Bu çalışma, yüksek sıcaklık dayanımı amaçlanan Al-Cu-Mg-Ag alaşımlarında değişken sıcaklıklı, izotermal olmayan yaşlandırmanın korozyon direncini hangi mikroyapısal mekanizmalarla artırdığını araştırmaktadır. Geleneksel olarak 165 °C’de uygulanan T6 izotermal yaşlandırma ile 90 °C’den başlayarak 40 °C·saat⁻¹ hızla 210 °C’ye çıkarılan NIA40 işlemi karşılaştırılmış; mekanik testler, taneler arası korozyon, tabakalı korozyon, yavaş gerinim hızlı çekme, yerinde elektrokimyasal empedans, SEM, TEM, HAADF-STEM ve KPFM analizleri birlikte kullanılmıştır. NIA40 işlemi, çekme dayanımını T6’ya göre yalnızca 8 MPa azaltırken ortalama taneler arası korozyon derinliğini 127,3 μm’den 69,3 μm’ye düşürmüş; korozyon akım yoğunluğunu azaltmış ve gerilimli korozyon duyarlılığı indeksini 0,17’den 0,07’ye indirmiştir. Araştırmacılar bu iyileşmeyi, tane sınırlarındaki bakırca zengin çökeltilerin kesintili hâle gelmesi, çökelti içermeyen bölgenin daralması, mikrogalvanik potansiyel farkının küçülmesi ve hidrojen birikiminin sınırlanmasıyla açıklamaktadır. Bununla birlikte çalışma hakem değerlendirmesinden geçmemiştir; yalnızca tek bir laboratuvar alaşımı, 3 mm kalınlığındaki haddelenmiş levha ve kontrollü tuzlu çözelti koşulları incelenmiş, endüstriyel ölçek, yorulma, gerçek atmosfer, kaynaklı birleşimler ve uzun süreli servis ömrü doğrulanmamıştır.

Çalışmanın temel katkısı, yaşlandırma işleminin yalnızca alaşım sertliğini ve çökelti boyutunu değil, tane sınırındaki çökeltilerin kimyasını, sürekliliğini ve çevresindeki çökelti içermeyen bölgeyi de belirlediğini göstermesidir. Geleneksel T6 koşulunda tane sınırları boyunca uzanan bakırca zengin çökeltiler, korozyonun ilerleyebileceği sürekli bir elektrokimyasal yol oluşturmuştur. NIA40 koşulunda ise daha kısa sürede ulaşılan yüksek sıcaklık, çözünen atomların yeniden dağılmasını sağlamış; tane sınırı çökeltileri arasındaki bağlantıyı kesmiş ve koruyucu oksit filmin gerilim altında daha uzun süre kararlı kalmasına katkıda bulunmuştur.

Türkiye açısından değerlendirme: Bulgular; Türkiye’de havacılık, savunma, zırhlı araç, denizcilik, hızlı ulaşım ve yüksek sıcaklıkta çalışan hafif metal bileşenler için geliştirilen alüminyum alaşımlarının ısıl işlem tasarımına yöntemsel katkı sunabilir. Yaklaşımın uygulanabilmesi için Türkiye’de üretilen alaşımların gerçek kimyasal bileşimi, levha kalınlığı, dövme veya hadde yönü, fırın sıcaklık homojenliği, ısıtma-soğutma hızı, su verme gecikmesi ve artık gerilmeleri dikkate alınarak yeniden doğrulama yapılmalıdır. Tuz püskürtme, nemli atmosfer, deniz ortamı, termal çevrim, yorulma, kaynak bölgeleri, kaplama uyumu ve tam ölçekli parça testleri de gereklidir. Bu araştırmadan NIA40 işleminin Türkiye’de kullanılan bütün 2xxx serisi alaşımlarda aynı sonucu vereceği, mevcut savunma veya havacılık parçalarının servis ömrünü belirli bir oranda uzatacağı ya da işlemin endüstriyel olarak ekonomik olduğu sonucu doğrudan çıkarılamaz.

Araştırmanın ele aldığı sorun nedir?

Al-Cu-Mg-Ag alaşımları, yüksek sıcaklıklarda dayanım sağlayan Ω ve θ′ türü çökeltiler nedeniyle havacılık ve yüksek performanslı yapısal uygulamalar için değerlendirilmektedir. Buna karşılık bakır içeriğinin yüksek olması, alaşımın klorür içeren nemli ortamlarda yerel elektrokimyasal farklılıklar geliştirmesine neden olabilir. Alaşım gerilim altındayken koruyucu oksit filmin çatlaması, klorür iyonlarının metal yüzeyine ulaşması ve hidrojenin tane sınırları ile kusurlu bölgelerde birikmesi; taneler arası korozyon, tabakalı korozyon ve gerilimli korozyon çatlamasını birlikte hızlandırabilir.

