Alüminyum % Homojenizasyon

Bilindiği üzere alüminyum biyetlerin döküm esnasında hızlı soğumaya maruz kalması, alaşım elementlerinin dengesiz dağılmasına (mikrosegregasyona) ve içyapıda istenmeyen intermetalik fazların oluşmasına yol açmaktadır. Bu durum, nihai ürünün ekstrüzyon kabiliyetini ve mekanik performansını ciddi anlamda olumsuz etkilemektedir. Doğru bir homojenizasyon analizi; üretimde çatlamaları önlemek, şekillendirme kolaylığı sağlamak ve malzemenin mekanik mukavemetini artırmak için kritik bir kalite kontrol sürecidir.

Metalografik incelemeye başlamadan önce uygulanması gereken numune hazırlama adımları vardır. Alüminyum malzemelerde homojenizasyon analizi için metalografik numune hazırlama işlemi sırasıyla 3 ana adımdan oluşmaktadır. Bu adımlar;

BİRİNCİ ADIM

KESME Zımparalama ve parlatma işlemlerinde sarf malzemesini ve harcanan zamanı minimum seviyeye indirmek için, numunenin kesme işlemine özel bir özen göstermek büyük önem taşır. Kesme diski, kesilecek numunenin malzeme türüne ve sertlik değerine uygun olarak seçilmelidir. Sadece doğru kesme diski kullanmakla kalmayıp, işlemi dikkatli bir şekilde gerçekleştirmek, sonuçları muhteşem kılar. Bu şekilde, numune hazırlığınızı mükemmelleştirir ve zaman tasarrufu sağlayarak verimliliği artırırsınız.

İKİNCİ ADIM

BAKALİT ALMA Bakalit alma işlemi, metalografik numunelerin hazırlanmasında kullanılan önemli bir adımdır. Bu işlem, numunenin sıcak bir reçine veya polimer matris içine yerleştirilmesini içerir. Sıcak bakalit almanın ana amacı, numunenin yüksek sıcaklıkta ve basınç altında stabilize edilerek optimum kesme, zımparalama ve polisaj işlemleri için uygun bir yüzey elde etmektir. Bakalit alma işlemi, belirli bir sıcaklık ve basınç koşulunun sağlanmasını gerektirir. Bu nedenle, uygun bir sıcak bakalit alma cihazının kullanılması önemlidir. Sıcak bakalit alma cihazları, istenilen sıcaklık değerlerini sağlayabilen hassas kontrol sistemleri ile donatılmış olmalıdır. Ayrıca, farklı numune boyutlarına ve şekillerine uygun değiştirilebilir kalıpların bulunması da önemlidir.

ÜÇÜNCÜ ADIM

ZIMPARA VE PARLATMA Numune zımpara parlatma işlemi, metalografik analiz için önemli bir adımdır. Bu işlem, numunenin yüzeyini düzleştirerek optik mikroskobik inceleme için uygun bir yüzey hazırlar. Numune zımpara ve parlatma işlemi, çeşitli aşamalardan oluşur ve dikkatli bir şekilde yapılması gereken bir süreçtir. Numune parlatma için ilk adım, numunenin kesme işleminden sonra elde edilen yüzeyin pürüzsüzleştirilmesidir. Bu aşamada, numune önce kaba zımparalarla işlenir ve ardından daha ince zımparalarla işlemeye devam edilir. Bu aşamada, doğru zımpara türü, numunenin malzeme özelliklerine ve boyutuna uygun seçilmelidir.

ALÜMİNYUM HOMOJENİZASYON ANALİZİ METALOGRAFİK NUMUNE HAZIRLAMA ADIMLARI

• İncelenecek olan biyet kesitinin malzeme sertliğine uygun reçine ve kesme diski seçilerek numune alınması,

• Kesme sonrası numunenin sıcak bakalit cihazı ile kalıba alınması,

• Bakalit işlemi sonrası sırasıyla uygun grit değerlerinde SiC zımparalarla zımparalama yapılması,

• Zımpara sonrasında elmas süspansiyonlar ve parlatma keçeleri ile yüzeyin polisaj edilmesi,

• Yapının tane sınırlarını ve faz dağılımını net bir şekilde ortaya çıkarmak için uygun dağlama çözeltisi (örneğin Keller ayracı veya alternatif dağlayıcılar) ile dağlama uygulanması,

• Hazırlanan ürünün mikroskop altında incelenmesi.

UYGULAMADA DİKKAT EDİLMESİ GEREKEN NOKTALAR

Numunede, hazırlama yönteminden kaynaklı çizikler ne kadar az olursa o kadar kesin sonuçları kolayca alacağınız kesindir. Bu sebeple numune hazırlama aşamaları özenli ve dikkatli bir şekilde yapılması gerekmektedir. Ölçümlerinizden emin olmak için, cihaz ve yazılım kalibrasyonlarının doğru, yazılımın ölçüm sonuçlarının kontrol edilebilir olduğundan emin olunmalıdır.

Homojenizasyon analizi; mikrosegregasyonun giderilmesini, kırılgan intermetalik fazların ($\beta$-AlFeSi) daha zararsız formlara ($\alpha$-AlFeSi) dönüşmesini ve iç gerilimlerin azalmasını doğrulamayı amaçlar. Bu dönüşümlerin ve element dağılımının net bir şekilde değerlendirilebilmesi için mikroskop ve gelişmiş görüntü analiz sistemlerinden faydalanmak gerekmektedir.

Geçmişte bu tür metalürjik değerlendirmeler manuel ölçümlerle ve uzun zaman alarak yapılırken; günümüzde endüstriyel çözümler ve gelişmiş görüntü analiz yazılımları sayesinde homojenizasyon kalitesini ve faz dağılımlarını son derece hızlı ve hassas bir şekilde raporlamak mümkündür.

Her tür üstten aydınlatmalı endüstriyel ışık mikroskobu ile bu yapıların görüntülenmesi mümkün iken farklı tiplerdeki mikroskoplar numunenin hazırlanması veya numune yüzeyinde gezinme kolaylığı gibi farklı avantajları barındırmaktadırlar. Kullanıcıların kullanım pratiği, numune çeşitliliği ve şekline göre uygun mikroskopların seçimi her firma ve kullanıcıya göre farklılık göstermektedir. Farklı yazılımların kabiliyetleri ise kullanıcıya kolaylık, hız ve doğruluk anlamında önemli farklar sağlamaktadır. Kullanıcılara yol gösteren ve ölçümlerin tek tek de doğrulamasının yapılabildiği yazılımlar, analiz şeklinin de tespit edilerek kontrol edilmesi açısından önemlidir.