Çinko Alüminyum Alaşımlarında Katı Çökelme Sertleşmesi ugya.org

1. KARADENİZ TEKNİK ÜNİVERSİTESİ
MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ
METALURJİ VE MALZEME MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ
ÇİNKO – ALÜMİNYUM ALAŞIMLARINDA
KATI ÇÖKELME SERTLEŞMESİ
Uğurcan YALÇIN
İlknur ŞUŞOĞLU
Danışmanı : Yrd. Doç. Dr. Hamdullah ÇUVALCI
Jüri Üyesi : Yrd. Doç. Dr. Aykut ÇANAKÇI
Jüri Üyesi : Yrd. Doç. Dr. Bülent ÖZTÜRK
Bölüm Başkanı : Doç. Dr. Sultan ÖZTÜRK
TRABZON 2012

2. ÖNSÖZ
Demir olmayan metallerin çoğundan daha üstün mekanik ve tribolojik özelliklere
sahip olan çinko-alüminyum esaslı alaşımlar, kaymalı yatak imalatı başta olmak üzere
günümüzde birçok alanda kullanılmaktadır. Bu alaşımları diğer demir dışı metallerden
ayıran en önemli özelliklerden biri de mekanik özelliklerinin uygulanan yaşlandırma işlemi
ile iyileştirilebilmesidir. Bu çalışmada kokil kalıba döküm yöntemiyle üretilen dörtlü
çinko-alüminyum-silisyum-bakır alaşımının çeşitli sıcaklıklarda ve sürelerde yaşlandırılma
kabiliyeti incelenmiştir.
Bu çalışmanın gerçekleştirilmesinde değerli fikir ve tecrübeleriyle bize yol gösteren
sayın hocamız Yrd. Doç. Dr. Hamdullah ÇUVALCI ‘ya teşekkürlerimizi sunarız. Ayrıca
çalışma boyunca her türlü yardımı bizden esirgemeyen Arş. Gör. Hüseyin İPEK ‘e, K. T.
Ü. Müh. Fakültesi Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Bölümü teknisyenlerine teşekkür
ederiz.
Uğurcan YALÇIN
İlknur ŞUŞOĞLU
Trabzon 2012

3. İÇİNDEKİLER
Sayfa No :
ÖNSÖZ ..……………………………………………………………………………........ II
İÇİNDEKİLER ..……………………………………………………………………........ III
ÖZET .…………………………………………………………………………………..... V
ŞEKİLLER DİZİNİ ..……………………………………………………………………. VI
TABLOLAR DİZİNİ ……………………………………………………………………. IX
1. GENEL BİLGİLER …………………………………………………………………… 1
1. 1. Giriş …………………………………………………………………………………. 1
1. 2. Çinko-Alüminyum Alaşımlarının Faz Diyagramları ……………………………….. 2
1. 2. 1. İkili Çinko-Alüminyum Faz Diyagramı ………………………………………….. 2
1. 2. 2. Üçlü Çinko-Alüminyum-Bakır Faz Diyagramı ………………………………….. 4
1. 2. 3. Dörtlü Çinko-Alüminyum-Bakır-Silisyum Faz Diyagramı …………………….... 6
1. 3. Çinko-Alüminyum Alaşımlarının Özellikleri ………………………………………. 7
1. 3. 1. Çinko-Alüminyum Alaşımlarının Yapısal Özellikleri …………………………… 7
1. 3. 2. Çinko-Alüminyum Alaşımlarının Fiziksel Özellikleri …………………………… 8
1. 3. 3. Çinko-Alüminyum Alaşımlarının Mekanik Özellikleri …………………………. 10
1. 3. 4. Çinko-Alüminyum Alaşımlarının Tribolojik Özellikleri ………………………... 13
1. 3. 5. Çinko-Alüminyum Alaşımlarının Kullanım Alanları ve Döküm Avantajları …... 14
1. 4. Çinko-Alüminyum Alaşımlarının Isıl İşlemi ………………………………………. 15

4. 1. 4. 1. Çinko-Alüminyum Alaşımlarında Katı Çökelme Sertleşmesi ………………….. 15
1. 5. Literatür Özeti ve Çalışmanın Amacı ………………………………………………. 21
2. DENEYSEL ÇALIŞMALAR ……………………………………………………….... 22
2. 1. Alaşımın Üretimi ………………………………………………………………….... 22
2. 2. Çözündürme ve Yaşlandırma İşlemleri …………………………………………...... 25
2. 3. Mekanik Deneyler ………………………………………………………………...... 27
2. 3. 1. Sertlik Deneyi ……………………………………………………………………. 27
2. 4. Metalografik İncelemeler …………………………………………………………... 28
3. BULGULAR ………………………………………………………………………….. 29
3. 1. Alaşımın Kimyasal Bileşimi ……………………………………………………...... 29
3. 2. Alaşımın İç Yapısı …………………………………………………………………. 29
3. 3. Alaşımın Sertlik Değerleri …………………………………………………………. 36
4. İRDELEMELER ……………………………………………………………………... 40
5. SONUÇLAR …………………………………………………………………………. 41
6. ÖNERİLER …………………………………………………………………………... 42
7. KAYNAKLAR ………………………………………………………………………. 43

5. ÖZET
Bu çalışmada ZnAl35.2Si4.8Cu2.5 kimyasal bileşimine sahip dörtlü Zn-Al-Si-Cu
alaşımı kokil döküm yöntemiyle üretildi. Üretilen külçenin hata içeren kısımları kesilerek
atıldıktan sonra talaşlı imalat yöntemiyle elde edilen numunelere çözündürme ve su verme
işlemi uygulandı. Ardından numuneler üç farklı sıcaklıkta ve farklı sürelerde yaşlandırma
işlemine tabii tutuldu. Klasik metalografi işlemleri uygulanan numunelerin döküm sonrası,
çözündürme – su verme ve yaşlandırma işlemleri sonrası sertlik ölçümleri yapılarak ve iç
yapı fotoğrafları çekilerek değerlendirildi.
ZnAl35.2Si4.8Cu2.5 kimyasal bileşimine sahip çinko-alüminyum esaslı alaşım için
en uygun yaşlandırma sıcaklığı ve süresi, yaşlandırma işleminin bu alaşımın mekanik
özelliklerine katkıları belirlendi.
Anahtar Kelimeler: Çinko-Alüminyum Alaşımları, Yaşlandırma, Katı Çökelme
Sertleşmesi.

6. ŞEKİLLER DİZİNİ
Sayfa No :
Şekil 1. İkili Çinko-Alüminyum Faz Diyagramı ………………………………………….. 3
Şekil 2. Üçlü Çinko-Alüminyum-Bakır Alaşım Sisteminin 350 C Sıcaklıktaki
İzotermal Kesiti …………………………………………………………………………… 5
Şekil 3. Çözündürme ve Su Verme İşlemlerinden Sonra Al-Zn-Cu-Si Alaşımlarında
Meydana Gelen Faz Dönüşümleri ……………………………………………………….... 6
Şekil 4. ZA Alaşımlarında Yaşlandırma Sıcaklığı ve Süresine Göre Boyut Değişimi ….. 10
Şekil 5. Çözündürme ve Yaşlandırma Aşamalarını İçeren Çökelme Sertleşmesi
İşlemini Gösteren Şematik Diyagram …………………………………………………… 17
Şekil 6. Düzenli Bir Çökeltinin Oluşma Aşamaları ……………………………………... 18
Şekil 7. Farklı Sıcaklıklarda Yaşlandırılan Aşırı Doymuş Durumdaki Bir Katı
Çözeltinin Sertliğinin Yaşlandırma Süresine Göre Değişimini Gösteren Eğriler ……….. 18
Şekil 8. Çözündürme ve Su Verme İşlemlerinden Sonra Farklı Sıcaklıklarda
Yaşlandırılan Zn-38Al-2Cu Alaşımının Sertliğinin Yaşlandırma Süresine Göre
Değişimini Gösteren Eğriler …………………………………………………………….. 19
Şekil 9. Aşırı Doymuş Durumdaki Al-%4Cu Alaşımının (Duralümin)
Akma Mukavemetinin Farklı Sıcaklıklardaki Yaşlandırma Süresine Göre
Değişimini Gösteren Eğriler ……………………………………………………………... 19
Şekil 10. Yaşlandırma Sırasında Aşırı Doymuş Durumdaki Alaşımların

7. Özelliklerinde Meydana Gelen Değişimleri Gösteren Eğriler …………………………... 20
Şekil 11. Nabertherm Marka Elektrikli Pota Fırını ……………………………………… 23
Şekil 12. El Yapımı Elektrikli Pota Fırını ……………………………………………….. 24
Şekil 13. Döküm Yapılan Kokil Kalıp …………………………………………………... 24
Şekil 14. Protherm Furnaces Marka Fırın ……………………………………………….. 26
Şekil 15. Nüve FN 120 Marka Fırın ……………………………………………………... 26
Şekil 16. BMS 250-BV Marka Brinell Sertlik Cihazı ………………………………….... 27
Şekil 17. Zeiss Marka Taramalı Elektron Mikroskobu (SEM) ………………………...... 28
Şekil 18. Alaşımın Dökülmüş Durumdaki İç Yapısı …………………………………...... 29
Şekil 19. Alaşımın Çözündürme (Su Verme) Sonrası İç Yapısı ……………………….... 30
Şekil 20. 100 C ’de 5 Dakika Uygulanan Yaşlandırma İşlemi Sonrası İç Yapı
Görünümü ………………………………………………………………………………... 30
Şekil 21. 100 ’de 3 Saat Uygulanan Yaşlandırma İşlemi Sonrası İç Yapı
Görünümü ………………………………………………………………………………... 31
Şekil 22. 100 ’de 10 Saat Uygulanan Yaşlandırma İşlemi Sonrası İç Yapı
Görünümü ………………………………………………………………………………... 31
Şekil 23. 100 ’de 3 Gün Uygulanan Yaşlandırma İşlemi Sonrası İç Yapı
Görünümü ………………………………………………………………………………... 32
Şekil 24. 100 ’de 7 Gün Uygulanan Yaşlandırma İşlemi Sonrası İç Yapı
Görünümü ……………………………………………………………………………....... 32

8. Şekil 25. 150 C ’de 10 Saniye Uygulanan Yaşlandırma İşlemi Sonrası İç Yapı
Görünümü ………………………………………………………………………………... 33
Şekil 26. 150 ’de 15 Dakika Uygulanan Yaşlandırma İşlemi Sonrası İç Yapı
Görünümü ………………………………………………………………………………... 33
Şekil 27. 150 ’de 2 Saat Uygulanan Yaşlandırma İşlemi Sonrası İç Yapı
Görünümü ………………………………………………………………………………... 34
Şekil 28. 200 ’de 10 Saniye Uygulanan Yaşlandırma İşlemi Sonrası İç Yapı
Görünümü ………………………………………………………………………………... 34
Şekil 29. 200 ’de 15 Dakika Uygulanan Yaşlandırma İşlemi Sonrası İç Yapı
Görünümü ……………………………………………………………………………….. 35
Şekil 30. 200 ’de 2 Saat Uygulanan Yaşlandırma İşlemi Sonrası İç Yapı
Görünümü ……………………………………………………………………………….. 35
Şekil 31. Döküm Sonrası BSD Dağılım Grafiği ………………………………………… 36
Şekil 32. Çözündürme Sonrası BSD Dağılım Grafiği …………………………………... 37
Şekil 33. 100 ‘de Yaşlandırma Süresi ve BSD Dağılım Grafiği ……………………….... 38
Şekil 34. 150 ‘de Yaşlandırma Süresi ve BSD Dağılım Grafiği ……………………….... 38
Şekil 35. 200 ‘de Yaşlandırma Süresi ve BSD Dağılım Grafiği ……………………….... 39