Yaşlandırma sırasında bakır, magnezyum ve gümüş atomlarının nasıl dağıldığı; tane içindeki güçlendirici çökeltilerin yanında tane sınırı çökeltilerinin büyüklüğünü, kimyasını ve sürekliliğini de belirlemektedir. Tane sınırında kesintisiz bir çökelti dizisi oluşması, korozyonun bir taneden diğerine ilerleyebileceği sürekli bir yol yaratabilir. Ayrıca çözünen atomların tane sınırına taşınması, sınırın iki yanında çökelti içermeyen ve elektrokimyasal olarak daha etkin davranabilen bölgeler oluşturabilir.

Araştırmanın temel sorusu, sıcaklığın zaman içinde değiştirildiği bir yaşlandırma işleminin çözünen atom dağılımını düzenleyerek korozyon yollarını kesip kesemeyeceği ve bunu yaparken alaşımın mekanik dayanımını koruyup koruyamayacağıdır.

Karşılaştırılan iki yaşlandırma işlemi

Her iki numune grubu da 510 °C’de 1,5 saat çözeltiye alma işleminden sonra su verilerek hazırlanmıştır. Geleneksel T6 numunesi 165 °C’de izotermal olarak yaşlandırılmıştır. NIA40 numunesinde ise sıcaklık 90 °C’den başlatılmış, 40 °C·saat⁻¹ hızla 210 °C’ye çıkarılmış ve daha sonra 20 °C·saat⁻¹ hızla düşürülmüştür.

NIA40 numunesi yaklaşık 4 saat içinde tepe sertliğe ulaşırken T6 numunesinin benzer sertlik düzeyine ulaşması yaklaşık 13–14 saat sürmüştür. Çalışmada kullanılan doğrusal sıcaklık-zaman ilişkisi şöyledir:

\[ T = T_0 + kt \]

Burada T belirli bir andaki sıcaklığı, T₀ başlangıç sıcaklığını, k ısıtma hızını ve t zamanı göstermektedir. Araştırmacıların kinetik hesabına göre 165 °C’de 14 saatlik referans yaşlandırmaya eşdeğer yaşlandırma düzeyine, 40 °C·saat⁻¹ ısıtma hızında yaklaşık 3,94 saatte ulaşılmaktadır.

Mekanik dayanım korunabildi mi?

Tepe yaşlandırılmış numunelerin oda sıcaklığındaki standart çekme sonuçları birbirine yakındır. T6 numunesinin çekme dayanımı 501 ± 2,8 MPa, akma dayanımı 447 ± 1,6 MPa ve uzaması %11,2 ± 0,2 olarak ölçülmüştür. NIA40 numunesinde aynı değerler sırasıyla 493 ± 3,6 MPa, 440 ± 2,1 MPa ve %11,3 ± 0,1’dir.

NIA40 işlemi çekme dayanımında 8 MPa, akma dayanımında 7 MPa azalmaya yol açmış; buna karşılık uzama değeri değişmemiştir. Bu sonuç, incelenen laboratuvar koşullarında korozyon direncindeki iyileşmenin büyük bir mekanik dayanım kaybı karşılığında elde edilmediğini göstermektedir. Ancak deney tekrarlarının sayısı ve gruplar arasındaki farklar için istatistiksel anlamlılık testi verilmemiştir.

Taneler arası korozyon nasıl değişti?

Numuneler, GB7998-2005 yöntemine göre 1 mol·L⁻¹ NaCl ve litre başına 10 mL H₂O₂ içeren çözeltide 6 saat bekletilmiştir. T6 numunesinin kesit görüntülerinde korozyon çatlakları tane sınırları boyunca hem derine hem de yatay yönde ilerlemiş; üç ölçüm bölgesinde 132, 115 ve 135 μm derinlikler belirlenmiştir. Ortalama değer 127,3 μm’dir.

NIA40 numunesinde ölçülen derinlikler 65, 68 ve 75 μm, ortalama derinlik ise 69,3 μm’dir. Böylece ortalama korozyon derinliği T6’ya göre yaklaşık 58 μm veya %45,6 azalmıştır. NIA40 görüntülerinde çatlakların yön değiştirdiği ve saldırının çoğunlukla iri ikinci faz parçacıkları çevresinde yerel kaldığı görülmüştür.

Tabakalı korozyon neden gecikti?

