuş değişik oranlarda silisyumdioksit, hematit ve magnetit içeren bir kayadır. Aşındırıcı olarak kullanılır. Bunların dışında alüminyum silikatları biçiminde ortoklas (KAlSi308), mika, kaolen, kaolinit gibi mineraller içinde de bulunur. Bu mineraller alüminyum elde edilmesi açısından önem taşımazlar.
Alüminyum Kullanım Alanları
Alüminyumun; Elektrik ve ısıyı iyi iletmesi, yoğunluğunun düşük olması ve korozyona dayanıklılığı, alüminyum için geniş kullanım olanakları sağlar. Alüminyumun yoğunluğu demir, bakır gibi metallerin yoğunluklarının üçte biri kadardır. Uçak yapımı gibi alanlarda, hem hafif ve hem de dayanıklı alüminyum alaşımları kullanılır Günümüzde elektrik iletkenlerinin yapımında bakır yerine büyük oranda alüminyum kullanılır. Ticari alüminyumun özgül direnci 2,75 M ohm/cm3, buna göre iletkenliği de bakırın iletkenliğinin % 60 ı dolayındadır. Birim ağırlık temel alınarak bakırla karşılaştırılırsa iletkenliği bakırdan daha yüksektir. Elektrik gücünün iletiminde taşıyıcı ayaklar arasındaki açıklığın büyük ve yüksek çekme dayanıklılığının gerekli olduğu iletkenlerin yapımında iç bölümü çelik olan (çelik göbekli) alüminyum kablolar kullanılır. Alüminyumun önemli özelliklerinden biri de kolaylıkla biçimlendirilebilmesidir. Saf metal, yumuşak ve kolaylıkta tel biçimine getirilme özelliğine sahip olması, çekme, bükme, presleme ve kalıplama gibi çeşitli soğuk işlemlerin uygulanmasıyla haddelenebilir, basılarak çekilebilir ve biçimlendirilebilir. Alüminyumu haddeleyerek 0,006 mm kalınlığında varak biçiminde çekme olanaklıdır. Alüminyum ve bileşiklerinin zehirli olmaması ve ısı iletkenliğinin yüksekliği nedeniyle mutfak araç ve gereçlerinin yapımında kullanılır.Fabrikalarda elde edilen ticari alüminyum % 99.6 saflıktadır. Safsızlık olarak demir, silisyum, titan ve bakır içerir. Alüminyumun % 99.99 saflıkta olanı “yüksek evsaflı” alüminyum olarak bilinir. Saflığın artışı mekanik özellikleri etkiler. Metal daha yumuşak olduğundan daha kolaylıkla haddelenebilir, ısı ve elektriği daha iyi iletir. Korozyona karşı daha dayanıklıdır, ışığı ve ısıyı daha iyi yansıtır. Saf alüminyum özellikle ışık ve ısı yansıtıcılarının yapımında ve besinlerin korunmasındaki folyoların yapımında da kullanılır.Alüminyumun çekme ve gerilme dayanıklılığı düşük olduğundan önemli bir yük ve basıncın söz konusu olduğu yerlerde kullanılmaz.
Kullanım alanlarından bazıları :
1. Ulaşım, (otomobil, uçak, kamyon, tren vagonları, deniz araçları, vs.)
2. Ambalaj, (alüminyum kutular, folyolar, vs.)
3. Su arıtma,
4. İnşaat, (cam, kapı, duvar, bina, vs.)
5. Dayanıklı tüketim aletleri, (cihazlar, mutfak araç gereçleri, vs.)
6. Elektrik iletim hatları, (alüminyum, bakırla eşit elektrik iletkenliğine sahip olup onun yarı ağırlığındadır ve fiyatı da daha ucuzdur)
7. Makine imalatı ,
8. Alnico manyetlerinin yapımı,
9. Yüksek safiyette alüminyum (%99.98 – %99.99 Al) elektronik ve CD lerde,
10. Toz haline getirilmiş alüminyum boyalara gümüşümsü renk vermede,
11. Anodize edilmiş alüminyumun oksidasyon direnci daha da yüksektir ve inşaat sanayinin pek çok alanında kullanılır.
12. Kolay şekillendirilebilir oluşu ve yüksek ısı iletkenliğinden ötürü, yeni bilgisayarların CPU’larının ısı uzaklaştırıcılarında alüminyum kullanılmaktadır.
13. Alüminyum oksit (alumina),doğada corundum (rubi ve safir) halinde bulunabilmesi nedeniyle cam yapımında kullanılabilmektedir. Sentetik rubi ve safir, lazerlerde koherent ışık yapımında kullanılmaktadır.