9. TABLOLAR DİZİNİ
Sayfa No :
Tablo 1. İkili Çinko-Alüminyum Alaşım Sisteminde Meydana Gelen Faz
Dönüşümleri …………………………………………………………………………….. 4
Tablo 2. Çinko-Alüminyum-Bakır Alaşım Sisteminde Meydana Gelen
Katı Hal Dönüşümleri ……………………………………………………………………. 5
Tablo 3. Ticari Zn-Al ve Bazı Döküm Alaşımlarının Fiziksel Özellikleri ………………. 9
Tablo 4. Bazı Ticari Zn-Al Alaşımlarının Mekanik Özellikleri …………………………. 12
Tablo 5. Alaşımda Kullanılan Element ve Alaşım Kütleleri …………………………….. 21
Tablo 6. Numunlere Uygulanan Yaşlandırma Sıcaklıkları ve Süreleri ………………….. 25
Tablo 7. Döküm ve Çözündürme İşlemleri Sonucuna Ölçülen BSD Değerleri …………. 36
Tablo 8. 100 , 150 ve 200 ‘de Yaşlandırma Sonucunda Ölçülen BSD Değerleri ………. 37

10. 1. GENEL BİLGİLER
1. 1. Giriş
Çinko ve alüminyum esaslı alaşımlar uzun süreli inceleme ve araştırmalar sonucunda
geliştirilmiştir [1]. İlk defa, 1930-1940 yılları arasında %4 Al, %0,03 Mg ve çok az
oranlarda bakır içeren, ZAMAK-3 ve ZAMAK-5 diye adlandırılan Zn-Al esaslı, basınçlı
döküm alaşımları üretilmiştir [2]. Daha sonra, II. Dünya Savaşı yıllarında, Almanya ‘da
bakır tedarikinde karşılaşılan güçlükler nedeniyle, bronzun yerine Zn-Al esaslı yatak
alaşımları üretilmeye başlanmıştır [3]. Savaş sonrası malzeme ihtiyacı daha kolay
karşılanabildiğinden, pek çok uygulama için tekrar bronza dönülmüştür. Ancak, II. Dünya
Savaşı ‘ndan sonraki yıllarda bile Avrupa ‘daki bazı firmalar Zn-Al esaslı alaşımları
geliştirmeye devam etmişlerdir. 1962 yılında ILZRO (InternatioanlLead-
ZincResearchOrganization) tarafından ILZRO-12 (ZA-12) ve ILZRO-16 (ZA-16)
alaşımları üretilmiş, ardından 1970 ‘li yıllarda Norando Araştırma Merkezi tarafından ZA-
8 ve ZA-27 ticari isimli çinko alüminyum alaşımları geliştirilmiştir [4]. Yine bu yıllarda,
Avusturya ’dakiVöest-Alpina firması tarafından, ALZEN alaşımları olarak bilinen ve %27-
70 Al, %0-5 Cu, ve %0-5 Si içeren çinko-alüminyum alaşımları geliştirilmiştir [5].
Geliştirilen bu alaşımlardan, ALZEN-305 olarak bilinen ve %32 Al, %5 Cu içeren alaşım
halen İngiltere ’de yatak malzemesi olarak kullanılmaktadır [5].
Esas itibariyle Zn-Al esaslı alaşımların incelenmesi ve geliştirilmesi çalışmaları,
Avrupa ‘da yakın bir geçmişte yoğunluk kazanmış olup, günümüzde de büyük bir hızla
devam etmektedir [6].
Çinko-alüminyum alaşımları düşük ergime sıcaklıklarına sahip olmaları, döküm
sırasındaki akıcılıklarının iyi olması, kolay şekillenme yeteneğine sahip olmaları, ısıl
işleme çok elverişli olmaları, aşınma dirençlerinin ve özgül mukavemetlerinin
(mukavemet/yoğunluk) yüksek olması, sert parçacıkları yutma özelliklerine sahip olmaları,
yetersiz yağlama durumlarında bile ideal tribolojik davranış sergilemeleri ve üretimlerinin
ekonomik olması nedeniyle pek çok uygulamada geleneksel malzemelerin yerini

11. almaktadır [4-7]. Buna karşın bu alaşımlar ergime sıcaklıklarının düşük olması nedeniyle
çalışma sıcaklıklarının kısıtlı olması, darbe dayanımlarının ve yüksek sıcaklıktaki çekme
dayanımlarının düşük olması, kullanım sırasında boyutsal kararsızlık göstermeleri gibi
dezavantajlara da sahiptirler [8-9].
Yapılan araştırmalar sonucunda bu alaşımlara uygun ısıl işlem uygulamak ve/veya
uygun alaşım elementi katmak suretiyle bu dezavantajların büyük ölçüde giderilebileceği
görülmüştür. Ancak ısıl işlem uygulamaları ve alaşım elementi katkılarının belirli kriterlere
göre yapılması gerekmektedir. Aksi taktirde söz konusu alaşımlar bu işlemden olumsuz
etkilenebilirler [10].
1. 2. Çinko-Alüminyum Alaşımlarının Faz Diyagramları
1. 2. 1. İkili Çinko-Alüminyum Faz Diyagramı
İkili çinko-alüminyum faz diyagramı Şekil 1 ‘de verilmiştir [1]. Bu diyagramda
görüldüğü gibi, bu alaşımların ergime sıcaklıkları ve katılaşma aralıkları alüminyum oranına
bağlı olarak değişmekte ve bundan dolayı farklı oranlarda alüminyum içeren alaşımlar
dökülmüş durumda farklı özellikler göstermektedir. Söz konusu diyagramda yer alan 
alüminyumca zengin faz bölgesini,  ise çinkoca zengin faz bölgesini göstermektedir [11].
Çinko, alüminyum içerisinde %83 oranına kadar çözünerek yüzey merkezli kübik (YMK)
yapıya sahip  , ' ve  olarak adlandırılan üç değişik faz bölgesi oluşturmaktadır [12-13].
Bu fazlar yavaş soğutma sonucunda kararlı çinko ve alüminyum fazlarına dönüşürler [13].
Hızlı soğuma durumunda aşırı doymuş katı çözelti oluşturan çinko bundan sonra ki
yaşlandırma işlemi sırasında bir dizi geçiş fazlarının oluşmasına neden olur [14]. İkili çinko-
alüminyum alaşım sisteminde meydana gelen faz dönüşümleri Tablo 1 ‘de verilmiştir [14-15].
Kafes parametrelerinin birbirine çok yakın olması nedeniyle  ve ' faz bölgeleri arasındaki
sınır tam olarak belirlenememiş ve bu durum karmaşık bir faz bölgesinin oluşmasına yol
açmıştır.
Çinko-alüminyum alaşımlarının ergime sıcaklıkları, katılaşma aralıkları ve iç yapıları
alüminyum oranına göre değişir. Çinko-alüminyum alaşım sisteminde 382 C sıcaklık ve %5
Al bileşim oranında ötektik, 275 C sıcaklık ve %22 Al oranında ötektoid dönüşümler
meydana gelir. Ötektik dönüşüm sonucunda, YMK yapılı  ile sıkı düzenli hegzagonal
(SDH) yapılı fazlarını içeren bir yapı oluşur [13-16]. Alüminyum  fazı içerisindeki katı

12. çözünürlüğü azalan sıcaklıkla azalmakta ve ötektik dönüşüm sıcaklığında %5 civarında olan
katı çözünürlük 20 C sıcaklıkta %0.05 Al oranına düşmektedir.  fazı ise 275 C sıcaklıkta
ötektoid dönüşümle alüminyumca zengin  ve çinkoca zengin  fazlarına dönüşmektedir
[17-18].
Şekil 1. İkili Çinko-Alüminyum Faz Diyagramı

13. Tablo 1. İkili Çinko-Alüminyum Alaşım Sisteminde Meydana Gelen Faz Dönüşümleri
Dönüşüm Dönüşüm Formülü Dönüşüm Noktası
Kimyasal Bileşim (%Zn) Sıcaklık ( C )
Ötektik
Ötektik ( I )
Ötektik ( II )
Peritektik
S  
  
'
/   
S 
95
78
52
72
382
276
340
443
1. 2. 2. Üçlü Çinko-Alüminyum-Bakır Faz Diyagramı
Üçlü çinko-alüminyum-bakır faz diyagramı henüz tam olarak belirlenememiştir. Ancak
sistemin düşük oranlarda bakır içeren bölümü Murphy tarafından ayrıntılı olarakincelenmiştir
[19]. Bu faz diyagramının 350 C sıcaklıktaki izotermal kesiti Şekil 2 ‘de görülmektedir [19].
Bu sistemde meydana gelen katı hal dönüşümleri Tablo 2 ‘de verişmiştir [17-20]. Söz konusu
tabloda  alüminyumca zengin,  çinkoca zengin,  bakırca zengin kararsız dengeli
(metastabil) fazları, T 'ise bakırca zengin kararlı fazı göstermektedir [11-15-18-21].
Çinko-alüminyum-bakır alaşımlarında  (CuZn4),  (CuAl2) ve T ' (Al4Cu3Zn) gibi
metallerarası (intermetalik) bileşiklerin oluşması nedeniyle bu faz diyagramı ikili faz
diyagramına göre çok daha karmaşık bir durum almıştır [18-21]. Döküm sırasında oluşan ve
metastabil bir yapıya sahip olan  fazı aşağıdaki denklemde gösterilen faz dönüşümü
sonucunda kararlı T ' ve  fazlarına dönüşür [18-22]
T'   
Uzun süre alan bu dönüşüm sonucunda söz konusu alaşımlarda yaklaşık %4.5 oranında
hacimsel büyüme meydana gelir [18-22]. Bu sebeple, bu alaşımların güvenli bir biçimde
kullanılabilmeleri için uygun ısıl işlemle kararlı hale getirilmeleri gerekir [21-23]. Bu ısıl
işlem genellikle alaşımların 100-200 C arasındaki bir sıcaklıkta uygun bir süre
yaşlandırılmasıyla gerçekleştirilir [21-22].

14. Tablo 2. Çinko-Alüminyum-Bakır Alaşım Sisteminde Meydana Gelen Katı Hal Dönüşümleri
Dönüşüm Sıcaklık ( C )
T'    
  
    
T'   
288
275
276
268
Şekil
2. Üçlü Çinko-Alüminyum-Bakır Alaşım Sisteminin 350 C Sıcaklıktaki İzotermal Kesiti
1. 2. 3. Dörtlü Çinko-Alüminyum-Bakır-Silisyum Faz Diyagramı
Dörtlü Al-Zn-Cu-Si faz diyagramı henüz tam olarak belirlenememiş olmakla birlikte,
bu sistemde meydana gelen faz dönüşümleri bazı araştırmacılar [12-20] tarafından
incelenmiştir. Yapılan çalışmalar silisyumun alüminyum-çinko matrisi içerisindeki

15. çözünürlüğünün çok düşük (%0.1 oranında) olduğunu ve bu sistemde meydana gelen faz
dönüşümlerini belirgin bir şekilde etkilemediğini göstermiştir [12-20]. Çözündürme ve su
verme işlemlerinden sonra yaşlandırılan Al-Zn-Cu-Si alaşımlarında meydana gelen faz
dönüşümleri Şekil 3 ‘te verilmiştir [12]. Söz konusu dönüşümler sırasında ilk önce aşırı
doymuş '
s veya '
s fazları '
T    fazlarına ayrışmakta ve daha sonra G.P.Z. (Guiner-
Preston Zones) bölgeleri oluşmaktadır. Alüminyumca zengin '
T geçiş fazı spinodal ayrışma
ile ''
m , '
m , ''
 ve '
 fazlarını oluşturmakta ve bu fazlarda alüminyumca zengin f ve
çinkoca zengin  fazlara dönüşmektedir.
Şekil 3. Çözündürme ve Su Verme İşlemlerinden Sonra Al-Zn-Cu-Si Alaşımlarında Meydana
Gelen Faz Dönüşümleri.
Burada ''
m ve '
m sırasıyla birinci ve ikinci geçiş fazlarını, ''
 ve '
 ise alüminyumca
zengin kararlı fazları göstermektedir. Diğer taraftan silisyum fazların dönüşüm sıcaklıklarını
az da olsa etkilediği görülmüştür [20]. Nitekim üçlü Zn-Al-Cu alaşımlarında 288 C sıcaklıkta
meydana gelen T'     dönüşümünün, dörtlü Zn-Al-Cu-Si alaşımlarında 285 C
sıcaklıkta ortaya çıktığı görülmüş ve bu farklılığın silisyum katısının dönüşüm sıcaklığını
değiştirmesinden kaynaklandığı ileri sürülmüştür [20].

16. 1. 3. Çinko-Alüminyum Alaşımlarının Özellikleri
1. 3. 1. Çinko-Alüminyum Alaşımlarının Yapısal Özellikleri
Alaşımların iç yapısını etkileyen faktörlerin başında, kimyasal bileşim oranı, ısıl işlem
ve soğuma hızı gelmektedir. Çinko-alüminyum alaşımları dökülmüş durumda göbekli
dendritik bir iç yapı sergilemektedir.
Dökülmüş durumdaki ötektoid ve monotektoid bileşimdeki ikili çinko-alüminyum
alaşımlarının iç yapıları genelde alüminyumca zengin dendritler (dal biçimindeki faz) ile
bunları çevreleyen çinkoca zengin fazlardan oluşmaktadır. Ancak alüminyum oranı arttıkça iç
yapıdaki alüminyumca zengin dendritlerin büyüklüğü artmaktadır.
 , ' ve  faz bölgelerinin herhangi birinden yavaş soğutulan alaşımların iç
yapılarında kararlı çinko ( ) ve alüminyum ( ) fazları oluşmaktadır.  fazı içerisinde (350
C sıcaklıkta) çözündürme işlemine tabi tutulan ikili ötektoid alaşım yavaş soğutulduğunda
çinko ve alüminyumca zengin katmanlar içeren lamelli bir iç yapı oluşmaktadır. İç yapıdaki
lamel büyüklüğü (lamel aralığı) alaşımın soğuma hızına bağlıdır. Fırında soğutulan
alaşımlarda kaba lamelli, havada soğutulan alaşımlarda ise ince lamelli bir iç yapı
oluşmaktadır.
Hızlı soğuma işlemi çinkonun, aşırı doymuş katı eriyik içerisinde tutulmasına neden
olur ve sonraki yaşlandrma sırasında da katı eriyik içerisinde ortaya çıkan faz dönüşümleri bir
takım geçiş fazları oluştururlar. En son elde edilen iç yapı, alaşımların bileşimine ve
yaşlandırma sıcaklığına bağlıdır. Yaklaşık %50 oranına kadar çinko içeren alaşımlar bir takım
araştırmacılar tarafından incelenerek aşağıdaki faz dönüşümleri bulunmuştur [24]:
Aşırı doymuş katı eriyik  küresel Guiner-Preston bölgeleri (G.P Zonları) rombohedral
'  kübik '  çinko
Bileşimleri  fazı bölgesine karşı gelen alaşımlar, çözündürme ve su verme işlemleri
sonrası ortam sıcaklığında yaşlandırıldığında, çinko ve alüminyumca zengin, eş-eksenli çok
ince taneleri içeren bir iç yapı oluşmaktadır. Araştırmacılar bu yapısal değişikliği spinodal faz
dönüşümüne dayandırarak açıklamaktadırlar [25].
Düşük oranlarda bakır içeren monotektoid ve ötektoid esaslı üçlü alaşımların iç
yapılarının morfolojik bakımdan ikili monotektoid ve ötektoid alaşımların iç yapılarına çok

17. benzediği görülmüştür. Ancak bakır içeren üçlü alaşımların iç yapılarında bakırca zengin 
(CuZn4) ve T ' (Al4Cu3Zn) gibi metallerarası bileşiklerin oluştuğu gözlemlenmiştir. Söz
konusu intermetalik fazların ayrıca yapay yaşlandırma sırasında da oluştuğu görülmüştür.
Düşük oranlarda silisyum içeren monotektoid alaşımların dökülmüş durumdaki iç
yapısı, alüminyumca zengin  dendritlerini çevreleyen çinkoca zengin fazlar ile silisyum
parçalarından oluşmaktadır. 150 C sıcaklıkta 240 saatlik yaşlandırma (Stabilizasyon) işlemi
sonunda hem  taneleri içerisinde hem de dendritler arası bölgelerde çinko ve alüminyumca
zengin çökeltilerin oluştuğu gözlemlenmiştir. Ancak uygulanan stabilizasyon işleminin
silisyum fazı üzerine pek etkili olmadığı görülmüştür [26].
1. 3. 2. Çinko-Alüminyum Alaşımlarının Fiziksel Özellikleri
Çinko-alüminyum alaşımlarının yoğunlukları bronz, pirinç, dökme demir gibi
geleneksel alaşımlara göre daha düşük olup, özgül mukavemeti (Mukavemet/yoğunluk) ise
oldukça yüksektir. Alüminyum oranı arttıkça azalan yoğunluk değerleri bu alaşımların birim
maliyet değerini büyük ölçüde düşürmektedir. Tablo 3 ‘de ticari çinko-alüminyum alaşımları
ile birlikte bazı döküm alaşımları ile birlikte bazı döküm alaşımlarının tipik fiziksel
özelliklerini gösteren değerler verilmiştir. Çinko-alüminyum alaşımlarının ısıl iletkenlik, ısıl
genleşme ve elektriksel iletkenlik katsayıları alüminyum alaşımları dışındaki geleneksel
döküm alaşımlarına göre daha yüksek olup, bu katsayılar artan alüminyum oranı ile
artmaktadır.
Üçlü çinko-alüminyum-bakır alaşımlarında katılaşma sırasında oluşan kararsız dengeli
(metastabil) fazların, yaşlandırma sırasında kararlra dönüşmesi sonucunda, bir hacimsel
büyümenin meydana geldiği bilinmektedir [27]. Bu hacimsel büyümenin, artan bakır oranı ve
sıcaklık ile birlikte arttığı yapılan incelemeler sonunda belirlenmiştir. Şekil 4 ’te ticari ZA
alaşımlarında yaşlandırma sıcaklığı ve süresinin alaşımların boyutsal değişimi üzerindeki
etkisi görülmektedir. 20 C ‘lik sıcaklıkta uygulanan 12000 saatlik doğal yaşlandırma işlemi
tüm alaşımlarda %0.015 – 0.03 arasında bir büzülme meydana getirirken, daha yüksek
sıcaklıkta (95 C ) uygulanan yaşlandırma işleminin hacimsel büyümeye yol açtığı
gözlenmiştir [28].

18. Tablo 3. Ticari Zn-Al ve Bazı Döküm Alaşımlarının Fiziksel Özellikleri
Alaşım
Özellikler
Yoğunluk
(gr/cm3
)
Ergime
Aralığı
( C )
Isıl Genleşme
Katsayısı
( .m/ m K  )
Isıl
İletkenlik
( W/ m K )
Elektrik
İletkenliği
%IACS
No.3 AG-40A
Çinko Alaşımı
Basınçlı Döküm
6.60 381-387 27.4 113 27.0
No.5 AC-41A
Çinko Alaşımı
Basınçlı Döküm
6.70 380-386 27.4 109 26.0
ZA-8
Kokil Döküm
6.3 373-404 23.2 115 27.7
ZA-12
Kokil Döküm
6.03 377-432 24.1 116 28.3
ZA-27
Kum Döküm
5.0 375-484 26.0 125.5 29.7
Alüminyum
Alaşımı356-T6
Kokil Döküm
2.69 556-615 21.5 151 39
Alüminyum
Alaşımı 380
Basınçlı Döküm
2.74 540-595 21.8 96.2 27
Alüminyum
Alaşımı 319
Basınçlı Döküm
2.80 515-605 21.5 109 27
SAE-40 Pirinci
Kum Döküm
8.83 855-1010 18 72 15
SAE-660 Bronzu
Kum Döküm
8.93 855-975 18 59 12
SAE-64 Bronzu
Kum Döküm
8.88 762-928 18.5 46.9 10.1
Kır Dökme Demir
C 30 Kum Döküm
6.94 1176 12.1 49-52 ----
Dövülebilir Çelik
32510 Kum Dök.
7.2-7.45 1232 11.9 ---- 6

19. Şekil 4. ZA Alaşımlarında Yaşlandırma Sıcaklığı ve Süresine Göre Boyut Değişimi
1. 3. 3. Çinko-Alüminyum Alaşımlarının Mekanik Özellikleri
Çinko-alüminyum alaşımları, birçok demir olmayan alaşımlar ile dökme demirden daha
yüksek mukavemet değerlerine sahiptir [1]. Alaşım elementi olarak katılan alüminyum,
alaşımların döküm özelliklerini ve mukavemet değerlerini iyileştirmektedir. Düşük
oranlardaki bakır, magnezyum ve silisyum katkıları da, bu alaşımların mukavemet değerlerini
önemli ölçüde arttırmaktadır [1]. Ancak ikili alaşımların sertlik ve mukavemet değerlerini
arttıran bakır katkısı, boyutsal kararsızlık problemini de beraberinde getirmektedir [1].
Çinko-alüminyum alaşımlarının akma ve çekme dayanımları ile sertliği, artan sıcaklıkla
azalmakta, kopma uzaması değeri ise artmaktadır [1].
Malzemenin mekanik özellikleri, büyük ölçüde sahip olduğu iç yapıya bağlıdır. Çinko-
alüminyum alaşımlarının mekanik özelliklerini inceleyen Skenazi ve arkadaşları [29],
dökülmüş durumdaki alaşımların yapısındaki dendrit kol aralığı küçüldükçe, çekme
mukavemetinin arttığını belirlediler. Çalışma sonucunda, alaşımların çekme mukavemeti ( ç )
ile dendrit kol aralığı (d) arasında, aşağıda verilen bağıntıları buldular.

20. Alaşım No Bağıntı
ZA-8 1/ 2
ç 49 857d 
 
ZA-12 1/ 2
ç 240 400d 
 
ZA-27 1/ 2
ç 370 200d 
 
Bu bağıntılarda, ç ‘nin birimi MPa, d ‘nin birimi ise m olarak alınmıştır. Yapılan
araştırmalar, B, Ti, Zr, La ve Ce gibi katkı elementlerinin, çinko-alüminyum alaşımlarının
tane boyutunu küçülterek mukavemet değerlerini iyileştirdiğini göstermiştir [2].
Zn-Al alaşımlara kararlı bir içyapı kazandırmak amacı ile uygulanan stabilizasyon
işlemi, bu alaşımların mukavemet değerlerini azaltırken kopma uzaması değerlerini
artırmaktadır [30].
Döküm sırasında içyapıda oluşan gözenek veya mikroboşluklar, çinko-alüminyum
alaşımlarının mekanik özelliklerini etkileyen önemli faktörlerden birisini teşkil etmektedir. Bu
nedenle, katılaşmaya etki eden tüm faktörlerin (döküm sıcaklığı, kalıp sıcaklığı, katılaşma
hızı, kokil biçim ve geometrisi vb.) dikkatli bir şekilde seçilmesi ve kontrol edilmesi gerekir.
Bazı ticari Zn-Al alaşımlarının mekanik özellikleri Tablo 4 ‘de verilmiştir [1].
Zn-Al esaslı alaşımların ergime sıcaklıklarının düşük olması, ekonomiklik açısından bir
avantaj oluştumakla birlikte, söz konusu alaşımları sıcaklığa karşı duyarlı bir hale
getirmektedir.
Zn-Al alaşımlarının kırılma tokluğu, diğer mühendislik malzemelerine göre oldukça düşük
olmakla birlikte, bu değer artan alüminyum oranı ile artmaktadır [28].
İkili çinko-alüminyum ve üçlü çinko-alüminyum-bakır alaşımlarının sürünme
davranışları Savaşkan ve Murphy [31] tarafından incelenmiş ve bu alaşımların ikincil
sürünme hızının n
s A exp( Qc/ RT)   bağıntısı ile belirlenebileceği gösterilmiştir. Bu
araştırma sonucunda, bakır katkılarının Zn-Al alaşımlarının sürünme dayanımını önemli
ölçüde arttırdığı belirlenmiştir.

21. Tablo 4. Bazı Ticari Zn-Al Alaşımlarının Mekanik Özellikleri
Alaşım
ZA-8 ZA-12 ZA-27
Mekanik Özellikler Kum D. Kokil D. Kum D. Kokil D. Kum D. Kokil D.
Çekme
Mukavemeti
(Mpa)
240-276 221-255 276-317 310-345 400-441 414-441
%0.2 Akma
Mukavemeti
(MPa)
200 207 207 268 372 379-393
Kopma Uzaması
(MPa)
1-2 1-2 1-2 1.5-2.5 3-6 8-11
Sertlik (BSD) 80-90 85-90 92-96 85-95 110-120 115-130
Kayma Muk. (MPa) - 241 255 - 290 269
Darbe Enerjisi (J) 20 - 25 - 47 73
Yorulma Dayanımı
(MPa)
- 52 103 - 172 -
Young Modülü
(GPa)
85.5 85.5 82.7 82.7 77.9 -
Poisson Oranı - 0.296 0.302 0.302 0.323 2
1. 3. 4. Çinko-Alüminyum Alaşımlarının Tribolojik Özellikleri
Yapılan araştırmalar bakır ve silisyum içeren çinko esaslı alaşımların pek çok
geleneksel yatak malzemesine göre daha üstün tribolojik özelliklere sahip olduklarını ortaya
koymuştur. Ancak bu özelliklerin kimyasal bileşim, döküm yöntemi, uygulanan ısıl işlem ve

22. elde edilen metalografik yapılara önemli ölçüde bağlı olduğu görülmüştür [26-32-33-34].
Alaşımların iç yapılarına bulunan alüminyumca zengin  fazı yük taşıma görevi yaparken,
çinkoca zengin  fazı kaymayı kolaylaştırmaktadır [35-36-37]. Ayrıca yüzeyde oluşan sert
alüminyum oksit tabakasının yük taşıma görevi yaparak alaşımların aşınma direncini
arttırdığı, çinko oksit tabakasının ise özellikle sınır ve karışık sürtünme durumlarında
yağlayıcı gibi davranarak kaymayı kolaylaştırdığı ileri sürülmektedir [38].
İkili çinko-alüminyum alaşımlarının mekanik özelliklerini iyileştirmek amacıyla katılan
düşük orandaki bakır, silisyum, magnezyum, mangan, nikel, stronsiyum gibi elementlerin bu
alaşımların tribolojik özelliklerini iyileştirdiği görülmüştür [39-40]. Bakır içeren çinko-
alüminyum alaşımlarının aşınma direncinin sertlik ve mukavemetinden başka, bakırca zengin
 (CuZn4) ve T ' (Al4Cu3Zn) fazlarının oranlarına ve bu fazların iç yapıdaki dağılımlarına
bağlı olduğu belirlenmiştir [41]. Ayrıca bakır katkısı çinko esaslı alaşımların mekanik
özelliklerini iyileştirmekle birlikte bunların aşınma direncini de arttırmaktadır [42]. Ancak
bakır katkısı bu alaşımlarda boyutsal kararsızlık problemine yol açmaktadır [23]. Bakırın
neden olduğu bu problemin ortadan kaldırılması için uygulanan ısıl işlemlerin bu alaşımların
mekanik ve tribolojik özelliklerini farklı şekilde etkiledikleri görülmüştür. Şöyle ki,
stabilizasyon işlemi bu alaşımların sertlik, çekme mukavemeti ve aşınma direncini azaltırken,
çözündürme sonrası uygulanan yaşlandırma işlemi bu değerleri arttırmaktadır [5-40].
Başka bir çalışmada, döküm yönteminin çinko esaslı alaşımların yapı ve mekanik
özelliklerinden başka sürtünme ve aşınma özelliklerini de önemli ölçüde etkilediği
gözlemlenmiştir [41]. Nitekim dökülmüş alaşımlar içerisinde en yüksek aşınma direnci kum
döküm yöntemiyle üretilen alaşımlardan elde edilmiş ve bu durum düşük oranlardaki
gözeneklerin söz konusu alaşımların aşınma direncini olumlu yönde etkilemesine
dayandırılarak açıklanmıştır [41]. Kum döküm yöntemiyle üretilen alaşımları sırasıyla
savurmalı (santrifüj) döküm, basınçlı döküm, kokil döküm ve sürekli döküm yöntemlerinin
izlediği görülmüştür [41-43].
Yapılan araştırmalar çinko esaslı yatak alaşımlarının pek çok bakımdan geleneksel
yatak alaşımlarından daha üstün özelliklere sahip olduklarını göstermiştir. Ancak bu
alaşımların yeterli yağlama, yetersiz yağlama, yağ kesilmesi ve kuru sürtünme gibi değişik
çalışma koşullarındaki sürtünme ve aşınma davranışlarının yeterince incelenerek ortaya
konulmadığı görülmektedir.

23. 1. 3. 5. Çinko-Alüminyum Alaşımlarının Kullanım Alanları ve Döküm Avantajları
Günümüzde, Zn-Al esaslı alaşımlar bronz, pirinç ve dökme demir gibi geleneksel yatak
malzemelerinin arasına girmiş bulunmaktadır. Düşük oranlarda Cu ve/veya Si içeren Zn-Al
esaslı alaşımlar üstün tribolojik özelliklere sahip olduklarından, yatak imalatında gittikçe
yaygınlaşan biçimde kullanılmaktadır [44].
Zn-Al esaslı alaşımlardan imal edilen yataklar, düşük hız ve aşırı yük gerektiren
uygulamalarda yaygın olarak kullanılmaktadır [45]. Bunun yanında, değişik bileşim
oranlarında ve alaşım elementi takviyeli Zn-Al esaslı yatak alaşımlarının geliştirilmesine
yönelik çalışmalar halen devam etmektedir.
Bu alaşımlar, yatak uygulamaları dışında, özellikle otomotiv yan sanayine yaygın
olarak kullanılmaktadır [45]. Otomobillerde karbüratör parçaları, silindir kapağı, dişli kutusu
kapakları, biyel kolu gibi parçaların dökümünde, Zamak-3 ve Zamak-5 adlı ticari alaşımların
yerini ZA alaşımları almaktadır.
Zn-Al esaslı alaşımlar, genel olarak madencilikte kullanılan araçlara ait kaymalı yatakların
imalatında, kablolu kren, iş makinaları, vites kutusu, torna tezgahı ve taş kırma kompresörü
yataklarında, hidrolik kaldırma silindirlerinde, maden direklerinde piston malzemesi olarak,
biyel kollarında, pnomatik ve tarımsal makinalarda, tekstil ve otomotiv sanayi gibi pek çok
mühendislik uygulamarında kullanılmaktadır. Ayrıca, tekerlekli sandalyelerde, yer altı
emniyet anahtarlarında, pnomatik pres güç ünitelerinde, hidrolik şahmerdanlarda,
otomobillerde motor ayağı, külbütor yatakları, kam mili, ön aks ve aks yatağı, biyel kolu ve
jant yapımında, korozyona karşı iyi bir koruma sağlandığı takdirde denizcilik sektöründe,
kompresörlerde ve motosikletlerde çeşitli bileşimlere sahip Zn-Al alaşımları yaygın olarak
kullanılmaktadır [45]. Ayrıca, manyetik olmamaları nedeniyle, bu alaşımlar elektronik
sanayinde, üstün sönümleme özelliklerinden dolayı da titreşimin istenmediği uygulamalarda
kullanılmaktadır. Kıvılcım dirençlerinin çok yüksek olması nedeniyle, potansiyel bir patlama
ihtimali içeren ortamlarda, Zn-Al alaşımları rahatlıkla kullanılmaktadır [46].
Çinko-alüminyum alaşımlarının döküm avantajları;
- Düşük ergime maliyeti,
- Daha uzun döküm ekipmanı,

24. - Temiz döküm çevresi,
- Mükemmel kalıp doldurma özellikleri,
- Daha az hatalı döküm,
- Az ergitme kayıpları,
- Yüksek sertlik,
- İyi işlenebilirlik,
- Çok iyi basınçlı sıkıştırma,
- İyi kaplama ve aşınma özellikleri,
- İnce kesitlerin kolaylıkla dökülebilmesi,
- Geniş döküm metodu seçimi ‘dir.
1. 4. Çinko-Alüminyum Alaşımlarının Isıl İşlemi
1. 4. 1. Çinko-Alüminyum Alaşımlarında Katı Çökelme Sertleşmesi
Alaşımların sertlik ve mukavemeti soğuk deformasyon veya uygun ısıl işlemlerle
arttırılabilir. Demir içermeyen alaşımların sertlik ve mukavemetini arttırmak için uygulanan
yöntemlerin başında yaşlandırma veya çökelme sertleştirmesi işlemi gelmektedir. Söz konusu
ısıl işlem kısmi katı çözünürlük gösteren, yani solvüs eğrisi içeren ve katı çözünürlüğü artan
sıcaklıkla artan veya azalan sıcaklıkla azalan alaşım sistemine uygulanır. Bu sistem, herbiri
içerisinde sıvı durumda her oranda katı durumda ise kısmen çözünen metaller tarafından
oluşturulur. Söz konusu alaşım sistemlerine ait denge diyagramları ötektik nokta içerirler. Al-
%4Cu alaşımı (duralümin) bu alaşımlara iyi bir örnek olarak verilebilir. Çeliklerin çoğu
yaşlandırma işlemi sırasında meydana gelen karbür çökelmesi sayesinde sertleşebilir.
Çözündürme ve yaşlandırma aşamalarından oluşan yaşlandırma işlemi Şekil 5 ‘te şematik
olarak gösterilmiştir. Yaşlandırma sertleşmesi için, uygun bileşimdeki bir alaşım (C) tek fazlı
( ) bir yapı elde etmek amacıyla T1 sıcaklığına kadar ısıtılır ve alaşımdaki bütün fazların tek
bir faz içerisinde çözünmeleri sağlanıncaya kadar bu sıcaklıkta bekletilir. Bu işleme
çözündürme veya çözeltiye alma işlemi denilir. Çözündürme işleminden sonra alaşım hızlı
soğutularak (su verme) aşırı doymuş  katı çözeltisi elde edilir. Ancak, aşırı doymuşluk
kararsız bir durumdur. Aşırı doymuş durumdaki bir katı çözeltinin kararlı hale gelmesi
getirilebilmesi için yaşlandırma işlemi uygulanır. Yaşlandırma işlemi ya oda sıcaklığında ya
da oda sıcaklığı ile solvüs çizgisi arasında bir sıcaklıkta gerçekleştirilir. Oda sıcaklığında

25. yapılan yaşlandırma işlemine doğal yaşlandırma, oda sıcaklığının üzerindeki sıcaklıklarda
yapılan yaşlandırma işlemine ise yapay yaşlandırma denilir. Yaşlandırma işlemi hazırlık
devresi, yaşlandırma devresi ve aşırı yaşlandırma devresi olmak üzere üç aşamayı içerir.
Kuluçka devresi de denilen hazırlık devresinde çözelti içerisindeki fazlalık çözünen element
atomları bir araya gelip, kümelenerek ilk embriyoyu meydana getirirler. Yaşlandırma
aşamasında ise çekirdekleşme mekanizması daha etkin hale gelir, yani fazlalık atomlar 
fazının çekirdeklerini oluştururlar. Yaşlandırma devresinde oluşan ara kristal yapısı veya
geçiş kafesi matrisin kafes yapısı ile uyumlu veya bağdaşıktır. Bu dönemde çökelen 
fazının kafes parametresi matrisin kafes parametresinden daha farklıdır. Bu fazın kafes
yapısının matrisin kafes yapısı ile bağdaşık veya uyumlu olması nedeniyle matrisin kafes
yapısında çarpılma veya distorsiyon meydana gelir. Matrisin kafes yapısında meydana gelen
çarpılmanın dislokasyon hareketini zorlaştırması veya engellemesi nedeniyle bu devrede bu
devrede alaşımın sertlik ve mukavemeti hızlı bir şekilde artar. Yaşlandırma sırasında meydana
gelen çökelme aşamaları Şekil 6 ‘da görülmektedir. Çözündürme ve su verme işlemlerinden
sonra değişik sıcaklıklarda yaşlandırılan alaşımların sertlik değerlerinin yaşlandırma süresine
göre değişimini gösteren tipik eğriler Şekil 7 ‘de görülmektedir. Aynı işleme tabi tutulan
çinko esaslı bir alaşımın (Zn-38Al-2Cu) sertliğinin yaşlandırma süresine göre değişimini
gösteren eğriler de Şekil 8 ’de verilmiştir. Şekil 9 ’da yer alan eğriler ise, duralümin olarak
adlandırılan Al-%4Cu alaşımının akma mukavemetinin değişik yaşlandırma sıcaklıklarındaki
yaşlandırma süresine göre değişimini göstermektedir [47].

26. Şekil 5. Çözündürme ve Yaşlandırma Aşamalarını İçeren Çökelme Sertleşmesi İşlemini
Gösteren Şematik Diyagram.
Yaşlandırma döneminde çökelen fazın kendi kafes yapısını oluşturarak matrisin kafes
yapısından ayrılması sonucunda, matris ile çökelti arasındaki bağdaşıklık durumu ortadan
kalktığından matris yapısındaki distorsiyon azalır. Distorsiyonun ilerleyen zamanla azalması
nedeniyle alaşımın sertlik ve mukavemetinde azalma meydana gelir. Alaşımın sertlik ve
mukavemetinde azalmanın meydana geldiği döneme aşırı yaşlanma devresi denilir. Bu
devrede çökeltiler mikroskop altında görünür hale gelirler.
Yaşlandırma işlemindeki etkin mekanizma çekirdekleşme ve büyümedir. Bu
mekanizma da difüzyona bağlıdır. Düşük sıcaklıklarda difüzyon hızı düşük olduğundan
çekirdekleşmehızı da düşük olur. Ancak, yaşlandırma süresi arttıkça oluşan çekirdek sayısı
arttığından uzun süreli yaşlandırma sonucunda daha yüksek sertlik değerleri elde edilir.
Difüzyon hızının artan sıcaklıkla eksponansiyel olarak artması nedeniyle yüksek sıcaklıklarda
hem çekirdekleşme hızı hem de büyüme hızı yüksek olur. Bu nedenle yüksek sıcaklıklarda
yapılan yaşlandırma işlemlerinde tanelerde hızlı büyüme meydana gelir. Tanelerin hızlı
büyümesi sonucunda da yaşlandırılan alaşımlarda daha düşük sertlik ve mukavemet elde
edilir. Bir başka deyişle yaşlandırma işlemi sırasında elde edilen yüksek mukavemet değeri
artan sıcaklıkla azalır. Söz konusu durum Şekil 7, 8, ve 9 ‘da görülmektedir [47].

27. Şekil 6. Düzenli Bir Çökeltinin Oluşma Aşamaları: (a) Aşırı Doymuş Katı Çözelti, (b) Katı
Çözelti ile Bağdaşık Olan Geçiş Kafesi ve (c) Katı Çözeltiden Esasta Bağımsız Olan Kararlı
Çökelti.
Şekil 7. Farklı Sıcaklıklarda Yaşlandırılan Aşırı Doymuş Durumdaki Bir Katı Çözeltinin
Sertliğinin Yaşlandırma Süresine Göre Değişimini Gösteren Eğriler.

28. Şekil 8. Çözündürme ve Su Verme İşlemlerinden Sonra Farklı Sıcaklıklarda Yaşlandırılan Zn-
38Al-2Cu Alaşımının Sertliğinin Yaşlandırma Süresine Göre Değişimini Gösteren Eğriler
[48].
Şekil 9. Aşırı Doymuş Durumdaki Al-%4Cu Alaşımının (Duralümin) Akma Mukavemetinin
Farklı Sıcaklıklardaki Yaşlandırma Süresine Göre Değişimini Gösteren Eğriler [49].

29. Yaşlandırma sırasında aşırı doymuş durumdaki alaşımların özelliklerinde meydana
gelen değişimleri gösteren eğriler Şekil 10 ‘da verilmiştir. Yaşlandırma sırasında kafes
yapılarında meydana gelen çarpılma nedeniyle alaşımların sertlik ve mukavemet değeleri
artar. Buna karşılık elektriksel iletkenliği ile süneklikleri azalır. Aşırı yaşlandırma döneminde
ise çarpılmadaki azalmaya bağlı olarak alaşımların sertlik ve mukavemet değeleri azalırken,
elektrik iletkenliği ve süneklik değerleri belirli ölçüde artar [47].
Şekil 10. Yaşlandırma Sırasında Aşırı Doymuş Durumdaki Alaşımların Özelliklerinde
Meydana Gelen Değişimleri Gösteren Eğriler.

30. 1. 5. Literatür Özeti ve Çalışmanın Amacı
Kaymalı yatak imalatı başta olmak üzere günümüzde pek çok alanda kullanılan çinko-
alüminyum esaslı alaşımlar, demir olmayan metallerin çoğundan daha üstün mekanik ve
tribolojik özelliklere sahiptir. Ayrıca söz konusu alaşımların üretiminde kullanılan elementler
kolay ve ucuza temin edilebilmektedir. Öte yandan bu alaşımların kullanımını kısıtlayan
faktörlerin başında, yüksek sıcaklıklarda mukavemet değerlerinde meydana gelen azalma ve
özellikle bakır içeren alaşımlarda kolayca ortaya çıkan boyutsal kararsızlık problemi
gelmektedir. Söz konusu sorunların, kimyasal bileşiminin iyi ayarlanması ve uygun ısıl işlem
uygulamak suretiyle büyük ölçüde giderilebileceği belirlenmiştir. Kimyasal bileşim ve döküm
yönteminin çinko-alüminyum esaslı alaşımların mekanik özellikleri üzerinde çok etkili olduğu
görülmüştür.
Çinko-alüminyum alaşımlarında yaşlandırma ya da katı çökelme sertleştirmesi,
malzemelerin sertlik ve mukavemetinde artışa neden olmaktadır. Uygun sıcaklık ve sürelerde
yaşlandırılan çinko-alüminyum alaşımlarının mekanik özellikleri belirli bir miktar daha
artmaktadır.

31. 2. DENEYSEL ÇALIŞMALAR
2. 1. Alaşımın Üretimi
Bu çalışmada dörtlü çinko-alüminyum-bakır-silisyum alaşımı (ZnAl35.2Si4.8Cu2.5)
kokil döküm yöntemiyle üretildi. Alaşımların üretiminde yüksek saflıkta (%99.9) çinko,
yüksek saflıkta (%99.8) alüminyum-silisyum alaşımı ve elektrolitik bakır (%99.9) kullanıldı.
Döküm işlemine geçilmeden önce döküm yapılacak kokil kalıbın boyutları elektronik
kumpas yardımıyla ölçüldü ve kalıp iç hacmi hesaplandı (V=620 cm3
). Üretilecek alaşımın
teorik yoğunluğu bilindiğinden (  = 4.32 g/cm3
) buradan alaşım kütlesine geçilerek gerekli
alaşım kütlesi ve element kütleleri belirlendi (m=2678.4 gr). Kullanılan element kütleleri
Tablo 5 ‘te verilmiştir.
Tablo 5. Alaşımda Kullanılan Element ve Alaşım Kütleleri
Element Alaşımdaki Oran (%) Alaşımdaki Kütle (gr)
Çinko 57.5 1540.08
Alüminyum 35.2 942.8
Silisyum 4.8 128.56
Bakır 2.5 66.96
Alaşımın üretiminde, öncelikle alüminyum-silisyım-bakır (AlSi6Cu50) intermetalik
alaşımı Nabertherm marka elektrikli pota fırınından (Şekil 11) döküm yöntemiyle üretildi.
Burada alüminyum-bakır intermetaliğinin kullanılmasının nedeni, çinko-alüminyum-bakır-
silisyum alaşımında bakırın yüksek ergime sıcaklığına sahip olması ve çinkonun buharlaşma
sıcaklığının da bakırın ergime sıcaklığı altında olmasıdır. Ayrıca döküm ile üretim
yönteminde yüksek sıcaklıklara çıkıldıkça işlem kontrolü zorlaşmakta ve üretilen parçalarda
porozite oluşma olasılığı artmaktadır.

32. Şekil 11. Nabertherm Marka Elektrikli Pota Fırını
Elde edilen intermetalik (AlSi6Cu50), alüminyum-silisyum alaşımı ve çinko yine bir
elektrikli pota fırın içerisinde (Şekil 12) ergitildi. Sıcaklık ölçümü ve döküm sıcaklığı bir
gösterge cihazına bağlı termokupul yardımıyla ölçüldü. Dörtlü Al-Zn-Cu-Si alaşımı 580 C
‘de kokil kalıba dökülerek üretildi. Kalıbın fotoğrafı Şekil 13 ‘de şematik olarak verilmiştir.
Üretilen külçenin çekme boşluğu içeren kısmı kesilerek atıldıktan sonra kalıba temas
eden yan yüzeyler 5 ‘er mm kesildi. Külçeden 2.52.52 cm boyutlarında 40 adet numune
talaşlı imalat yöntemiyle kesilerek üretildi. Her bir numune titreşimli kalemle
numaralandırıldı ve Brinell Sertliği ölçülerek kaydedildi. Metalografi işlemlerinin ardından
dağlanan numunelerin SEM ‘de iç yapıları ve kimyasal yapıları incelendi.

33. Şekil 12. El Yapımı Elektrikli Pota Fırını
Şekil 13. Döküm Yapılan Kokil Kalıp

34. 2. 2. Çözündürme ve Yaşlandırma İşlemleri
Üretilen 40 adet numune 375 C ‘de 3.5 saat çözündürme işlemine tabii tutuldu ve su
verilerek soğutuldu. Ardından bu numunelerin Brinell Sertliği ölçülerek kaydedildi.
Numuneler üç farklı kategoriye ayrılarak 100 C , 150 C ve 200 C sıcaklıklarda ve önceden
belirlenen sürelerde yaşlandırma işlemine tabii tutuldu. Yaşlandırılan numuneler su verme
yöntemiyle soğutularak Brinell Sertlikleri ölçüldü. Numunelere uygulanan yaşlandırma
sıcaklıkları ve süreleri Tablo 6 ‘da verilmiştir.
Tablo 6. Numunlere Uygulanan Yaşlandırma Sıcaklıkları ve Süreleri
100 C ’de Yaşlandırma 150 C ’de Yaşlandırma 200 C ’de Yaşlandırma
Numune No. Süre Numune No. Süre Numune No. Süre
33 5dk 1 1dk 9 1dk
34 30dk 2 4dk 10 4dk
35 1 sa 3 9dk 11 9dk
36 3sa 4 15dk 12 15dk
37 10sa 5 30dk 13 30dk
38 1gün 6 45dk 14 45dk
39 3gün 7 1 sa 15 1 sa
40 1hafta 8 2 sa 16 2 sa
17 30sn 25 10sn
18 10sn 26 20sn
19 100sn 27 30sn
20 60sn 28 40sn
21 120sn 29 50sn
22 150sn 30 60sn
23 240sn 31 80sn
24 180 sn 32 100 sn
Çözündürme işlemi, 150 C ve 200 C ‘deki yaşlandırma işlemleri Şekil 14 ‘de verilen
Protherm Furnaces marka fırında gerçekleştirilirken; 100 C ’deki yaşlandırma işlemleri ise
Nüve FN 120 marka fırında (Şekil 15) gerçekleştirildi.

35. Şekil 14. Protherm Furnaces Marka Fırın
Şekil 15. Nüve FN 120 Marka Fırın

36. 2. 3. Mekanik Deneyler
2. 3. 1. Sertlik Deneyi
Sertlik deneyini gerçekleştirebilmek için numunelerde talaşlı imalat yöntemiyle paralel
ve düzgün yüzeyler elde edildi. İz çapının net görülebilmesi için numunelere metalografi
işlemleri uygulandı.
Sertlik deneyi Brinell Sertlik Ölçme yöntemiyle, 31.25 kg yük ve 2.5 mm çaplı bilye uç
kullanılarak gerçekleştirildi. Her bir numuneden 5 ölçüm alınarak ortalaması alındı.
2 2
2
( )
P
BSD
D D D d

 
P=Uygulunan yük (Kg), D=Bilye Çapı (mm), d=İz çapı (mm)
Sertlik deneyi, Şekil 16 ‘da verilen BMS 250-BV marka Brinell Sertlik Cihazında
gerçekleştirildi.
Şekil 16. BMS 250-BV Marka Brinell Sertlik Cihazı

37. 2. 4. Metalografik İncelemeler
İç yapı incelemeleri için dökülmüş, çözündürülmüş ve yaşlandırılmış durumlardaki
numuneler standart metalografi yöntemi ile hazırlandıktan sonra %20 ‘lik Nital (%20 Nitrik
Asit+Alkol) çözeltisi içerisinde dağlandı. Dağlamanın iyi bir şekilde gerçekleşebilmesi için
nital çözeltisi 70 C sıcaklığa ısıtılarak dağlama işlemi bu sıcaklkta yapıldı. Hazırlanan
numuneler Zeiss marka taramalı elektron mikroskobu (SEM) (Şekil 17) yardımıyla
incelenerek iç yapı fotoğrafları çekildi.
Şekil 17. Zeiss Marka Taramalı Elektron Mikroskobu (SEM)

38. 3. BULGULAR
3. 1. Alaşımın Kimyasal Bileşimi
Üretilen alaşımdan (ZnAl35.2Si4.8Cu2.5) döküm sonrası alınan numunelerin taramalı
elektron mikroskobunda yapılan kimyasal analizleri sonucunda elde edilen veriler Ek-1, Ek-2,
Ek-3, Ek-4 ve Ek-5 ’te verilmiştir.
3. 2. Alaşımın İç Yapısı
ZnAl35.2Si4.8Cu2.5 alaşımının döküm sonrası ve çözündürme işlemi sonrası taramalı
elektron mikroskobu ile çekilen iç yapı fotoğrafları 1000x büyütmede sırasıyla Şekil 18 ve 19
‘da verilmiştir. Şekil 18 ‘de görüldüğü gibi koyu bölgeler alüminyumca zengin  fazlarını
içeren bölgeleri, daha açık bölgeler ise çinkoca zengin  fazı içeren bölgeleri göstermektedir.
Ayrıca alaşım içerisinde çözünürlüğü çok düşük olan Si içeren fazların ve çözünürliğü daha
yüksek olan Cu içeren fazların dağıldığı görülmektedir. Şekil 19 ‘de ise çözündürme işlemi
sonrası hızlı soğutma ile elde edilen aşırı doymuş  fazlarının olduğu görülmektedir.
Şekil 18. Alaşımın Dökülmüş Durumdaki İç Yapısı

39. Şekil 19. Alaşımın Çözündürme (Su Verme) Sonrası İç Yapısı
Uygulanan yaşlandırma işlemleri sonrası artan sürelerde iç yapının daha ince ve
homojen  ve  fazları içerdiği fakat silisyum parçacıklarında bir değişim olmadığı
görülmektedir.
100 C ’de 5 dakika, 3 saat, 10 saat, 3 gün ve 7 gün süresince uygulanan yaşlandırma
işlemleri sonrası SEM ile görüntülenen iç yapıda meydana gelen değişiklikler sırasıyla Şekil
20, 21, 22, 23 ve 24 ‘te 1000x büyütmede verilmektedir.
Şekil 20. 100 C ’de 5 Dakika Uygulanan Yaşlandırma İşlemi Sonrası İç Yapı Görünümü

40. Şekil 21. 100 C ’de 3 Saat Uygulanan Yaşlandırma İşlemi Sonrası İç Yapı Görünümü
Şekil 22. 100 C ’de 10 Saat Uygulanan Yaşlandırma İşlemi Sonrası İç Yapı Görünümü

41. Şekil 23. 100 C ’de 3 Gün Uygulanan Yaşlandırma İşlemi Sonrası İç Yapı Görünümü
Şekil 24. 100 C ’de 7 Gün Uygulanan Yaşlandırma İşlemi Sonrası İç Yapı Görünümü
150 C ’de 10 saniye, 15 dakika ve 2 saat süresince uygulanan yaşlandırma işlemleri
sonrası SEM ile görüntülenen iç yapıda meydana gelen değişiklikler sırasıyla Şekil 25, 26 ve
27 ‘de 500x büyütmede verilmektedir.

42. Şekil 25. 150 C ’de 10 Saniye Uygulanan Yaşlandırma İşlemi Sonrası İç Yapı Görünümü
Şekil 26. 150 C ’de 15 Dakika Uygulanan Yaşlandırma İşlemi Sonrası İç Yapı Görünümü

43. Şekil 27. 150 C ’de 2 Saat Uygulanan Yaşlandırma İşlemi Sonrası İç Yapı Görünümü
200 C ’de 10 saniye, 15 dakika ve 2 saat süresince uygulanan yaşlandırma işlemleri
sonrası SEM ile görüntülenen iç yapıda meydana gelen değişiklikler sırasıyla Şekil 28, 29 ve
30 ‘da 500x büyütmede verilmektedir.
Şekil 28. 200 C ’de 10 Saniye Uygulanan Yaşlandırma İşlemi Sonrası İç Yapı Görünümü

44. Şekil 29. 200 C ’de 15 Dakika Uygulanan Yaşlandırma İşlemi Sonrası İç Yapı Görünümü
Şekil 30. 200 C ’de 2 Saat Uygulanan Yaşlandırma İşlemi Sonrası İç Yapı Görünümü

45. 3. 3. Alaşımın Sertlik Değerleri
Üretilen numunelerin döküm sonrası, çözündürme sonrası ve farklı sıcaklıklarda
yaşlandırma işlemlerinin ardından ölçülen Brinell Sertlik Değerleri; yaşlandırma süresi ve
Brinell Sertlik Değeri grafikleri aşağıda verilmiştir.
Tablo 7. Döküm ve Çözündürme İşlemleri Sonucuna Ölçülen BSD Değerleri
Döküm Sonrası Çözündürme Sonrası
Numune No BSD (kg/mm2
) Numune No BSD (kg/mm2
)
1 123,917 2 192,289
2 127,562 4 186,432
6 114,651 7 186,432
10 115,049 10 181,621
12 123,917 15 175,488
17 107,812 17 165,471
21 119,997 18 166,85
30 106,374 22 155,654
36 103,241 25 155,031
40 113,077 26 147,829
29 161,437
33 141,113
36 137,923
38 138,447
40 150,768
Şekil 31. Döküm Sonrası BSD Dağılım Grafiği
0
20
40
60
80
100
120
140
0 10 20 30 40 50
BSD(kg/mm2)
Numune No

46. Şekil 32. Çözündürme Sonrası BSD Dağılım Grafiği
Tablo 8. 100 C , 150 C ve 200 C ‘de Yaşlandırma Sonucunda Ölçülen BSD Değerleri
100 C ‘de Yaşlandırma 150 C ‘de Yaşlandırma 200 C ‘de Yaşlandırma
N.N. Y.S. BSD N.N. Y.S. BSD N.N. Y.S. BSD
33 5 144,413 18 0,17 182,41 25 0,17 160,779
34 30 164,11 17 0,5 165,471 26 0,33 155,654
35 60 183,204 20 1 174,003 27 0,5 179,284
36 180 179,284 19 1,67 174,743 28 0,67 168,245
37 600 167,545 21 2 180,058 29 0,83 160,125
38 1440 155,031 22 2,5 160,779 30 1 183,204
39 4320 151,968 24 3 178,515 31 1,33 151,968
40 10080 127,098 2 4 188,078 32 1,67 177,751
3 9 178,515 10 4 146,106
4 15 176,237 11 9 147,829
5 30 167,545 12 15 146,106
6 45 174,743 13 30 127,098
7 60 181,621 14 45 123,029
8 120 169,657 15 60 120,852
16 120 109,65
N.N.=Numune No, Y.S.=Yaşlandırma Süresi (Dk), BSD=Brinell Sertlik Değeri (kg/mm2
)
0
50
100
150
200
250
0 10 20 30 40 50
BSD(kg/mm)
Numune No

47. Şekil 33. 100 C ‘de Yaşlandırma Süresi ve BSD Dağılım Grafiği
Şekil 34. 150 C ‘de Yaşlandırma Süresi ve BSD Dağılım Grafiği
0
20
40
60
80
100
120
140
160
180
200
1 10 100 1000 10000 100000
BSD(kg/mm2)
LOG Yaşlandırma Süresi (Dk)
160
165
170
175
180
185
190
0,1 1 10 100 1000
BSD(kg/mm2)
LOG Yaşlandırma Süresi (Dk)

48. Şekil 35. 200 C ‘de Yaşlandırma Süresi ve BSD Dağılım Grafiği
Döküm sonrası numunelerden alınan ölçümler sonucunda ortalama BSD değeri 115.56
kg/mm2
olarak bulunmuştur. Çözündürme ve su verme işlemi sonucunda alınan ölçümlerin
ortalaması 162.85 kg/mm2
olarak bulunmuştur. 100 C ‘de, 150 C ‘de ve 200 C ‘de yapılan
yaşlandırma işlemleri sonucunda ise ortalama BSD değerleri sırasıyla 165.6, 176.97 ve 153
kg/mm2
olarak ölçülmüştür.
0
20
40
60
80
100
120
140
160
180
200
0,1 1 10 100 1000
BSD(kg/mm2)
LOG Yaşlandırma Süresi (Dk)

49. 4. İRDELEMELER
Alaşımda döküm sonrası iç yapıda alüminyumca zengin  fazları ve çinkoca zengin 
fazlarının dışında yapıda yer yer homojen olarak dağılmış silisyum ve bakır parçacıkları
görüldü, Şekil 17. 375 C ‘de uygulanan 3.5 saat çözündürme işlemi ve hızlı soğutmanın
ardından ise iç yapıda aşırı doymuş  fazlarına rastlandı, Şekil 18.
Uygulanan yaşlandırma işlemlerinin ardından, iç yapıdaki fazların uzun yaşlandırma
sürelerinde homojen olarak dağıldığı ve alüminyumca zengin  fazlarıyla çinkoca zengin 
fazlarının inceldiği belirlenmiştir, Şekil 21, Şekil 26 ve Şekil 28. Silisyum içeren fazlarda ise
belirgin bir değişiklik olmadığı ancak yapıda homojen olarak dağıldığı görülmüştür, Şekil 23,
Şekil 26 ve Şekil 29.
Alaşımın döküm sonrası ortalama BSD değeri 115.56 kg/mm2
iken, çözündürme işlemi
ve hızlı katılaştırma sonrasında ölçülen ortalama BSD değeri 162.85 kg/mm2
olarak
belirlenmiştir. 100 C ‘de, 150 C ‘de ve 200 C ‘de yapılan yaşlandırma işlemleri sonucunda
ise ortalama BSD değerleri sırasıyla 165.6, 176.97 ve 153 kg/mm2
olarak ölçülmüştür.
100 C ‘de uygulanan yaşlandırma işlemlerinde alaşım en yüksek sertlik değerlerine ve
dolayısıyla en iyi yaşlandırılmaya 60 dakika – 600 dakika değerleri arasında ulaşmaktadır,
Tablo 8 ve Şekil 32. 150 C ‘de uygulanan yaşlandırma işlemlerinde en yüksek sertlik ve
mukavemet değerlerine belirli bir aralıkta ulaşılmayıp artan süre ile değişken bir tutum
sergilemiştir, Tablo 8 ve Şekil 33. Ancak bu sıcaklıka en yüksek sertlik değerine 4 dakikalık
yaşlandırılma sonrasında ulaşılmıştır. Bu durum alaşımın kimyasal bileşiminde silisyumun
uygulamalarda kullanılan orandan daha fazla olmasıyla ve bu sıcaklıkta kullanılan fırının
belirlenen sıcaklıkta sürekli olarak sabit kalamamasıyla açıklanmıştır. 200 C ‘de ise en
yüksek sertlik ve mukavemet değerlerine 30 saniye - 100 saniye aralığında uygulanan
yaşlandırma işlemleriyle ulaşılmıştır. Artan yaşlandırılma sürelerinde ise sertlik parabolik
olarak azalmaktadır, Tablo 8 ve Şekil 34. Bu durum alaşımın iç yapısında meydana gelen
difüzyonla yapının homojenleşmesi ve uygulanan yaşlandırma sıcaklığının nispeten yüksek
olması nedeniyle yapıda tane irileşmesi meydana gelmesiyle açıklanmıştır.

50. 5. SONUÇLAR
1. Dörtlü Zn-Al-Cu-Si alaşımlarının iç yapısı, ikili çinko-alüminyum alaşımlarında olduğu gibi,
 ve  fazlarından başka bakır ve silisyum parçacıkları da içermektedir. %4 oranlarında
silisyum içeren alaşımlarda, silisyum iç yapıda düzeniz bir dağılım göstermektedir.
2. Çözündürme ve su verme işlemi ile alaşımın iç yapısında aşırı doymuş  fazları oluşmakta
ve alaşımın sertliği de artmaktadır.
3. Uygulanan yaşlandırma işlemi alaşım içerisindeki kararsız fazlar kararlı hale gelmekte ve
çökelen fazlar ile alaşımın sertlik değerlerinde bir miktar daha artış görülmektedir.
4. Yaşlandırma işleminde, yaşlandırma sıcaklığı ve süresi gibi parametreler uygun seçildiği
takdirde alaşımın sertliği ve mekanik özellikleri iyileşmektedir.
5. Uzun yaşlandırma sürelerinde difüzyon sonucu homojen bir yapı oluşmakta ve alaşımda tane
irileşmesi sonucu sertlik değerlerinde düşüş görülmektedir.
6. Silisyum oranının bileşimde fazla olması yaşlandırma işlemini olumsuz etkilemektedir.
7. Çinko-alüminyum alaşımlarının kokil kalıba dökümüyle üretiminde, kalıp ısıtılmadığı
takdirde yapıda porozite ve döküm çatlakları oluşmaktadır.
8. Çinko-alüminyum alaşımlarının dağlama işlemi, yaşlandırma sonrası oluşan fazlar ve yapıda
bulunan silisyum nedeniyle zorlaşmaktadır. En uygun dağlama, %30 ‘luk nitalin 70 C ‘ye
ısıtılmasıyla elde edilmektedir.

51. 6. ÖNERİLER
1. Çinko-alüminyum alaşımlarında uygun kimyasal bileşimler ayarlanarak, özellikle kaymalı
yatak üretiminde ve birçok uygulamada kullanılabilecek özgül mukavemeti yüksek alaşımlar
elde edilebilir.
2. Alaşımın kimyasal bileşiminde silisyum oranının az tutulması ile alaşımın yaşlandırılma
kabiliyeti arttırılabilir.
3. Uygun yaşlandırma sıcaklığı ve süresi belirlenerek alaşımın mekanik özellikleri arttırılabilir.
4. Uzun yaşlandırma süreleri tane irileşmesi ile alaşımın mekanik özelliklerini düşürdüğünden
optimum süreler belirlenerek bu durumun önüne geçilebilir.
5. Çinko-alüminyum alaşımları; alaşımı oluşturan elementlerin kolay ve ucuza elde edilebilmesi,
üretim kolaylığı, yüksek mekanik özellikleri ve özgül mukavemetiyle birçok uygulamada
kullanılan malzemelere alternatif olabilir.
6. Çinko-alüminyum alaşımlarının kokil kalıba döküm yöntemiyle üretilmesinde, porozite ve
döküm hatalarının önüne geçilebilmesi için kalıp ısıtılmalıdır.

52. 7. KAYNAKLAR
1. Gooddin, F.E ve Ponikvar, A.L, EngineeringProperties of ZincAlloys International
LeadZincResearchOrganization, Third Edition, USA, January (1989).
2. Apelian, D.,Palial, M. ve Herrschaft, D.C., “CastingwithZincAlloys” , Journal of Metals,
(1981) 12-19.
3. Altorfer, K.J., “ZincAlloysCompetewithBronze in BearingsandBushings” , MetalsProgress,
(1982) 29-31.
4. Gervais, E. ve Loong, C.A., “New ZA Alloys in DieCasting” , 11th International
PressureDieCasting Conference, Lyon, France, June 1984, 1-25.
5. Lee, P.P., Savaşkan, T. Ve Laufer, E., “WearResistanceandMicrostructure of Zn-Al-Si andZn-
Al-Cu Alloys” , Wear, 117 (1987) 79-89.
6. Barnhurst, R.J.,Bearing Design Manual, NorandaSales Corporation Ltd., Toronto, January
1988.
7. Gervsid, E., ZA Alloys A Challenge totheMetalsIndustry, CIM Bulletini April (1987) 67-72.
8. Zhu, Y.H., Yan, ve B. ve Huang, W., BearingWearResistance of MonotectoidZn Al
BasedAlloy (ZA-35), Materials Science andTecnology, 11 (1985) 109-103.
9. Loong, C.A.,EffectsofTemperature, AgingandThicness on DieCastZincAlloys, SDCE 14th
International DieCastingCongresandExpesition, Toronto, Ontario, Canada, PaperNo G-T87-
027, May 11-14 (1987).
10. Calayag, T.,ZincAlloysReplace Bronz in MiningEquipmentBushingsandBearings,
CanadianMiningEngineering, July (1983) 727-728.
11. Zhu, Y.H.,Torres, G. Ve Pina, C., ComplexMicrostructuralChanges in As-CastEutectoidZn-
Al Alloy, Journal of Materials Science, 29(1994) 1549-1552.
12. Zhu. Y.H. ve Murphy, S., A General Rule of DecompositionReaction in SupersaturatedZn-Al
BasedAlloys, Chinese, Journal of Metal Science andTechnology, 2 (1986) 103-115.
13. Savaşkan, T. ve Murphy, S.,Decomposition of Zn-Al Alloys on Quench-Aging, Materials
Science andTechnology, 6 (1990) 695-700.
14. Wakefield, E.C.,Copper-AluminiumZincAlloyExcellinToughConditions, Design Engineering,
December (1973) 1-4.
15. Zhu, Y.H. ve Murphy, S., A General Rule of DecompositionReaction in SupersaturedZn-Al
BasedAlloys, Chin. Journal of Metal Science andTechnology., 2 (1989) 105-116.
16. Zhu,Y.H. ve Goodwin, F.E.,Microstructures of TermomechanicallyTreatedEutectoidZn-Al
Alloy, Journal of Metal Science andTechnology, Vol.10 (1994) 121-126.

53. 17. Zhu, Y.H.,PhaseTransformation of EutectoidZn-Al Alloys, InstituteInvestigocionos en
Materials, UNAM TongjiUniverstiy, China (1984).
18. Durman, M. ve Murphy, S.,Precipitation of Metastabil –Phase in a HypereutecticZinc-
AluminiumAlloysContainingCopper, Acta Metal. Matter, 39 (1991) 2235-2242.
19. Murphy, S., Solid-PhaseReaction in theLow-CopperPart of the Al-Cu-ZnSystem,
ZeitshriftMetalkunde, 71 (1980) 96-102.
20. Zhu Y.H.,PhaseEquilibria in Zn-Al-Cu-Si System at 285 C , Chinese, Journal of Metal
Science andTechonology, Vol.5 (1989) 113-118.
21. Zhu, Y.H. ve Goodwin, F.E.,Influence of Rare Earth Element Additions on
PhaseTransformations in the Zn-27%Al Alloy, J.Matter.Res., 8 (1983) 3043-3049.
22. Barnhurst, R.J.,ZincandZincAlloys, MetalsHandbook, Vol.2, Ohio (1991).
23. Lyon, R. New ZincAlloyswithWideEngineering Application Proceeding Conference on
MaterialsEngineering, University of Leeds, July (1984) 87-96.
24. Carpenter, G.J.C., ve Garwood, R.D., Met. Sci.J.1, (1967) 202.
25. Murphy, S., ve Savaşkan, T., “ComparativeWearBehaviour of Zn-Al-BassedAlloys in an
Automotive Engine Application” Wear, 98 (1984) 533-534.
26. Lee, P.P., Savaşkan, T., ve Laufer , E., “Wear, ResistanceandMicrostructure of Zn-Al-Si
andZn-Al-Cu Alloys” Wear, 117 (1987) 83.
27. Lohberg , K.,Z.Metallkd., 74 (1983) 456-457.
28. Gervais, E.,Barnhurst, R.J., ve Loong, C.A., “An Analysis of SelectedProperties of ZA
Alloys” Journal of Metals, Vol.37, No.11, November 1985, 1-25.
29. Skenazi, A.F., Pelerin, J., Coutsouradis, D., Magnus, B. ve Meeus, M.,
“SomeRecentDevelopments in theImprovement of theMechanicalProperties of
ZincFoundryAlloys”, Metall, 37, 9 (1983) 898-902.
30. Savaşkan, T., Torul, O., ve Çuvalcı, H., “Çinko-Alüminyum Alaşımlarının İçyapı ve Mekanik
Özelliklerinin İncelenmesi”, 5. Metalurji Kongresi, Kasım 1988, Ankara, Bildiriler Kitabı,
Cilt II, 789-799.
31. Savaşkan, T., ve Murphy, S., “CreepBehaviour of Zn-Al-Cu BearingAlloys”, Z.Metalkunde,
74 (1983) 76-82.
32. Prasad, B.K.,Effects of PartiallySubstitutingCopperBySiliconPhysical,
MechanicalandWearProperties of a Zn-37.5%Al-Based Alloy, MaterialsCharacterisation, 441
(2000) 301-308.
33. Murphy, S., The Structure of The T’ Phase in theSystem Al-Cu-Zn, Metal Science, 9 (1975)
63-168.

54. 34. Pürçek, G.,Küçükömeroğlu, T. ve Savaşkan, T., Çinko Alüminyum Esaslı Alaşımlarda İmal
Edilen Kaymalı Yatakların Tribolojik Özelliklerinin İncelenmesi, Mühendis ve Makine, Cilt
37, 443 (1996) 35-41.
35. Geng, H. ve Ma, J.,FrictionandWear of Al-Zn-Pb BearingsAlloy, Wear, 169 (1993) 201-207.
36. Pürçek, G., Çinko Alüminyum Esaslı Alaşımlardan Üretilen Kaymalı Yatakların Tribolojik
Özelliklerinin İncelenmesi, Yüksek Lisans Tezi, KTÜ Fen Bilimleri Enstitüsü, Trabzon
(1994).
37. Prasad, B.K.,Effects of SiliconAdditionand Test Parameters on SlidingWearCharacteristics of
Zinc-BasedAlloysContaining 37.5% Aluminium, MaterialsTransoctions, JIM, 38, 8 (1997)
701-706.
38. Marczak, R.J. ve Cioch, R.,TribologicalProperties of The Concentrated Al-ZnAlloys, Proc. 1st
Europe TribologyCongress (1973) London, 223-227.
39. Pürçek, G., Çinko-Alüminyum Esaslı Alaşımlardan Üretilen Kaymalı Yatakların Statik ve
Dinamik Yük Altındaki Tribolojik Özelliklerinin İncelenmesi, Doktora Tezi, KTÜ Fen
Bilimleri Enstitüsü, Mayıs (2000) Trabzon.
40. Prased, B.K., Influence of HeatTreatment on The Physical,
MechanicalandTribologicalProperties of a ZincBasedAlloy, Z.Metallkd., 87 (1996) 222-232.
41. Barnhurst, R.J. ve Farge, J.C., A Study of The BearingCharacteristics of Zinc-Aluminium
(ZA) Alloys, CanadianMetallurgicalQuarterly, 3 (1988) 225-233.
42. Hanna, M.D., Carter, J.T., ve Rashid, M.S., SlidingWearandFrictionCharacteristic of SixZn-
BasedAlloy, MaterialsTransactions, 38 (1988) 197-204.
43. Riston, T.J.,Barnhurst, R.J. ve Mihaichuk, W.M., ComparativeWear Rate Evalation of Zinc-
Aluminium (ZA) an BronzeAlloys Through Black-on-Ring TestingandField Applications,
Paper No:860064, SAE ANNUAL Conference, Detroit, USA (1986).
44. Murphy, S., Savaşkan, T. ve Wheeldon, J.K., “RhecastZinc-AluminiumBasedAlloys”,
International Congress on MetalsEngineering, 15-16 September 1981, University of Aston,
Birmingham, CastingandFoundryTechnology, Preprint Volume, 7/1-7/14.
45. Radden, T., “ZincAlloyBearingDown on BronzeTerritory”, CanadianMiningJournal, (1986)
58-59.
46. Gervais, E., “ZA alloys- A Challenge totheMetalsIndustry”, CIM Bulletin, 80, 900 (1987) 67-
72.
47. Savaşkan, T., “Malzeme Bilgisi ve Muayenesi” , KTÜ, Makine Mühendisliği Bölümü,
Malzeme Bilimleri Anabilim Dalı, (2009) Trabzon.

55. 48. T. Savaşkan, The StructureandProperties of Zinc-AluminiumBasedBearingAlloys, Ph. D.
Thesis, The University of Aston in Birmingham, England, UK, 1980.
49. D. R. Askeland, The Science andEngineering of Materials, S.I. Edition, Van
NostrandReinhold (VNR) Company Ltd.i Hong Kong, 1988.

56. Ek-1
1309Date:23.05.2012 10:30:14Image size:800 x
600Mag:5000xHV:20.0kV
Acquisition Date:23.05.2012 10:30:43 HV:20.0kV Puls th.:8.31kcps
El AN Series unn. C norm. C Atom. C Error
[wt.%] [wt.%] [at.%] [%]
-------------------------------------------
O 8 K-series 9.33 10.65 18.95 3.0
Al 13 K-series 59.55 67.98 71.74 2.9
Zn 30 K-series 18.73 21.38 9.31 0.9
-------------------------------------------
Total: 87.61 100.00 100.00
Spectrum: Acquisition
El AN Series unn. C norm. C Atom. C Error
[wt.%] [wt.%] [at.%] [%]
-------------------------------------------
O 8 K-series 9.33 10.65 18.95 3.0
Application Note
Company / Department

57. Ek-2
1309Date:23.05.2012 10:30:14Image size:800 x
600Mag:5000xHV:20.0kV
Acquisition Date:23.05.2012 10:33:52 HV:20.0kV Puls th.:7.86kcps
El AN Series unn. C norm. C Atom. C Error
[wt.%] [wt.%] [at.%] [%]
-------------------------------------------
O 8 K-series 6.95 9.91 17.20 1.5
Al 13 K-series 24.81 35.40 36.43 1.2
Si 14 K-series 28.78 41.06 40.59 1.3
Zn 30 K-series 9.55 13.63 5.79 0.4
-------------------------------------------
Total: 70.09 100.00 100.00
Spectrum: Acquisition
El AN Series unn. C norm. C Atom. C Error
[wt.%] [wt.%] [at.%] [%]
-------------------------------------------
O 8 K-series 6.95 9.91 17.20 1.5
Application Note
Company / Department

58. Ek-3
1310Date:23.05.2012 10:35:12Image size:800 x
600Mag:2000xHV:20.0kV
Acquisition Date:23.05.2012 10:35:35 HV:20.0kV Puls th.:7.99kcps
El AN Series unn. C norm. C Atom. C Error
[wt.%] [wt.%] [at.%] [%]
-------------------------------------------
O 8 K-series 11.05 11.17 19.12 2.9
Al 13 K-series 72.46 73.21 74.33 3.5
Zn 30 K-series 15.47 15.63 6.55 0.6
-------------------------------------------
Total: 98.99 100.00 100.00
Spectrum: Acquisition
El AN Series unn. C norm. C Atom. C Error
[wt.%] [wt.%] [at.%] [%]
-------------------------------------------
O 8 K-series 11.05 11.17 19.12 2.9
Application Note
Company / Department

59. Ek-4
1310Date:23.05.2012 10:35:12Image size:800 x
600Mag:2000xHV:20.0kV
Acquisition Date:23.05.2012 10:36:29 HV:20.0kV Puls th.:7.17kcps
El AN Series unn. C norm. C Atom. C Error
[wt.%] [wt.%] [at.%] [%]
-------------------------------------------
O 8 K-series 3.81 3.96 11.76 1.1
Al 13 K-series 15.82 16.46 28.97 0.9
Cu 29 K-series 68.10 70.88 52.95 2.1
Zn 30 K-series 8.35 8.70 6.31 0.4
-------------------------------------------
Total: 96.08 100.00 100.00
Spectrum: Acquisition
El AN Series unn. C norm. C Atom. C Error
[wt.%] [wt.%] [at.%] [%]
-------------------------------------------
O 8 K-series 3.81 3.96 11.76 1.1
Application Note
Company / Department