Yüzey görüntüleri 6, 12, 18, 24, 36 ve 48 saatlik maruziyetler boyunca karşılaştırılmıştır. T6 numunesinde 18 saatten itibaren belirgin yüzey kabarması görülmüş, 36 saatte tabakalı ayrılma başlamış ve 48 saatte yüzeyin geniş bölümüne yayılan katmanlı korozyon oluşmuştur. NIA40 numunesinde ise 24 saatte hafif kabarma, 36 ve 48 saatte artan çukurlaşma görülmesine rağmen 48 saate kadar belirgin katmanlı ayrılma bildirilmemiştir.

Araştırmacılar bu farkı, tane sınırı boyunca ilerleyen korozyon ürünlerinin hacimsel genişlemesine bağlamaktadır. Sürekli tane sınırı korozyonu, metal hidroksitlerin çatlak içinde birikmesine ve komşu taneleri ayırmaya çalışan kama gerilmelerine yol açmaktadır. T6 numunesindeki sürekli çökelti yolu bu süreci hızlandırırken NIA40 numunesindeki kesintili çökeltiler ilerleme yolunu bölmektedir.

Hidrojen ölçümleri ne gösterdi?

Altı saatlik tabakalı korozyon işleminden sonra gerçekleştirilen hidrojen desorpsiyon ölçümünde tabloda T6 için %4,28, NIA40 için %3,66 değerleri verilmiştir. Korozyona uğramamış numunelerde değerler sırasıyla %0,07 ve %0,05’tir. Bununla birlikte açıklama metni NIA40 numunesi için %3,26 değerini kullanmaktadır. Tablo ile metin arasındaki bu fark nedeniyle NIA40’ın kesin sayısal değeri kaynakta tutarlı değildir.

Kaynak, sonuçları “wt.%” olarak raporlamaktadır; ancak hidrojen analiz cihazının modeli, standart numuneler, kalibrasyon denklemi, numune kütlesi, algılama sınırı ve belirsizlik hesabı verilmemiştir. Bu nedenle değerlerin mutlak hidrojen derişimi olarak fiziksel yorumlanması sınırlıdır. Güvenle söylenebilecek bulgu, kullanılan ölçüm düzeninde korozyona uğramış T6 numunesinin NIA40’tan daha güçlü hidrojen desorpsiyon sinyali vermesidir.

Önerilen mekanizmada metal iyonlarının hidroliziyle oluşan protonlar katodik bölgelerde elektron alarak adsorplanmış hidrojene dönüşmektedir:

\[ \mathrm{H^+ + e^- \rightarrow H_{ads}} \]

Adsorplanmış hidrojenin bir bölümü metal içine geçebilir:

\[ \mathrm{H_{ads} \rightarrow H_{abs}} \]

Bir bölümü ise moleküler hidrojene dönüşerek ayrılabilir:

\[ \mathrm{2H_{ads} \rightarrow H_2} \]

T6 numunesindeki sürekli ve bakırca zengin tane sınırı çökeltilerinin daha fazla hidrojen tutma bölgesi oluşturduğu; hidrojenin tane sınırı bağlarını zayıflatması, çatlak büyümesi ve metal çözünmesi arasında pozitif geri besleme geliştiği ileri sürülmektedir.

Gerilimli korozyon çatlaması sonuçları

Yavaş gerinim hızlı çekme deneyleri havada ve %3,5 NaCl çözeltisinde gerçekleştirilmiştir. T6 numunesinin çekme dayanımı havada 471 MPa iken tuzlu çözeltide 417 MPa’ya düşmüştür. Uzama %17,0’den %10,7’ye gerilemiş ve numune yaklaşık 30,8 saatte kırılmıştır.

NIA40 numunesinin çekme dayanımı havada 510 MPa, çözeltide 501 MPa olarak ölçülmüştür. Dayanım kaybı yalnızca 9 MPa’dır. Uzama %25,1’den %17,6’ya düşmesine rağmen korozyon ortamındaki uzaması T6 numunesinden 6,9 yüzde puanı daha yüksektir. Kırılma süresi yaklaşık 38,3 saate ulaşmıştır.

Gerilimli korozyon duyarlılığı için kullanılan denklem şöyledir:

\[ I_{\mathrm{SSRT}} = \left(1-\frac{\sigma_s(1+\delta_s)}{\sigma_A(1+\delta_A)}\right)\times 100\% \]

Burada σ_s ve δ_s tuzlu çözeltideki çekme dayanımı ve uzamayı, σ_A ve δ_A havadaki değerleri temsil etmektedir. Çalışma T6 için 0,17, NIA40 için 0,07 sonuçlarını vermektedir. Denklemde sonuç yüzdeyle çarpılmasına ve tablonun sütununda yüzde işareti bulunmasına rağmen değerlerin 17 ve 7 yerine 0,17 ve 0,07 yazılması, indeksin ondalık mı yoksa yüzde olarak mı raporlandığını belirsiz bırakmaktadır. İki gösterimden hangisi kullanılırsa kullanılsın, çalışma içindeki karşılaştırma NIA40 numunesinin daha düşük duyarlılığa sahip olduğunu göstermektedir.

