![Page 1: MARMARA ÜNİVERSİTESİ TEKNOLOJİ FAKÜLTESİ MAKİNE … › wp-content › uploads › 2013 › 05 › ... · 2019-12-06 · MALZEME BİLİMİ Malzemelerin Mekanik Özellikleri](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022042323/5f0dbdd67e708231d43bdb4f/html5/thumbnails/1.jpg)
MALZEME BİLİMİMALZEME BİLİMİ
Malzemelerin Mekanik ÖzellikleriMalzemelerin Mekanik Özellikleri
Yrd. Doç. Dr. Abdullah DEMİRYrd. Doç. Dr. Abdullah DEMİR
MARMARA ÜNİVERSİTESİ MARMARA ÜNİVERSİTESİ TEKNOLOJİ FAKÜLTESİTEKNOLOJİ FAKÜLTESİ
MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜMAKİNE MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ
![Page 2: MARMARA ÜNİVERSİTESİ TEKNOLOJİ FAKÜLTESİ MAKİNE … › wp-content › uploads › 2013 › 05 › ... · 2019-12-06 · MALZEME BİLİMİ Malzemelerin Mekanik Özellikleri](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022042323/5f0dbdd67e708231d43bdb4f/html5/thumbnails/2.jpg)
Uçaklarda bolca, alüminyum alaşım ve karbonlagüçlendirilmiş kompozit kullanılmaktadır.
![Page 3: MARMARA ÜNİVERSİTESİ TEKNOLOJİ FAKÜLTESİ MAKİNE … › wp-content › uploads › 2013 › 05 › ... · 2019-12-06 · MALZEME BİLİMİ Malzemelerin Mekanik Özellikleri](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022042323/5f0dbdd67e708231d43bdb4f/html5/thumbnails/3.jpg)
Spor malzemeleri düşük ağırlıklı, tok ve darbedirenci yüksek malzemelerdir.Tokluk (Toughness): Malzemenin kopana dek absorbeettiği toplam enerjiyi ifade eder. Gerilme-şekil değiştirmeeğrisinin altında kalan alana eşittir. Sünek malzemelerintokluğu gevrek malzemelere göre daha yüksektir.
![Page 4: MARMARA ÜNİVERSİTESİ TEKNOLOJİ FAKÜLTESİ MAKİNE … › wp-content › uploads › 2013 › 05 › ... · 2019-12-06 · MALZEME BİLİMİ Malzemelerin Mekanik Özellikleri](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022042323/5f0dbdd67e708231d43bdb4f/html5/thumbnails/4.jpg)
Mukavemet: Birim kesit alanına uygulananyüktür.Gerinim/Deformasyon: Birim uzunlukta oluşanuzamadır.Young modulu: Gerilim-deformasyon eğrisinindoğrusal bölümünün eğimidir.Kayma modülü (G): Gerilim-kayma eğrisinindoğrusal parçasının eğimidir.Viskozite: Akmaya karşı dirençtir. Kaymageriliminin kayma deformasyon hızına oranıdır.(birimler Poise veya Pa-s).Tiksotropik davranış: Kayma incelmesi, kaymahızının zamanla azalması.
![Page 5: MARMARA ÜNİVERSİTESİ TEKNOLOJİ FAKÜLTESİ MAKİNE … › wp-content › uploads › 2013 › 05 › ... · 2019-12-06 · MALZEME BİLİMİ Malzemelerin Mekanik Özellikleri](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022042323/5f0dbdd67e708231d43bdb4f/html5/thumbnails/5.jpg)
Elastik malzemelerde Young modülünün tanımlanması
![Page 6: MARMARA ÜNİVERSİTESİ TEKNOLOJİ FAKÜLTESİ MAKİNE … › wp-content › uploads › 2013 › 05 › ... · 2019-12-06 · MALZEME BİLİMİ Malzemelerin Mekanik Özellikleri](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022042323/5f0dbdd67e708231d43bdb4f/html5/thumbnails/6.jpg)
Newtonian ve Newtonianolmayan kayma gerilimdeformasyon oranı
![Page 7: MARMARA ÜNİVERSİTESİ TEKNOLOJİ FAKÜLTESİ MAKİNE … › wp-content › uploads › 2013 › 05 › ... · 2019-12-06 · MALZEME BİLİMİ Malzemelerin Mekanik Özellikleri](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022042323/5f0dbdd67e708231d43bdb4f/html5/thumbnails/7.jpg)
Malzemelerin Mekanik Özellikleri
Mekanik tasarım ve imalat sırasında malzemelerinmekanik davranışlarının bilinmesi çok önemlidir.Başlıca mekanik özellikler: Çekme/basma (tensile/compression) Sertlik (hardness) Darbe (impact) Kırılma (fracture) Yorulma (fatigue) Sürünme (creep)
![Page 8: MARMARA ÜNİVERSİTESİ TEKNOLOJİ FAKÜLTESİ MAKİNE … › wp-content › uploads › 2013 › 05 › ... · 2019-12-06 · MALZEME BİLİMİ Malzemelerin Mekanik Özellikleri](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022042323/5f0dbdd67e708231d43bdb4f/html5/thumbnails/8.jpg)
Çekme DeneyiÇekme Testi: Gerilim-Gerinim/Deformasyon DiyagramıYük: Test esnasında malzemeye uygulanan yüktür.Deformasyon ölçer veya ekstansometre: Boydakideğişimi ve deformasyonu ölçen cihaz.Cam geçiş sıcaklığı (Tg): Sünek malzemenin gevrekdavranmaya başladığı andaki sıcaklığıdır.Mühendislik gerilimi: Uygulanan yükün malzemeninorijinal kesitine bölümüdür.Mühendislik deformasyonu/gerinimi: Çekme testiesnasında birim uzunlukta malzemede oluşandeformasyondur.
![Page 9: MARMARA ÜNİVERSİTESİ TEKNOLOJİ FAKÜLTESİ MAKİNE … › wp-content › uploads › 2013 › 05 › ... · 2019-12-06 · MALZEME BİLİMİ Malzemelerin Mekanik Özellikleri](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022042323/5f0dbdd67e708231d43bdb4f/html5/thumbnails/9.jpg)
Çekme Deneyi
Çekme deneyi
Malzemenin statik kuvvetler altında dayanımı vs. mekanik özelliklerinintest edilmesinde kullanılır. Çekme testinde malzemeye hareketli bir kafa ileuygulanan tek yönlü yük uygulanır. Kafanın hareketi vida veya hidroliksistemler ile sağlanır.
![Page 10: MARMARA ÜNİVERSİTESİ TEKNOLOJİ FAKÜLTESİ MAKİNE … › wp-content › uploads › 2013 › 05 › ... · 2019-12-06 · MALZEME BİLİMİ Malzemelerin Mekanik Özellikleri](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022042323/5f0dbdd67e708231d43bdb4f/html5/thumbnails/10.jpg)
Çekme Deneyi
Malzeme seçimi, parçalar için gerekli kullanım şartlarıylamalzemenin özellikleri karşılaştırılarak yapılır.Malzeme seçiminin ilk aşaması, malzemenin kullanımşartlarının analizini yapmaktır.Gerilme-Gerinim DiyagramıMalzemenin statik veya yavaş uygulanan bir kuvvete karşıdirencini ölçmek için yapılır.Çekme testinde hareket edebilen başlıklar aracılığı ilenumuneye tek yönlü kuvvetler uygulanır.