Alüminyumun çok hızlı oksitlenme özelliği, katı roket yakıtı olarak kullanılmasını sağlamaktadır. 2005 yılında dünya alüminyum üretimi %6.7 oraninda artarak 31.15 milyon tona ulaşmıştır. Bu artışta Çin ve Ortadogu’nun büyük katkısı bulunmaktadır. 2006 yılı dünya alüminyum üretiminin ise, %5 oranında artışla 32.7 tona ulaşması beklenmektedir.
OTOMOTİV ENDÜSTRİSİNDE ALÜMİNYUM
Otomobillerde hafif metal kullaniminin yayginlasmasiyla birlikte alüminyum da otomotiv endüstrisine girmistir. Bu gelismeye paralel olarak günümüzde ortalama bir arabada çok çesitli alüminyum parçalar kullanilir hale gelmistir. Örnegin döküm yöntemiyle alüminyumdan imal edilmis silindir kafalari, disli kutusu gövdeleri, jantlar; ekstrüzyon yöntemiyle alüminyumdan imal edilmis radyatörler, koltuk kizaklari, darbe çubuklari vb. Alüminyumdan imal edilmis parçalar, aracin toplam agirliginin yaklasik %6’sini teskil eder hale gelmistir.
Yapilan yeni çalismalara göre otomotivde alüminyum uygulamalarinin dünyada en hizli büyüdügü yer Avrupa’dir. Dünya otomotiv endüstrisinde alüminyum kullaniminin 2006 yilinda yaklasik 5.5 milyon tona ulasacagi tahmin edilmektedir. Bu miktarin %55’i yeniden kazanilmis alüminyumdur. Asil büyümenin ise otomotiv gövde sacinda olacagi öngörülmektedir. 100.000 araç tamamiyla alüminyum gövdeye sahip olacak, milyonlarca araç, 200 kg ‘dan fazla alüminyum parça içerecektir.
Günümüzde artan küresel rekabet ve çevre duyarliligi otomobil üreticilerini yeni arayislara itmistir. Üretimde verimliligi korurken isletme maliyetlerini düsürmeye çalisan bir üretim anlayisi ile çevreyi daha az kirleten, malzeme geri dönüsümünün çok daha kolay oldugu, emniyet ve konforu bir arada bulunduran arabalar üretilmeye baslanmistir. Bu yaklasim temel alindiginda ; Otomobillerin agirligi, üzerinde durulmasi gereken önemli bir konudur. Arabadan azaltilan her 100 kg’lik agirlik yakit tüketiminde 0,6 litre / 100 km yakit tasarrufu saglamaktadir. Dolayisiyla çikan egzost gazinin ve maliyet kalemlerinin daha asagiya çekilmesi saglanmaktadir. Bu durum, araba kullanicilarini dogrudan etkileyen önemli bir bulgudur. Zira kullandiklari arabanin yakiti için ayirdiklari bütçeden tasarruf saglamaktadirlar. Bu anlamda Alüminyum, agirlik azaltilmasinda kilit rol oynamaktadir. Çünkü alüminyum emniyet ve konfordan ödün vermeden güvenle kullanilabilen bir malzemedir. Yogunlugu çelik ve bakirin üçte biri kadardir. Diger malzemelere göre hafif bir malzeme olusu alüminyumun basta gelen avantajlarindandir. Hafif olmasina ragmen mukavemetinin yüksek olusu ise arabalarda yaygin olarak kullaniminin temel sebebidir. Alüminyum kullanimiyla birlikte orta büyüklükteki (1400 kg) bir araçta, 300 kg’a kadar agirlik tasarrufu saglamak mümkündür. Bu durum orta büyüklükteki bir araç için toplamda %20’den fazla agirlik tasarrufu anlamina gelmektedir. Gelisen teknoloji, tasarim ve artan ihtiyaçlara paralel olarak konfor ve güvenligi öne çikaran yeni sistemler otomobillere eklenmis böylece otomobillerin agirliginda zamanla bir artis olmustur.