Polarizasyon ölçümleri

%3,5 NaCl çözeltisindeki potansiyodinamik polarizasyon sonuçlarında T6 numunesinin korozyon potansiyeli −0,746 ± 0,01 V_SCE, NIA40 numunesinin potansiyeli −0,683 ± 0,01 V_SCE olarak belirlenmiştir. NIA40’taki daha pozitif değer, incelenen koşulda daha düşük aktif çözünme eğilimiyle uyumludur.

Korozyon akım yoğunluğu T6 için 8,34 ± 0,33 × 10⁻⁷ A·cm⁻², NIA40 için 4,88 ± 0,52 × 10⁻⁷ A·cm⁻² olarak bildirilmiştir. NIA40 değeri T6’dan yaklaşık %41,5 daha düşüktür. Bu sonuç, taneler arası korozyon ve yüzey görüntülerindeki eğilimle aynı yöndedir.

Yerinde elektrokimyasal empedans neyi ortaya koydu?

Numuneler %3,5 NaCl çözeltisi içindeyken 1 μm·dakika⁻¹ sabit yer değiştirme hızıyla çekilmiş ve aynı anda 0,01–10⁵ Hz aralığında elektrokimyasal empedans spektrumları alınmıştır. Böylece korozyon davranışı kırılma gerçekleşene kadar başlangıç, ara ve son aşamalar boyunca izlenmiştir.

Empedans modelinde R_s çözelti direncini, R_f oksit film direncini, R_ct yük aktarım direncini; Q_f, Q_hole ve Q_dl ise sırasıyla oksit film, filmdeki gözenekler ve elektriksel çift tabaka için sabit faz elemanlarını temsil etmektedir.

Sabit faz elemanının empedansı çalışmada şu şekilde ifade edilmiştir:

\[ Z_{\mathrm{CPE}} = Y_0^{-1}(j\omega)^{-n} \]

Burada Y₀ sabit faz elemanının büyüklüğü, j sanal birim, ω açısal frekans ve n ideal kapasitörden sapmayı tanımlayan dağılım katsayısıdır. n = 1 ideal kapasitif, n = 0 direnç benzeri davranışı temsil etmektedir.

İlk saatlerde NIA40 numunesinin R_ct değeri yaklaşık 4,7 × 10⁴ Ω·cm², T6 numunesinin değeri yaklaşık 5963 Ω·cm² olarak verilmiştir. Bu değerler yaklaşık sekiz katlık bir fark göstermektedir. Beşinci saatte de NIA40 için yaklaşık 4,1 × 10⁴ Ω·cm², T6 için 5009 Ω·cm² bildirilmiştir. Buna rağmen metnin başka bir bölümünde ilk beş saat için fark “dört kat” olarak tanımlanmaktadır. Tablo değerleri yaklaşık sekiz katlık farkı desteklemektedir.

Yaklaşık 10 saat sonra her iki alaşımın yük aktarım direnci azalmıştır. NIA40 değeri bu aşamada T6’nın yaklaşık altı katı düzeyinde kalmıştır. T6 numunesinde 5–10 saat aralığı en hızlı bozulma dönemlerinden biri olmuş; oksit filmin kırılmasıyla klorür iyonlarının altlığa ulaşması ve korozyon ürünlerinin birikmesi düşük frekanslı Warburg kuyruğuyla ilişkilendirilmiştir.

NIA40 numunesinde en keskin düşüş 20–25 saat arasında görülmüş, T6 numunesi yaklaşık 31 saatte, NIA40 numunesi ise yaklaşık 38–39 saatte kırılmıştır. Araştırmacılar NIA40’taki gecikmeyi daha kararlı oksit film, daha düşük tane sınırı çözünmesi ve başlangıç çatlaklarının daha yavaş oluşmasıyla açıklamaktadır.

Tane büyüklüğü ve tane içi çökeltiler

EBSD sonuçlarında her iki alaşımda da ağırlıklı olarak eş eksenli taneler görülmüştür. T6 numunesinin ortalama tane çapı 50,8 μm, NIA40 numunesinin ortalama tane çapı 35,3 μm olarak ölçülmüştür. Korozyon sonrasındaki element haritalarında T6 numunesinde daha yoğun tane sınırı çatlakları belirlenmiştir.

