Duralüminyum ve Askeri Havacılık

Duralümin (duralüminyum olarak da bilinir), en eski “yaşlandırılabilir” alüminyum alaşımlarından birinin ticari adıdır. Günümüzde ise bu terim, Uluslararası Alaşım Tanımlama Sistemi (IADS) tarafından alüminyum-bakır alaşımlarını tanımlamak için kullanılır.

Peki, bir malzemeyi yaşlandırmak ne demektir?

Alüminyum, magnezyum, nikel, titanyum ve bazı çelikler ile paslanmaz çeliklerin mukavemetini (dayanımını) artırmak için uygulanan bir ısıl işlemdir. Bu işlemden sonra malzemenin sertliği artarken, şekillendirilmesi zorlaşır.

Duralüminin çekme testlerinde gösterdiği dayanımının, saf alüminyum ile kıyaslanmasını gösteren bir grafik. Turuncu renk duralümini, mor renk ise saf alüminyumu temsil ediyor.

Duralümini diğer malzemelerden farklı kılan en belirgin özelliği ise bu ısıl işlemden geçtikten sonra hemen sertleşmek yerine, zamanla sertleşmesidir.

Duralüminin çekme testinden sonra kırılma yüzeyinin fotoğrafı.

Duralüminin Tarihçesi

1903 yılında Alman metalurji uzmanı Alfred Wilm, ısıl işlemden geçtikten sonra, birkaç gün boyunca oda sıcaklığında bırakıldığında %4 bakır içeren bir alüminyum alaşımının yavaşça sertleştiğini keşfetti. Yapılan iyileştirmelerle 1909 yılında duralüminin temelleri atılmış oldu.

Duralüminin bileşimi ve ısıl işlemi, I. Dünya Savaşı öncesinde Alman bilimsel literatüründe açıkça yayınlanmasına rağmen savaşın sonuna kadar Almanya dışında kimsenin dikkatini çekmedi. Hatta “Flight” gibi engin bilgili teknik dergilerde bile alaşımın anahtar bileşeni, bakır yerine hatalı bir şekilde magnezyum olarak belirtilmiştir.

Flight dergisinin hatalı bir şekilde alaşımın anahtar malzemesini bakır yerine magnezyum olarak belirtmesi, yıl 1916.

Savaştan sonra ancak İngiltere’de duralümin kullanımına ilgi duyulmaya başlandı.

Duralüminin Genel Özellikleri

  • Duralümin mekanik direnci yüksek olan hafif bir alüminyum alaşımıdır.
  • Oda sıcaklığında birkaç gün bırakılması halinde sertliği artar.
  • Fiziksel ve kimyasal aşındırıcılara karşı dayanımı yüksektir.
  • Hafif ve dayanıklı bir malzeme olmasından dolayı uçak sanayinde tercih edilmektedir.
  • Alaşımdaki bakır, mukavemeti artırırken malzemeyi korozyona karşı duyarlı hale getirir. Özellikle uçak sanayinde kullanılırken yüzeyi Alclad denilen yüksek saflıkta alüminyum içeren bir başka malzeme ile kaplanarak korozyona karşı direnci oldukça yükseltilmiş olur.
Duralümin korozyonu.

Tarihte Duralümin Kullanımı

Duralümin malzemesinin tarihte ilk olarak zeplin tasarımlarında kullanıldığı bilinmektedir. Bir uçak içinse ilk kez 1916 yılında Hugo Junkers’ de kullanıldı.

USS Akron (ZRS-4)’dan alınan bir parça.
Tarihteki en büyük zeplin faciası olarak da bilinen Hindenburg faciasından sonra zeplinden alınan hasar görmüş bir duralümin parça.
Yan kirişlere tutturulmuş 39 duralümin halkası, Hindenburg’un dört Daimler-Benz motorunu destekleyen hafif fakat güçlü 803 ayak uzunluğundaki çerçeveyi oluşturuyordu.

Birinci dünya savaşından sonra uçak üretiminde metal kullanımına ağırlık verildi. O zamanlarda bir çok uçak üreticisi, uçağın dışını metal ve ahşap levhalarla kaplıyor, iç iskelette ise çelik borular kullanıyorlardı. Çelik borular dayanıklı olmasına rağmen ağırlıklarından dolayı uçağın yeterince yükselmesine engel oluyordu.

Hugo Junkers, Junkers marka duralümin ile J3 uçağını kaplamak istedi fakat projede vazgeçilene kadar sadece kanatları ve silindirik gövde çerçevesi tamamlanabilmişti.

J3 projesinden hemen sonra devreye giren J.I (Fabrikanın tanımlamasına göre J4) projesinde, uçağın kanatları ve yatay sabitleyicisi J3’teki gibi yüksek mukavemetli duralümin ile kaplandı.

Junkers J.I uçağı.

Bu projelerden sonra gelen Junkers J7 ve Junkers D.I uçakları ile birlikte 1918 yılında komple-duralümin teknolojisi Alman askeri havacılığına girmiş oldu.

Junkers J7 uçağı.

Böylesine hafif ve dayanıklı bir malzemenin keşfedilmesiyle, havacılıkta adeta yeni bir çağa girildiğini söylemek hiç de yanlış olmaz. Ayrıca havacılık sektörüne ek olarak günümüzde deniz araçları, trafik ve yön işaret sistemleri, fotoğrafçılık malzemeleri, otoyol ve köprüler başta olmak üzere daha birçok alanda duralüminyum malzemesinden faydalanılmaktadır.

26 Ağustos 1920, Flight yine duralüminden bahsediyor ama bu sefer aynı hatayı yapmıyor.

KAYNAKÇA

  • Dwight. Aluminium Design and Construction. Routledge, 1999.
  • FLIGHT, Semtember 1916 / August 1920
  • Thurston, A.P. (22 May 1919). “Metal Construction of Aircraft”. Flight: 680–684
  • Wikipedia / Aluminium Alloy
  • Doç.Dr. Cem Seceattin Çetinarslan, Ders Notları
Content Protection by DMCA.com
The following two tabs change content below.
Arif Emre Hatuk

Arif Emre Hatuk

Muharebetarihi.com'un yönetiminden sorumluyum. Metalurji ve malzeme mühendisliği öğrencisiyim.

Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir

Arnavutluk Bunkerleri

Lockheed SR-71 Blackbird