ALÜMİNYUM ALAŞIMLARI SLAYT PDF
Alüminyum Alaşımları ve Özellikleri
Alüminyum ve alaşımlarının başlıca kullanım alanları ulaşım, elektrik iletimi, inşaat, kimya, bira ve besin endüstrileridir. Mutfak araçları yapımı, besin maddelerini sarmak için kullanılan varakaların yapımı alüminyuma geniş kullanım olanakları sağlar. Başka metallerin alüminyuma katılması dayanıklılıkve sertliğini artırır. Alüminyum alaşımlarının yapılmasında en çok kullanılan metaller bakır, silisyum, mangan, magnezyum ve çinkodur. Bu metaller alaşımdan beklenen özelliğe göre tek tek ya da birlikte alüminyuma katılırlar. Alüminyum alaşımları iki bölüme ayrılır. Döküm alaşımlarında alaşım yapıcı metallerine oranı yüksektir. Buna karşılık işleme alaşımları durumunda metallerin toplam yüzdesi % 10′dan düşüktür. Alaşımlama sonucunda alüminyumun dayanıklılığındaki artış, öteki özelliklerdeki değişimlerle birlikte ortaya çıkar. Alaşımlamada hafiflik özelliği fazla bir önem taşımaz ve bazı durumlarda alaşımlar daha hafif olur. Örneğin, % 10-13 oranda silisyum içeren alaşımların yoğunluğu 2,65 dolayındadır.
Döküm alaşımları:
Döküm alaşımlarının elde edilmesinde alüminyuma katılan başlıca metaller bakır, silisyum, magnezyum, çinko ve demirdir. Bu metallerin katılmasıyla alüminyumun dayanıklılığı ve sertliği artar, buna karşılık sünekliği azalır. Döküm işlemi kum kalıplara da yapılabilir. Alaşımlardan bazıları, püskürtme döküm makinelerinde dökülür.
Alüminyum-bakır alaşımları:
Bu alaşımlar % 4-8 bakır ve bunun yanında demir, silisyum, magnezyum ve nikel içerirler. Yüksek sıcaklıklarda gerileme dayanıklılığı nedeniyle piston yapımında geniş ölçüde kullanılan Y-alaşımının bileşimi % 4 bakır, % 2 nikel ve % 1,5 magnezyum içerir.
Alüminyum-silisyum alaşımları:
Silisyum içeren alaşımlar yüksek akışkanlıkları nedeniyle iyi döküm özelliklerine sahiptirler, bu nedenle biçim bakımından karmaşık parçaların dökümünde kullanılabilirler. Bu alaşımlar atmosfer etkilerine karşı da dayanıklı olduklarından mimari ve dekoratif dökümlerin yapımında büyük değer taşırlar. Bu alaşımların çekme dayanıklılığı alüminyum-bakır alaşımlarına oranla daha düşüktür. Buna karşılık süneklilikleri ve vurmaya karşı dayanıklılıkları daha yüksektir. % 10-13 oranında silisyum içeren alaşımların geniş uygulama alanı vardır. Alaşım içine % 0,05 oranında sodyum ya da kalsiyum katılmadan dökülürse kırılgan ve iri kristalli bir yapıya sahip olur. Yüksek oranda silisyum içeren alaşımlardan yapılan dökümler içten yanmalı motorlarda, vites kutularında, silindir ve karterlerde, nikel gibi metallerin katılmasıyla da piston yapımında kullanılır.
İşleme alaşımları:
Bu tür alaşımlar döküm alaşımlarına oranla daha çok sayıda metal içerirler.
Alüminyum-bakır alaşımları:
Bu tür alaşımların en önemlisi düralümindir. Bu alaşım ilk kez 1906′da Almanya’da Düren Kenti’nde bulundu ve adını buradan aldı. Düralüminin bileşimi % 3,5 -4,5 bakır, % 0,5 magnezyum ve % 0,5 manganla az miktarda silisyum ve demirden oluşur. Bu alaşım özellikle levha biçimindeyken yüksek mekanik özelliklere sahiptir. Fakat korozyona karşı dayanıklılığı düşüktür. Bu sakınca, kaplama adı verilen bir işlem yardımıyla giderilir. Bu işlemde koruyucu görevini gören ince bir saf alüminyum levha haddeleme yoluyla düralümin levhanın toplam kalınlığının onda biri kadardır. Alüminyum kaplamalı düralümin plakalar uçak endüstrisinde geniş oranda kullanılır.
Alüminyum-magnezyum alaşımları:
Alüminyuma magnezyum katılması deniz suyunun etkisine karşı yüksek dayanıklılık kazandırır. Alüminyum-magnezyum alaşımları içinde dört tanesi çok fazla kullanılır. Bunlar sırasıyla % 2, % 3.5, % 5 ve % 7 oranında magnezyumla birlikte az miktarda mangan ve krom içeren alaşımlardır. Bu alaşımlar, işleme sırasında oldukça çabuk sertleşirler.
Alüminyum magnezyum-silisyum alaşımları:
Bu tür alaşımların en çok kullanılanları yaklaşık % 0,5 oranında magnezyumla birlikte % 0,5-1 oranında silisyum içerirler.
