Alüminyum Yaşlanma Teorisi

Yaşlanma olayını izah eden bir çok teori ortaya atılmış olmasına rağmen bunlardan en tutarlısı 1935 yılında Wassermann ve Weert tarafından ortaya atılmıştır. Uzun çalışmalar sonucu ortaya konan bu teori şöyledir.

Bu iki bilgin teorilerini Al-Cu alaşımını X-ışını ile inceledikten sonra ortaya atmışlardır. Bu incelemelerde Wasserman ve Weert Al-Cu denge diyagramından görülen q fazı ya da CuAl2’a benzeyen bir faz gördüler.

Çok küçük partiküllerden ibaret olan bu faz aynı q fazı gibi fakat, matriks ile q fazı arasında bir kompozisyondaydı. Bu faza geçiş fazı (geçiş latisi) adını verip q ile gösterdiler. Ayrıca içinde bulunduğu matrikse bağlı olarak yönlenme özelliğine bağlı olarak yönlenme özelliğine bağlı olduğunu buldular. Yaptıkları açıklamada da dengeli çökeltinin ancak bu geçiş latisinin gelişip büyümesi ile meydana geldiğini belirttiler.

Daha sonra, Mehl, Barret ve Geisler Widmanstatten yapılarının oluşumuna ilişkin bir teori ortaya attılar. Teoriye göre bu yapının oluşumu: Nükleasyon kademesine ve içinde oluştuğu matriksle kohorent (atom dizilişi uygun) bir yapı oluşturmasına çökelen tanelerin büyümesine ihtiyaç gösterir. Atom dizilişleri uygun olması buradaki en önemli faktördür. Atom dizilişleri çökelti ve matriks gibi kristalografik yönden kesin bir sütrüktür tarafından paylaşılmalıdır.

Çok tabiidir ki her bir yapı ve atom düzlemi benzer atomik dizilere ve boşluklara sahip olmalıdır. Öyle ki küçük bir şekil değişimi ile uygunluk sağlansın. Bu teoride yaşlanma sertleşmesi matriks içine bir şekilde değiştirme ile ve onları koherent safhada birbirine uyduracak çökelme ile ilgili tutulmuştur. Aşırı yaşlanmanın nedeni olarak da, yapının oluşumu ile koherensliğin kaybolması gösterilmiştir. Daha sonraları bu teoriye “Transmisyon Latis Teorisi” adı verilmiştir.

1938’de Preston ve Guinier birbirlerinden habersiz olarak transmisyon latis çökelmesinin bir önceki kademesini buldular. Diffüze olmuş değişmelerin matriks bölgesinde olduğunu gösterdiler. Şayet çözünen atomlar, çözücü atomlardan boyut yönünden önemli miktarda farklı ise matriks latisi distarsiona uğrar. Fakat yeni ve kesin olmayan kristal strüktürleri bu kademede de zenginleşen bölgelerde birleşemez. Bu bölgelerde “BUINIER-PRESTON”  ya da “GP” zonu denir.

Guinier’in açıklamasına göre GP zonları düğüm  yada salkım şeklindedir ve yaşlanma sertleşmesinin kaynağını tekil etmektedirler. Geissler ve arkadaşları, Guinier ve Preston tarafından gözlenen difaksion için ayrı bir açıklama yaptılar.

Onlar difüze çizgileri, çok küçük boyutlardaki partiküller ve bu partikülleri de q¢ transmisyon latisinin ilk büyütme durumunun kaynağı olarak açıkladılar. Bu görüşe  göre GP zonları transmisyon latisinin büyümesi ile oluşur. Bugün en iyi açıklamayı yapan teori yukarıdaki açıklamaların ve gelişmelerin bir sonucudur. Şöyle ki:

Alaşımdaki kimyasal elemanların yer ye konsatre olması sonucunda çökeleğin ilkel çekirdekleri oluşur. Bu çekirdekler eriyen metal atomları cinsinden zengindirler.

Bu nedenle, çekirdeklerin büyümesi de ancak eriyen atomların bu çekirdeklere yayınmasıyla mümkündür. Çökelmenin yayınma ile kontrol edilebilir olması, çökeltme ısıl işlem sıcaklığı yükseldikçe çökelme hızının niçin arttığını açıklamak için yeterlidir.

Çökelmenin ilk safhalarında ikinci faz hemen teşekkül etmekte fakatikinci faza benzer bir transmisyon latisi katı eriyikle sıkı temas halinde büyümektedir. Aşağıdaki şekilde “Aşırı yoğun katı eriyik” – “Transmisyon latisi” – “Dengeli Çökelek” şematik olarak görülmektedir.

yaşlanma-teorisi

            Şemada görüldüğü gibi transmisyon kafesinde iki yapı arasında bir atom dizilişi uygunluğu mevcut ise katı eriyik distorsiona uğramaktadır. Çökelek başlangıçta genellikle küçük boyutludur ve çubuk şeklindedir. Boyutları küçük olduğu sürece de normal difraksiyon ışıması yerine Guiner Preston ilkeleri olarak belirtilen özel X ışınları yansımaları oluşur.

Birçok çökelme sertleşmesi sistemlerinde billur yapıları transmisyon kafesi teşkil edecek  derecede gelişmeden sonra ana kafesten ayrılır ve denge halinde çökelek durumuna geçerler. Denge çökeleği içinde oluştuğu matrikse göre belirli doğrultularda bulunuyorsa da ara billur yapılarını teşkil eden bu kafes arasında atom  atoma bir uyuşum yani koherans durumu yoktur. Fakat denge çökeleğinin meydana getirdiği sertlik düşüktür. Dolayısıyla aşırı yaşlanma (yumuşama) bu dengeli yapının oluşumu ile ilgilidir. Birçok alaşım sistemlerine ara yapı yeterli miktarda bir kafes distorsionu meydana getirmeden önce çökeleği oluşturduğundan önemli derecede sertleşme olur.

Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak.