8090 Alüminyum-lityum Alaşımında Retrogresyon Ardından Yeniden Yaşlandırma Isıl İşlemiyle Özelliklerin Optimizasyonu

Abstract

1970’lerdeki petrol krizinden sonra uçak-uzay uygulamalarında hafiflik önem kazanmıştır. Bu aşamada Al-Li alaşımları, uçak üreticilerinin ilgisini, geleneksel alüminyum alaşımlarına göre düşük olan yoğunlukları nedeniyle, eskiden olduğundan daha çok çekmeye başlamıştır. Bununla birlikte Al-Li alaşımları üzerinde, son 15 yılda yapılan çok sayıda araştırmaya rağmen uygulamaları beklendiği kadar olmamıştır. Bunun nedenleri arasında, bu alaşımların sünekliklerinin ve kırılma tokluklarının düşük olması, mekanik özelliklerinde görülen anizotropi, gerilmeli korozyona olan hassasiyetlerinin geleneksel yüksek dayanımlı alaşımlardan daha fazla olması vardır. Bununla birlikte olumlu özellikleri nedeniyle kullanılan birçok Al-Li alaşımın vardır. 8090 hem ticari, hem de askeri uçaklarda kullanılan bir alaşımdır. 1974 yılında, Cina tarafından 7000 serisi alüminyum alaşımlarında aşırı yaşlandırma durumundaki yüksek gerilmeli korozyon dayanıklılığıyla birlikte yapay yaşlandırmadaki maksimum dayanımı birlikte sunan bir ısıl işlem, ‘Retrogresyon ardından Yeniden Yaşlandırma (Retrogression and Reaging-RRA)-RYY' geliştirildi. Son yıllarda yapılan çalışmalar bu ısıl işlemin Al-Li alaşımlarında gerilmeli korozyon problemini gidermede kullanılabileceğini göstermiştir. Pek çok araştırmacı, belirli alaşımlar için, en uygun ısıl işlemi tanımlamak üzerinde yoğunlaşmıştır. Bu çalışmada, 8090 Al-Li-Cu-Mg-Zr alaşımı üzerinde deneyler yapılmıştır. İlk etapta alaşımın yapay yaşlandırmaya olan cevabı araştırılmış, alaşıma, RYY ısıl işlemleri uygulanarak bu ısıl işlemin gerilmeli korozyon hassasiyetine olan etkisi üzerinde durulmuştur.

After the petrol crisis in the late 1970s, weight saving problem had great importance for aerospace vehicles. Aluminum-lithium alloys are of considerable potential interest to the aerospace industry because of their significantly lower density compared with conventional aluminum alloys. Although Al-Li alloys have been studied intensively in the past 15 years, their applications remained limited. The reasons are their lower ductility and fracture toughness, mechanical anisotropy, lower stress corrosion cracking resistance. In 1974, Cina, patented a novel method of heat treatment that reduced the susceptibility of the 7000 series aluminum alloys to stress corrosion cracking, while still substantially retaining the original strength of the alloy. This process is known as ‘Retrogression and Reaging (RRA) Heat Treatment’. Although most of the studies had been performed on 7000 type alloys, recent investigations have shown that, it is possible to apply this heat treatment to solve the stress corrosion problem of aluminum-lithium alloys. The studies are concerned on the development of the most effective heat treatment conditions. 8090 is an Al-Li-Cu-Mg-Zr alloy and it has an application area on both commercial and military aircrafts. It is aimed to determine the most effective heat treatment for better stress corrosion durability for 8090 alloy. At first stage, the aging behavior of the material was investigated by applying aging through different time periods and the aging time that gives the highest strength is obtained. Possible RRA treatments and stress corrosion tests are applied for 8090 alloy. Appropriate RRA treatments which give acceptable strength and stress corrosion resistance are tried to determine.