Alüminyum-çinko-magnezyum alaşımları:
Bunlar bütün alüminyum alaşımları içinde en dayanıklı olanlarıdır ve İkinci Dünya Savaşı’nda hava kuvvetlerinde kullanılmak için geliştirilmişlerdir. Bileşimlerinde % 8 çinko, % 4 magnezyum, % 3 bakır ve küçük miktarlarda krom, titan, mangan ya da nikel bulunur. Bu alaşımların yapımı güçlükler gösterir ve biçimlendirme işlemi eritme, işleminin hemen ardından yapılmalıdır.
Alüminyum-mangan alaşımları:
Bu tür alaşımlar saf alüminyumla yüksek dayanıklılığa sahip alüminyum alaşımları arasında yer alırlar. Alüminyuma % 1,5 oranında mangan katılması dayanıklılığı önemli oranda arttırılır. Örneğin, presleme, bükme ve kaplama işleri gibi, ticari alüminyumdan daha dayanıklı ve işlem sırasında sertleşebilen bir alaşımı gerektiren yerlerde alüminyum-mangan alaşımları geniş ölçüde kullanılırlar.
Alaşım Ana Element Ana Elementin Etkisi
1000A : Yok Yüksek korozyon direnci, düşük mukavemet, iyi iletkenlik
2000A : Bakır Mukavemet, sertlik ve işlenebilirlik, Isıl işlemle sertleşebilir
3000A : Mangan Orta derece mukavemet, iyi derecede işlenebilirlik
5000A : Magnezyum Orta ve iyi derece mukavemet, iyi derecede işlenebilirlik
6000A : Magnezyum Silis. Şekillendirilebilirlik, korozyon direnci, yüksek mukavemet
7000A : Çinko Çok yüksek mukavemet, ısıl işlemle sertleşebilir
1000,3000,5000 ve 6000 serisi alaşımlar iyi derecede kaynaklanabilirliğe ve korozyon direncine sahiptir. 2000 ve 7000 serisi alaşımlar daha yüksek mukavemete ve işlenebilirliğe, ancak düşük kaynaklanabilirlik ve korozyon direncine sahiptir.
| ALLOV | AA | ASTM USA |
BS GB |
BSOLD GB |
DIN Germany |
INTER | ISO Intl |
JIS Japan |
JISOLD Japan |
NF Frence |
| 1050 A | -1050 | -1050 | 1050 A | 1 B | AI99,5 | 1050 A | AI99,5 | (A1050) | A1x1 | 1050 A |
| 1200 | 1200 | 1200 | 1 C | AI99 | 1200 | AI99.0 | A1200 | A1x3 | 1200 | |
| 2007 | 2007 | AlCuMgPb | 2007 | (Al Cu4PbMg) | ||||||
| 2011 | 2011 | 2011 | 2011 | FC1 | AlCuBiPb | 2011 | Al Cu6BiPb | A2011 | 2011 | |
| 2014 | 2014 | 2014 | (2014 A) | (H 15) | AlCuSiMn | 2014 | Al Cu4SiMg | A2014 | A3x1 | 2014 |
| 2014 A | -2014 | 2014A | H15 | (AlCuSiMn) | 2014 A | Al Cu4SiMg(A) | ||||
| 2017 A | -2017 | -2017 | 2017 A | AlCuMg1 | 2017 A | ALCuMgSi(A) | (A2017) | A3x2 | 2017A | |
| 2024 | 2024 | 2024 | 2024 | 2L97 | AlCuMg2 | 2024 | Al Cu4Mg1 | A2024 | A3x4 | 2024 |
| 2030 | 2030 | (AlCuMgPb) | 2030 | Al Cu4PbMg | 2030 | |||||
| 3003 | 3003 | 3003 | -3103 | AlMnCu | 3003 | AlMn1 Cu | A3003 | A2x3 | 3003 | |
| 3004 | 3004 | Al Mn1Mg1 | AlMn1Mg1 | |||||||
| 3005 | 3005 | Al Mn1Mg0.5 | Al Mn 1Mg0.5 | |||||||
| 3103 | 3103 | 3103 | N 3 | AlMn1 | 3103 | Al Mn 1 | ||||
| 3105 | 3105 | Al Mn0.5Mg0.5 | AlMn0.5Mg0.5 | |||||||
| 5005 | 5005 | 5005 | 5005 | N41 | (AlMg1) | 5005 | Al Mg1 (B) | A5005 | 5005 | |
| 5005 A | -5005 | -5005 | N41 | AlMg1 | 5005 A | A2x8 | ||||
| 5049 | 5049 | AlmG2Mn0.8 | Al Mg2Mn0.8 | |||||||
| 5052 | 5052 | 5052 | AlMg2.5 | 5052 | Al Mg2.5 | A5052 | A2x1 | 5052 | ||
| 5083 | 5083 | 5083 | 5083 | N8 | AlMg4.5Mn | 5083 | Al Mg4.5Mn0.7 | A5083 | A2x7 | 5083 |
| 5086 | 5086 | 5086 | AlMg4Mn | 5086 | Al Mg4 | A5086 | 5086 | |||
| 5154 A | -5154 | 5154 A | N5 | 5154 A | Al Mg3.5(A) | (A5154) | ||||
| 5182 | 5182 | Al Mg5Mn | Al Mg4.5Mn0.4 | |||||||
| 5251 | 5251 | 5251 | N4 | AlMg2Mn0.3 | 5251 | Al Mg2 | 5251 | |||
| 5454 | 5454 | 5454 | 5454 | N51 | AlMg2.7Mn | 5454 | Al Mg3Mn | A5454 | A2x9 | 5454 |
| 5754 | 5754 | AlMg3 | 5754 | Al Mg3 | 5754 | |||||
| 6005 A | -6005 | AlMgSi0.7 | 6005 A | Al SiMg (A) | (A6NO1) | 6005 A | ||||
| 6016 | 6016 | |||||||||
| 6060 | 6060 | -6063 | -6063 | (H9) | AlMgSi0.5 | 6060 | AlMgSi | (A6063) | A2x5 | 6060 |
| 6061 | 6061 | 6061 | 6061 | H20 | AlMg1SiCu | 6061 | Al Mg1SiCu | 6061 | A2x4 | 6061 |
| 6063 | 6063 | 6063 | 6063 | H9 | (AlMg1Si0.5) | 6063 | Al Mg0.7Si | A6063 | A2x5 | |
| 6082 | 6082 | 6082 | H30 | AlMgSi1 | 6082 | Al Si 1 MgMn | 6082 | |||
| 6106 | 6106 | Al MgSiMn | ||||||||
| 7010 | 7010 | 7010 | DTD5130 | 7010 | Al Zn6MgCu | |||||
| 7020 | 7020 | -7005 | 7020 | H17 | AlZn4.5Mg1 | 7020 | AlZn4.5MG1 | (A7N01) | 7020 | |
| 7050 | 7050 | AlZn6CuMgZr | Al Zn6 CuMgZr | 7050 | ||||||
| 7075 | 7075 | 7075 | 7075 | 2L95 | AlZnMgCu1.5 | 7075 | Al Zn5.5MgCu | A7075 | A34x6 | 7075 |
|
1050
Karakteristik Özellikleri: Atmosferik korozyona çok dayanıklı çok iyi şekil alabilir, elektrik ve ısı iletkenliği yüksek, görünümü güzel, dekoratif kaplamalar için uygun, kaynak kabiliyeti yüksek, mekanik özellikleri düşük.Ürün Şekilleri: Levha, Rulo, Tel, Boru
Uygulama Alanları
|
| Fe | Si | Cu | Pb | Bi | Diğer | Al |
| 0,5 | 0,3 | 5,0-6,0 | 0,2-0,6 | 0,2-0,6 | 0,15 | Kalan |
| Temper – – |
Akma Mukavemeti (MPa)min-max |
Çekme Mukavemeti (MPa)min-max |
Uzama (%50)min-max |
Sertlik (brinel)min-max |
| T3 | 260-290 | 310-365 | 10-15 | 7-95 |
| T4 | 270 | 320-350 | 18 | 90 |
| T6 | 230-300 | 310-395 | 10-12 | 110 |
| T8 | 275-315 | 370-420 | 10-12 | 115 |
- Basınçlı makine ürünleri
- Farklı makine bileşenleri
- Vida
- Civata
- Somun
- Otomatik torna ürünleri
- Yüksek mukavemet ve iyi işlenebilirlik gerektiren uygulamalar
| Fe | Si | Cu | Cr | Mn | Mg | Zn | Zi+Ti | Diğer | Al |
| 0,5 | 0,5 | 3,8-4,9 | 0,1 | 0,3-0,9 | 1,2-1,8 | 0,25 | 0,15 | 0,15 | Kala |
| Temper – – |
Akma Mukavemeti (MPa)min-max |
Çekme Mukavemeti (MPa)min-max |
Uzama (%50)min-max |
Sertlik (brinel)min-max |
| 0 | 75 | 185 | 20 | 55 |
| T3 | 340 | 475 | 18 | 120 |
| T4 | 315-330 | 440-465 | 20 | 120 |
| T8 | 450 | 485 | 6 | 130 |
- Uçak sanayi
- Genel Mühendislik uygulamaları
- Askeri Ekipman
- Yüksek sertlik ve işlenebilirlik gerektiren parçalarda
- Kamyon tekerlekleri
- Yapısal uygulamalar
- Perçin
- Savunma sanayi
- Otomotiv
| Fe | Si | Cu | Mn | Mg | Mg | Zn | Cr | Diğer | Al |
| 0,45 | 0,3 | 0,05 | 0,15 | 0,7-1,1 | 1,2-1,8 | 0,2 | 0,1 | 0,05 | Kala |
