Yüksek mukavemetli ve korozyona dirençli alüminyum alaşımlarının geliştirilmesi

Alüminyum alaşımları, hafif malzemelere gereksinim duyan uygulamalar için son derece kritik bir öneme sahiptir. Sahip olduğu özellikleri ve farklı alaşım elementleriyle çeşitlendirilebilirliği, alüminyumu bir çok farklı alanda ve mühendislik uygulamalarında tercih edilmesini sağlamaktadır. Ancak aliminyumun bu cazip özellikleri geleneksel üretim yöntemleriyle elde edilen alaşımlarda sınırlı kalmaktadır. Aliminyum alaşımlarında üstün özellikler elde etmek için yenilikçi üretim yöntemlerine ihtiyaç vardır. Ayrıca, alüminyuma mukavemet kazandırmak için yapılan işlemler korozyon dayanımını önemli ölçüde zayıflatmakta ve korozyon direncinin düşmesine yol açmaktadır. Bu çalışmada amaç; nanokristal yapının, çözünürlük sınırını aşmış alaşım elementlerinin etkisinin ve muhtemel ikincil fazların düzgün dağılımının sonucunda alüminyum alaşımlarının mukavemet ve korozyon performansını eş zamanda artırmaktır. Bu çalışma, yüksek mukavemete ve korozyon performansına sahip alüminyum alaşımlarının uygun kompozisyon ve parametrelerle üretimi için yüksek enerjili bilyalı değirmen ile sentezi ve karakterizasyonunu içermektedir. Çalışmada tümden gelime benzer bir deneysel metodoloji uygulanmıştır. Başlangıçta, hali hazırda ticari uygulamaları bulunan çökeltme ile sertleştirilebilir sınıftaki alüminyum alaşımları çalışılmış, sonrasında proses parametreleri ve kompozisyonal etkiler irdelenmiş, en sonunda da elde edilen bulgular ışığında bir dizi yeni alaşımlar üretilmiştir. Bu alandaki bilimsel boşluğu doldurmak için yapılan deneysel çalışmalar sonucunda her bir alaşım elementinin rolünün farklı olduğu ve mekanizmalarının anlaşılması için her bir alaşımın ayrı ayrı irdelenmesi gerektiği saptanmıştır. Bu yüzden de, Al-Fe alaşımı elektrokimyasal ve XPS, SIMS, TEM gibi analitik teknikler kullanılarak ayrıntılı şekilde irdelenmiştir. Geleneksel üretim yöntemlerinde istenmeyen bir element ya da bir safsızlık göstergesi olarak kabul edilen demirin bir alaşım elementi olarak kullanıldığı Al-Fe alaşımı son derece yüksek korozyon direnci göstermiştir. Hali hazırda çok yüksek mukavemete sahip olduğu literatürde de bilinen bu alaşımın gösterdiği yüksek korozyon performansının nedenleri; ikincil fazlarla matriks arasında azalan galvanik farka, pasif film yapısındaki Fe katılımı sonucu oluşan pasivasyon kabilyetinin artmasına ve metal film arayüzündeki Fe zenginleşmesine bağlanmıştır. Maliyet, erişilebilirlik gibi faktörlerin yanı sıra geri dönüştürülmüş malzemelerin yüksek performanslı alaşımlar olarak değerlendirilmesin sağlayabilecek olan bu alaşımlar, korozif ortamlarda yüksek performans gösteren alaşımların geliştirilmesi noktasında önemli bir potansiyel vaad etmektedir.