Tane içindeki ana güçlendirici çökeltiler Ω ve θ′ fazlarıdır. HRTEM ve hızlı Fourier dönüşümü görüntüleri bu fazların alüminyum matrisiyle yarı uyumlu arayüzler oluşturduğunu göstermektedir. Ω fazı ile α-Al matrisi arasındaki belirgin kontrast, Mg-Ag atomik tabakalarının Al₂Cu tabanlı Ω fazı yüzeyinde ayrışmasıyla ilişkilendirilmiştir.

NIA40 numunesindeki çökeltiler ortalama olarak daha büyük ve kalın, sayı yoğunluğu daha düşük, toplam hacim oranı ise daha yüksektir. Boyut dağılımı da T6’dan daha geniştir. T6 çökeltilerinin %85’ten fazlası 5–30 nm aralığında bulunurken NIA40 için bu oran yaklaşık %70’tir.

Sonuç bölümünde NIA40 için “yüksek yoğunluklu Ω fazları” ifadesi kullanılmasına rağmen nicel tabloda NIA40’ın çökelti sayı yoğunluğu T6’dan daha düşüktür. Bu nedenle NIA40’ın üstünlüğü yalnızca daha yüksek çökelti sayısına değil; daha yüksek hacim oranı, farklı boyut dağılımı ve tane sınırı düzenine bağlanmalıdır.

Tane sınırı çökeltileri ve çökelti içermeyen bölge

Çalışmanın ana mekanik açıklaması tane sınırı yapısına dayanmaktadır. Metin, T6 numunesinde bakırca zengin çökeltilerin tane sınırı boyunca sürekli bir dizi oluşturduğunu, NIA40 numunesinde ise daha kesintili dağıldığını bildirmektedir.

Şekil içindeki ölçümlerde sürekli çökelti dizisinin yanında çökelti içermeyen bölge genişliği 125 nm’den büyük, kesintili çökelti yapısında ise 30 nm’den küçük gösterilmiştir. Çalışmanın genel mekanizması, geniş bölgenin T6’ya ve dar bölgenin NIA40’a ait olduğunu ortaya koymaktadır. Ancak Şekil 16’nın yazılı açıklamasında panel grupları ters sırada adlandırılmıştır. Bu nedenle panel harflerine değil, şekil içindeki “continuous GBPs”, “discontinuous GBPs”, PFZ ölçüleri ve tartışmanın bütününe dayanmak gerekir.

NIA40 işleminde sıcaklığın 210 °C’ye kadar yükselmesi, çözünen atomların hacimsel difüzyonunu hızlandırmaktadır. Kısa süreli yüksek sıcaklık, bazı küçük çökeltilerin yeniden çözünmesine ve soğuma sırasında yeniden çökelmesine olanak vermektedir. Böylece atomlar yalnızca tane sınırına taşınmak yerine tane içine ve sınır çevresine daha dengeli dağılmakta, geniş bir çökelti yoksunluğu bölgesinin oluşması baskılanmaktadır.

Metnin büyük bölümünde NIA40 tane sınırı çökeltileri “kesintili” olarak tanımlanmış ve bu özellik korozyon direncinin temel nedeni kabul edilmiştir. Buna karşılık tartışmanın bir paragrafında NIA40 çökeltilerinin “daha sürekli ve daha ince” hâle geldiği yazılmıştır. Bu cümle, görüntüler, sonuç bölümü ve diğer mekanizma açıklamalarıyla çelişmektedir.

KPFM ölçümleri mikrogalvanik farkı nasıl gösterdi?

Kelvin prob kuvvet mikroskopisi, tane sınırı çökeltileri ile alüminyum matrisi arasındaki Volta potansiyel farkını karşılaştırmak için kullanılmıştır. NIA40 numunesinde fark yaklaşık 90–140 mV, T6 numunesinde yaklaşık 120–200 mV olarak ölçülmüştür.

Daha yüksek potansiyel farkı, çökelti ile matris arasında daha güçlü bir mikrogalvanik çift oluşması anlamına gelmektedir. T6 numunesindeki bakırca zengin çökeltiler daha katodik davranarak komşu alüminyumun veya çökelti içermeyen bölgenin anodik çözünmesini hızlandırabilir. NIA40’taki daha düşük fark ise yerel galvanik itici gücün zayıfladığını göstermektedir.

Çözünen atom difüzyonu neden önemlidir?

Araştırmada çözünen atomların difüzyon katsayısı Arrhenius ilişkisiyle açıklanmıştır:

\[ D = D_0 \exp\left(-\frac{Q_D}{R_gT}\right) \]

Burada D difüzyon katsayısı, D₀ ön-üstel katsayı, Q_D difüzyon aktivasyon enerjisi, R_g evrensel gaz sabiti ve T mutlak sıcaklıktır. Sıcaklık yükseldikçe Cu, Mg ve Ag atomlarının matris içindeki hareketliliği artmaktadır.

Çalışmada bakırın 165 °C’deki hesaplanan difüzyon katsayısı 4,64 × 10⁻²¹ m²·s⁻¹, 190 °C’deki katsayısı ise 3,38 × 10⁻²⁰ m²·s⁻¹ olarak verilmiştir. Yüksek sıcaklık difüzyonu hızlandırsa da NIA40’ın toplam süresinin kısa olması, bakırın tane sınırlarında uzun süreli ve aşırı zenginleşmesini sınırlamaktadır. Çalışmanın önerdiği mekanizmaya göre belirleyici olan yalnızca sıcaklık değil, sıcaklık ile işlem süresinin birlikte oluşturduğu difüzyon geçmişidir.

Önerilen korozyon mekanizması

T6 koşulunda tane sınırındaki bakırca zengin çökeltiler ve geniş çökelti içermeyen bölge arasında büyük elektrokimyasal fark oluşmaktadır. Sürekli çökelti dizisi, yerel çözünmenin tane sınırı boyunca ilerleyebileceği bağlantılı bir yol sağlar. Metal çözünmesi ve oksijen indirgenmesi kaynakta şu genel tepkimelerle gösterilmiştir:

\[ \mathrm{M \rightarrow M^{n+} + ne^-} \]

\[ \mathrm{O_2 + 2H_2O + 4e^- \rightarrow 4OH^-} \]

Çözünen metal iyonlarının hidrolizi yerel asitliği artırabilir:

\[ \mathrm{M^{n+} + xH_2O \rightarrow M(OH)_x^{(n-x)+} + xH^+} \]

Yerel asitleşme koruyucu filmin yeniden oluşmasını zorlaştırırken hidrojen üretimini desteklemektedir. Korozyon ürünlerinin çatlaklarda birikmesi hacimsel genişleme ve kama gerilmesi oluşturur. Bu gerilmeler komşu taneleri kaldırarak tabakalı korozyona, hidrojen birikimi ise tane sınırı bağlarının zayıflamasına ve gerilimli korozyon çatlamasına katkıda bulunur.

NIA40 koşulunda çökeltilerin kesintili dağılımı korozyon yolunu böler; daha dar çökelti içermeyen bölge ve daha düşük Volta potansiyel farkı anodik çözünme eğilimini azaltır. Başlangıçtaki oksit film daha yüksek film ve yük aktarım direnci sergilediği için çukurcukların tane sınırı çatlağına dönüşmesi gecikir. Daha az ve daha kısa çatlak, hidrojenin iç bölgelere ulaşabileceği yolları da sınırlar.

Çalışmanın desteklediği sonuçlar

• NIA40 işlemi, incelenen alaşımda tepe yaşlandırma süresini yaklaşık 13–14 saatten yaklaşık 4 saate düşürmüştür.
• NIA40 numunesi, T6’ya çok yakın çekme ve akma dayanımı korumuştur.
• Altı saatlik standart deneyde ortalama taneler arası korozyon derinliği 127,3 μm’den 69,3 μm’ye düşmüştür.
• NIA40 numunesinde 48 saate kadar belirgin katmanlı yüzey ayrılması görülmezken T6 numunesinde 36–48 saatte yaygın tabakalı korozyon oluşmuştur.
• %3,5 NaCl içindeki yavaş gerinim deneyinde NIA40’ın çekme dayanımı yalnızca 9 MPa, T6’nınki 54 MPa azalmıştır.
• NIA40 daha düşük korozyon akım yoğunluğu ve daha yüksek erken dönem yük aktarım direnci göstermiştir.
• NIA40’ta tane sınırı çökeltileri ile matris arasındaki Volta potansiyel farkı daha düşük ölçülmüştür.
• Mikroyapı sonuçları NIA40’ta daha kesintili tane sınırı çökeltileri ve daha dar bir çökelti içermeyen bölge bulunduğunu genel olarak desteklemektedir.

Çalışma neyi göstermemektedir?

• Sonuçlar bütün Al-Cu-Mg-Ag veya 2xxx serisi alaşımlar için genel bir optimum yaşlandırma reçetesi oluşturmaz.
• 40 °C·saat⁻¹ ısıtma hızının farklı levha kalınlıklarında veya büyük endüstriyel parçalarda aynı mikroyapıyı oluşturacağı gösterilmemiştir.
• Gerçek atmosfer, deniz suyu, sıcak-nemli çevrim, kirleticiler veya değişken mekanik yükler altında servis ömrü belirlenmemiştir.
• Yorulma-korozyon, darbe, balistik performans, sürünme, kaynaklı birleşim veya kaplama uyumu test edilmemiştir.
• İşlemin enerji tüketimi, fırın kapasitesi, üretim maliyeti, parça çarpılması ve endüstriyel kalite kontrol gereksinimleri hesaplanmamıştır.
• İnsan veya çevre güvenliğiyle ilgili bir değerlendirme yapılmamıştır.
• Hidrojen sonuçları, cihaz ve kalibrasyon ayrıntıları eksik olduğu için kesin bir mutlak hidrojen derişimi doğrulaması sunmamaktadır.
• Hakem değerlendirmesi bulunmadığından formüller, panel açıklamaları ve sayısal tutarsızlıklar bağımsız bilimsel denetimden geçmemiştir.

Metin içindeki önemli tutarsızlıklar

Çalışmanın Yöntemi ve Bulguları

Alaşım bileşimi

Yüksek saflıktaki Al, Mg ve Ag doğrudan element olarak; Cu, Mn ve Ti ise sırasıyla Al–47Cu, Al–10Mn ve Al–5Ti ana alaşımları üzerinden eklenmiştir.

Üretim ve ısıl işlem süreci

Mekanik deneyler

• Sertlik numuneleri 10 × 10 mm hazırlanmıştır.
• HV-10B Vickers cihazında 0,5 kg yük ve 15 saniye bekleme süresi kullanılmıştır.
• Her numunede beş noktadan ölçüm yapılarak ortalama alınmıştır.
• Çekme numuneleri hadde yönünde hazırlanmıştır.
• Paralel bölüm uzunluğu 32 mm, ölçü boyu 25 mm’dir.
• MTS858 cihazında çapraz kafa hızı 2 mm·dakika⁻¹ olarak uygulanmıştır.

Korozyon ve elektrokimya deneyleri

Mikroyapı karakterizasyonu

• Tane yapısı ve korozyon morfolojisi SEM ve yönelim haritalarıyla incelenmiştir.
• Çökeltiler Titan G2 60-300 aberasyon düzeltmeli transmisyon elektron mikroskobuyla görüntülenmiştir.
• TEM numuneleri yaklaşık 80 μm’ye inceltilmiş ve 3 mm çaplı diskler hâline getirilmiştir.
• Elektrolitik çift püskürtme, 110 mA sabit akımda ve hacimce 3:7 nitrik asit-metanol çözeltisiyle yapılmıştır.
• İnce bölge kalınlığı CBED ve Crystbox ile değerlendirilmiştir.
• Ω ve θ′ fazları HRTEM, seçilmiş alan elektron kırınımı ve FFT desenleriyle tanımlanmıştır.
• Tane sınırı bileşimi HAADF-STEM element haritalarıyla değerlendirilmiştir.
• Yerel yüzey potansiyeli AFM ile KPFM kullanılarak karşılaştırılmıştır.

Toplu sonuç tablosu

Tekrarlanabilirlik ve yöntemsel sınırlamalar

Sertlik ölçümlerinde beş nokta ve taneler arası korozyon derinliğinde üç bölge kullanılmıştır. Buna karşılık bağımsız alaşım üretim sayısı, çekme ve SSRT numune sayısı, elektrokimyasal tekrar sayısı ve hidrojen analizindeki tekrarlar açıkça verilmemiştir. Bazı değerlerde standart sapma sunulmasına rağmen örneklem büyüklüğü ve istatistiksel anlamlılık testleri bulunmamaktadır.

Tabakalı korozyon deneyinin çözeltisi, standart numarası, sıcaklığı ve numune yüzey alanı ayrı bir yöntem başlığı altında tam olarak açıklanmamıştır. Hidrojen analiz cihazı, ısıtma programı, taşıyıcı gaz, numune kütlesi ve kalibrasyon eğrisi verilmemiştir. AFM/KPFM cihaz modeli, prob özellikleri, tarama ortamı ve yüzey hazırlama ayrıntıları da eksiktir.

Isıl işlem yalnızca 3 mm levha üzerinde denenmiştir. Büyük kesitlerde merkez ve yüzey arasındaki sıcaklık farkları, su verme gecikmesi, artık gerilme, fırın yükü ve soğutma hızının aynı mikroyapıyı koruyup korumayacağı bilinmemektedir. Bu nedenlerle yöntem laboratuvar düzeyinde güçlü bir karşılaştırma sağlasa da doğrudan endüstriyel üretim reçetesi olarak değerlendirilmemelidir.