| Temper – – |
Akma Mukavemeti (MPa)min-max |
Çekme Mukavemeti (MPa)min-max |
Uzama (%50)min-max |
Sertlik (brinel)min-max |
| 0/H111 | 35-45 | 105-120 | 32 | |
| HX2 | 80-125 | 125-145 | 13 | 42-45 |
| HX4 | 110-145 | 145-165 | 11 | 47-50 |
| HX6 | 130-165 | 165-185 | 8 | 52-55 |
| HX8 | 160-185 | 190-205 | 7 | 57-60 |
| HX9 | 190-210 | 210-225 | 4 | 60-65 |
- İnşaat sektörü : Dış cephe uygulamaları, Çatı , Oluklu levha
- Marine ve offshore uygulamalarında kullanılan yapılarda
- Gıda ve kimya ekipmanları
- Reklam sektörü
- Yol işaret levhaları
- Eloksal gerektiren parçalar
- Ambalaj sektörü
- Sogutucu ve ısıtıcı ekipmanları
- Boru
- Tüp
|
5083
Karakteristik Özellikleri:Kaynak kabiliyeti yüksek, deniz suyuna korozyon dayanımı çok iyi ,yorulma dayanımı yüksek ,yumuşak temper formunda soguk şekillendirilebilirlik özelliği iyi , ince ve karışık parçaların ekstrüzyonu zordur.
Uyarılar:Uygun olmayan kaynakyapılması durumunda kırılma meydana gelebilir.Ürün Şekilleri: Levha, Lama, Boru , Çubuk , Profil Çeşitleri Uygulama Alanları
|
Alüminyum elementi nasıl elde edilir? Alüminyumun saflaştırılması, elde edilmesi, elde edilme yöntemleri ile ilgili bilgi.
Alüminyumun bir metal olarak varlığı, yaklaşık 200 yılönce ünlü Fransız kimyacısı Antoine Laurent Lavoisier tarafından ortaya konulmuş olmaklabirlikte, gerek kendisi ve gerekse birçok metali elektroliz yoluyla elde etmiş olan Humphry Davy, metali saf olarak elde edememişlerdir. 1825′te Hans Christian Oersted, alüminyum klorürü önce potasyum amalgamıyla ısıtıp ardından civayı damıtarak metalsi parlaklık gösteren bir toz biçimindeki alüminyumu elde etmeyi başarmıştır. Bununla birlikte 1850′lere kadar önemli sayılabilecek miktarda alüminyum elde edilmemiştir. 1827′de Friedrich Wöhler, indirgen olarak metalik potasyum kullanarak alüminyumu küçük tanecikler biçiminde elde etti. Özelliklerinin incelenmesine olanak verecek miktarda alüminyum metalinin elde edilmesi, 1854′te Henri Sainte-Claire Deville tarafından sodyum alüminyum klorürün metalik sodyumla indirgenmesiyle elde edildi. 1886′da ABD’de Ohio Oberlin Koleji öğrencilerinden Charles Martin Hail (1863-1914) ve onunla hemen hemen aym zamanda Fransa’da elektrokimyacı Paul L. V. Heroult (1863-1914) birbirinden bağımsız olarak alüminyum oksitin erimiş kriyolitteki çözeltisini elektroliz ederek metalik alüminyumu elde ettiler. Alüminyum elde edilmesinde günümüzde kullanılan yöntem, bu yöntemin geliştirilmiş biçimidir ve Hall-Heroult yöntemi olarak adlandırılır. Alüminyumun elde edilmesi iki aşama üzerinden yürür. İlk işlem, elektrolizde kullanılacak olan saf alüminyum oksitin (alümin) hazırlanması ve ikinci işlem de bunun elektrolizidir.
TEKNOLOJİ VE ÜRETİM PROSESİ
Günümüzde alüminyum üretiminde iki yöntem söz konusudur. Bunlar cevherden alüminyum üretimi(Birincil Alüminyum) ve hurdadan alüminyum üretimi(İkincil Alüminyum)dir.