Kaynak ve Yöntem Notu

Çalışmanın tam özgün adı: Mechanistic Investigation into the Enhancement of the Corrosion Resistance of Al-Cu-Mg-Ag Alloys by regulating solute distribution via well-designed Variable-Temperature Aging Process

Yazarlar ve sıraları: Yuzhe Pan, Wenting Li, Wenfeng Mo, Zuoqiong Ouyang, Zhengwu Xiang, Binghui Luo.

Eş katkı veya eş birinci yazar: Çalışmada eş katkı ya da eş birinci yazarlık açıklaması bulunmamaktadır.

Sorumlu ve iletişim yazarı: Başlık sayfasında yıldız işareti Binghui Luo’nun adında bulunmaktadır; bu nedenle çalışma metnine göre sorumlu yazar Binghui Luo’dur. Ancak sorumlu yazar e-posta adresi verilmemiştir. SSRN kayıt sayfası Wenting Li’yi “Contact Author” olarak göstermektedir. Bu iki bibliyografik rol arasındaki ilişki kaynakta açıklanmamıştır.

Kurumlar: Yuzhe Pan, Wenting Li, Wenfeng Mo, Zuoqiong Ouyang ve Zhengwu Xiang için School of Materials Science and Engineering, Central South University, Changsha 410083, China belirtilmiştir. Binghui Luo ayrıca Key Laboratory of Nonferrous Metal Materials Science and Engineering, Ministry of Education, Central South University kurumuna bağlıdır.

DOI: 10.2139/ssrn.7194077. Bu DOI, SSRN preprint kaydına aittir ve hakemli dergi makalesi DOI’si değildir.

Dergi veya konferans: Yüklenen sürüm için doğrulanmış bir hakemli dergi veya konferans yayını bulunmamaktadır.

Yayın platformu: SSRN.

Özgün yayınevi: Çalışma için doğrulanmış bir dergi yayınevi belirtilmemiştir. SSRN, çalışmanın dağıtıldığı preprint platformudur.

Yayın yılı: 2026.

Kaynak türü: Deneysel malzeme bilimi, metalurji, korozyon ve elektrokimya araştırma preprinti.

Hakemlik durumu: Çalışma hakem değerlendirmesinden geçmemiştir. Her sayfada “This preprint research paper has not been peer reviewed” ve “Preprint not peer reviewed” uyarıları bulunmaktadır.

Resmî bağlantılar:SSRN resmî kayıt sayfası ve DOI bağlantısı.

Yazar katkıları: Yuzhe Pan kavramsallaştırma, veri düzenleme ve ilk taslak; Wenting Li biçimsel analiz ve veri düzenleme; Wenfeng Mo veri düzenleme; Zuoqiong Ouyang inceleme ve düzenleme; Zhengwu Xiang veri düzenleme ve yöntem; Binghui Luo finansman, gözetim, doğrulama, inceleme ve düzenleme görevleriyle belirtilmiştir.

Çıkar çatışması: Yazarlar, çalışmayı etkileyebilecek bilinen bir mali çıkar veya kişisel ilişki bulunmadığını beyan etmiştir.

Bu Türkçe makale, çalışmanın ana metni, deney protokolleri, formülleri, tabloları, mekanik ve elektrokimyasal ölçümleri, korozyon görüntüleri, mikroyapı haritaları ve mekanizma şemaları esas alınarak hazırlanmıştır. Çalışmada bulunmayan yeni bir deney sonucu veya dış kaynaktan bilimsel bulgu eklenmemiştir. Dış kaynak kullanımı yalnızca DOI, SSRN kaydı ve iletişim yazarı gibi bibliyografik kimlik bilgilerinin doğrulanmasıyla sınırlandırılmıştır.

Çalışmanın başlıca sınırlılıkları; hakem değerlendirmesinden geçmemiş olması, tek alaşım bileşimi ve tek levha kalınlığı kullanılması, bazı deneylerde tekrar sayılarının açıklanmaması, istatistiksel anlamlılık analizinin bulunmaması, tabakalı korozyon ve hidrojen analiz yöntemlerinin eksik tanımlanması, gerçek servis ortamı ile uzun dönemli yorulma doğrulamasının yapılmaması ve metin içinde birden fazla sayısal ya da panel eşleştirme tutarsızlığı bulunmasıdır.

Sonuçlar, belirtilen Al-Cu-Mg-Ag bileşimi ve laboratuvar koşullarında NIA40 işleminin T6 yaşlandırmaya göre daha iyi korozyon direnci sağlayabildiğini göstermektedir. Bulgular ticari parçalarda garanti edilmiş kullanım ömrü, bütün 2xxx alaşımlarına uygulanabilirlik, balistik yeterlilik veya endüstriyel ekonomik üstünlük kanıtı değildir.