Seydişehir Alüminyum Tesisleri, alüminyum cevherini işleyerek metalik alüminyum haline dönüştüren, bunu da döküm, haddeleme ve ekstrüzyon yöntemleri ile şekillendiren ülkemizdeki tek entegre birincil alüminyum üretim tesisidir.
Entegre üretim süreci, birbirini takip eden beş ana üretim aşamasını kapsamaktadır.
Bunlar;
• Boksit madeni işletmeciliği
• Alümina üretimi
• Sıvı alüminyum üretimi
• Sıvı alüminyumun alaşımlandırılarak dökümü
• Döküm ürünlerinden ekstrüzyon ve haddeleme işlemleri ile yarı ve/veya uç ürün üretimi
Boksit Madeni İşletmeciliği
Farklı bileşikleri olmasına karşın, alüminyum üretiminde boksit cevheri kullanılmaktadır. Boksit Al2O3 n H2O formunda minerallerden oluşmuş alüminyum cevherine verilen genel isimdir.
Boksit cevheri üretimi genellikle açık ocak işletmeciliği ile yapılmaktadır. Alümina üretiminden işlenen boksitlerin en az %40 Al2O3 , en fazla %15 SiO2 içermesi yani silis modülünün (Al2O3 / SiO2) en az 7 olması gerekir. Birincil alüminyum üretiminde kullanılan boksitlerin kimyasal ve minerolojik bileşenlerine bağlı olarak, yaklaşık 4-5 ton boksitten 2 ton alümina, 2 ton alüminadan da 1 ton alüminyum elde edilmektedir. .
Saf alüminin hazırlanması
Alüminyum doğada çeşitli bileşikleri biçiminde bulunmakla birlikte bunların arasında alüminyum elde edilmesi bakımından önem taşıyan boksit mineralidir. Boksit adı, alüminin hidratları için kullanılan genel bir addır ve gibsit ile böhmet mineralleri de boksit olarak adlandırılır. Buna göre, boksit denildiğinde yabancı maddeler içeren alümin hidrat anlaşılır. Boksit ortalama olarak % 58 AI2O3, % 30 su ve yabancı madde olarak % 5 Fe2O3, % 5 SiO2 ve % 2 TiO2 içerir. Boksitten saf alüminin elde edilmesinde kullanılan başlıca yöntemBayer Yöntemi‘dir. Eskiden 1859-1895 arasında kullanılmış olan ve boksitin soda ile eritilmesi üzerine temellenen Sainte-Claire Deville Yöntemi ekonomik olmaması nedeniyle bırakılmıştır. Bayer yönteminde boksit minerali önce yıkanarak kil ve benzeri kaba kirlerden kurtarılır, sonra ince öğütülerek büyük tanklara doydurulur ve üzerine sodyum hidroksit çözeltisi katılır. Daha sonra 3,6 atmosferlik basınçta (138-140°C) buhar altında tutularak alüminin, alüminat biçiminde çözünmesi sağlanır. Karışımın durulmasından sonra çözelti süzülerek, çökeltiden ayrılır. Çökelti çok miktarda demiroksit içerir ve bu nedenle kırmızı çamur olarak adlandırılır. Süzülen alüminat çözeltisi tanklara alınır ve daha önceki çalışmalarda ele geçen AI2O33H2O üzerinde bırakılıp aşılanarak soğutulur. Bu sırada hidrolizlenen alüminat AI2O33H2O biçiminde çöker ve sodyum hidroksit yeniden kazanılır. Ayrılan alümin trihidrat (AI2O33H2O) genellikle 1000°C’ nin üzerinde döner fırınlarda kızdırılarak saf alümin elde edilir.
Saf alüminden alüminyum elde edilmesi
Hazırlanan saf alüminden alüminyumun elde edilmesi için elektroliz ve elektrotermik indirgeme yöntemlerinden yararlanılır. Elektroliz yöntemi Hall-Heroult yöntemidir. Bu yönteme göre, alüminin erimiş kriyolit (Na3AlF6) içindeki çözeltisi elektrolizlenir. Alüminin erime noktası 2000°C dolayındadır. Ortalama kriyolit katılarak 1000°C’nin altında erimesi sağlanır. Elektroliz hücresi, karbon ile astarlanmış çelik bir sandıktır. Astar için, kok, katran ve zift karışımı sandığa sıvanır ve ardından yüksek sıcaklıkta pişirilir. Elektrolizde hücrenin kendisi katot (eksi elektrot) görevini görür. Karbon anotlar da aynı biçimde hazırlanırlar ve genellikle dikdörtgen kesitli olarak yapılır. Anotlar aşağı yukarı hareket edebilirler. Elektroliz işlemi sırasında anotlar oksitlenerek karbondioksit oluştururlar. Elektroliz işleminin başlangıcında anotlar kabın dibine kadar indirilir ve akım verilir. Bu sırada ortama azar azar kriyolit katılır ve katılan kriyolit eridikçe hem anotlar yavaş yavaş yukarı kaldırılır ve hem de kriyolit katılması sürdürülür. Elektroliz kabı bütünüyle erimiş kriyolit dolduktan sonra, % 5-8 oranında saf alümin katılarak elektrolize başlanır. Alümin elektrolizlendikçe, ortama katılarak, oranının sabit kalması sağlanır. Elektroliz sonucu oluşan ve yoğunluğu kriyolitten büyük olduğu için elektroliz hücresinin dibinde toplanan erimiş alüminyum metali zaman zaman dibte bulunan bir tıpa açılarak alınır. Elektroliz hücrelerinin büyüklüğü uygulanan akıma bağlıdır. Genellikle 5-6 volt gerilimde, 20-50 bin amperlik doğru akım uygulanır. Günümüzde ortalama 20 ton kapasiteli 100-200 elektroliz hücresi seri olarak bağlanarak çalıştırılır. Kuramsal olarak kullanılan elektriğin kilowatt saat başına 42 gram alüminyum elde edilmesi gerekirken gerçekte 32-34 gram ve bazı çok iyi çalışan işletmelerde 40 gram dolaymda alüminyum elde edilir. Elde edilen 1 ton alüminyum için 2 ton alümin (4 ton boksit), 50 kilogram fuorür, 400 kilogram pişirilmiş anot harcanır. Önceden pişirilmiş anot yerine, işlem sırasında anot oluşturan Söderberg anotları kullanılır. Bu durumda 1 ton alüminyum için 500 kilogram Söderberg hamuru harcanır. Elektroliz yönteminin uygulanmasından birkaç yıl sonra yılda 2000 ton olan alüminyum üretimi 1972′de yılda 10 milyon tona ulaşmıştır. Elektroliz sonucu ele geçen alüminyum genellikle % 99,5 saflıktadır ve % 0,1-0,4 demir ile % 0,1-0,35 silisyum içerir.
Alüminyumun elektrotermik indirgenmesi
Alüminin doğrudan karbon ile indirgenmesi, uygulamada olanaksız olmakla birlikte işlem demir, bakır ve silisyum gibi metaller varlığında yapılabilir. Bu durumda alüminyum alaşımları ele geçer. Bazı özel amaçlar için uygulanan bir yöntemdir.
Alüminyumun elektrolitik saflaştırılması
Elde edilen alüminyum, bilinen yöntemlerle saflaştırılamadığından uygulamada istenilen saflıkta bir ürün elde edebilmek için metalin yerine kullanılan boksitin olanak oranında saflaştırılması yoluna gidilir. Buna karşın elde edilen alüminyumun saflığını % 99,9 değerinin üzerine çıkarma olanağı bulunamamıştır. Genellikle % 99,5 saflıktaki alüminyum çeşitli amaçlarla kullanılmakla birlikte, özellikle elektrik iletkenlerinin yapımında çok saf alüminyuma gerek duyulur. Ayrıca, metalin içinde az oranda bulunan safsızlıklar, kimyasal maddelere karşı dayanıklılığını büyük oranda azaltır. 1924′te elektrolitik saflaştırma yönteminin bulunmasıyla % 99,99 saflıkta alüminyum elde edilebilmiştir. Bu yöntemde elektroliz hücresinde üç sıvı katmanı vardır. En alttaki katman, anot görevini gören ve % 25 ya da daha çok bakır içeren erimiş bir bakıralüminyum alaşımıdır. Bunun üzerinde yoğunluğu biraz daha az olan kriyolit, alüminyum fluorür, baryum fluorür ve alüminden oluşmuş ikinci bir sıvı karışım bulunur. En üstteki katman ise saf alüminyumdan oluşmuş katottur. Elektrik bağlantısı için bu katmana grafit çubuklar sokulur. Çalışma sırasında anotu oluşturan alaşımdaki alüminyum çözünerek ortadaki elektrolit katmanına geçer ve katotta da buna eşdeğer miktarda saf alüminyum toplanır. Saf alüminyum zaman zaman alınır ve alttaki anot alaşımına düşük saflıktaki alüminyum katılır. Elektroliz işlemi 700-750°C arasında yapılır. Elektroliz kabı dibi karbon ve içi magnezya tuğlarıyla döşenmiş bir teknedir.