![Page 11: MARMARA ÜNİVERSİTESİ TEKNOLOJİ FAKÜLTESİ MAKİNE … › wp-content › uploads › 2013 › 05 › ... · 2019-12-06 · MALZEME BİLİMİ Malzemelerin Mekanik Özellikleri](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022042323/5f0dbdd67e708231d43bdb4f/html5/thumbnails/11.jpg)
Mühendislik Gerilmesi ve Gerinimi
![Page 12: MARMARA ÜNİVERSİTESİ TEKNOLOJİ FAKÜLTESİ MAKİNE … › wp-content › uploads › 2013 › 05 › ... · 2019-12-06 · MALZEME BİLİMİ Malzemelerin Mekanik Özellikleri](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022042323/5f0dbdd67e708231d43bdb4f/html5/thumbnails/12.jpg)
Mühendislik Gerilmesi ve Gerinimi
![Page 13: MARMARA ÜNİVERSİTESİ TEKNOLOJİ FAKÜLTESİ MAKİNE … › wp-content › uploads › 2013 › 05 › ... · 2019-12-06 · MALZEME BİLİMİ Malzemelerin Mekanik Özellikleri](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022042323/5f0dbdd67e708231d43bdb4f/html5/thumbnails/13.jpg)
Yük-ölçü boyu verilerinin gerilim ve şekil değiştirme verilerineçevrimiMühendislik Gerilmesi ve Gerinimi
![Page 14: MARMARA ÜNİVERSİTESİ TEKNOLOJİ FAKÜLTESİ MAKİNE … › wp-content › uploads › 2013 › 05 › ... · 2019-12-06 · MALZEME BİLİMİ Malzemelerin Mekanik Özellikleri](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022042323/5f0dbdd67e708231d43bdb4f/html5/thumbnails/14.jpg)
Aluminyum alaşımı için gerilim-şekil değiştirme eğrisiMühendislik Gerilmesi ve Gerinimi
![Page 15: MARMARA ÜNİVERSİTESİ TEKNOLOJİ FAKÜLTESİ MAKİNE … › wp-content › uploads › 2013 › 05 › ... · 2019-12-06 · MALZEME BİLİMİ Malzemelerin Mekanik Özellikleri](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022042323/5f0dbdd67e708231d43bdb4f/html5/thumbnails/15.jpg)
Elastik-Plastik Şekil Değiştirme
• Büyük kuvvetler uygulandığında malzeme plastikdavranış gösterir.• Gerilme arttığında dislokasyonlar hareket etmeye başlar.Kayma olur ve malzeme plastik olarak şekil değiştirir.• Kuvvet kaldırıldığında elastik şekil değişikliği ortadankalkar fakat kaymanın neden olduğu değiştirme kalıcıdır.
![Page 16: MARMARA ÜNİVERSİTESİ TEKNOLOJİ FAKÜLTESİ MAKİNE … › wp-content › uploads › 2013 › 05 › ... · 2019-12-06 · MALZEME BİLİMİ Malzemelerin Mekanik Özellikleri](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022042323/5f0dbdd67e708231d43bdb4f/html5/thumbnails/16.jpg)
Elastik Bölge
a = 0.2
Ç
0.002
Plastik Bölge
x
xÇekme dayanımı
(boyun verme başlangıcı)
Kırılma-kopma
Homojen PŞD Heterojen PŞD
a
Akma noktası(akma dayanımı)
xElastik sınır
Boyun verme
(necking)
elastikplastik dayan. akma gerilmeuygulanan elastik dayan. akma gerilmeuygulanan
a
![Page 17: MARMARA ÜNİVERSİTESİ TEKNOLOJİ FAKÜLTESİ MAKİNE … › wp-content › uploads › 2013 › 05 › ... · 2019-12-06 · MALZEME BİLİMİ Malzemelerin Mekanik Özellikleri](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022042323/5f0dbdd67e708231d43bdb4f/html5/thumbnails/17.jpg)
Çekme deneyinden eldeedilen F-L (kuvvet uzama)eğrisiF-L’deki verilerinden eldeedilen - (Gerilme-Birimuzama) eğrisi
oAF
o
o
o lll
ll
: Gerilme : Birim şekil değiştirme
![Page 18: MARMARA ÜNİVERSİTESİ TEKNOLOJİ FAKÜLTESİ MAKİNE … › wp-content › uploads › 2013 › 05 › ... · 2019-12-06 · MALZEME BİLİMİ Malzemelerin Mekanik Özellikleri](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022042323/5f0dbdd67e708231d43bdb4f/html5/thumbnails/18.jpg)
1. Belirgin akma gösteren malzemelerin - diyagramları2. Belirgin akma göstermeyen malzemeler - diyagramları
Belirgin akma
noktası
![Page 19: MARMARA ÜNİVERSİTESİ TEKNOLOJİ FAKÜLTESİ MAKİNE … › wp-content › uploads › 2013 › 05 › ... · 2019-12-06 · MALZEME BİLİMİ Malzemelerin Mekanik Özellikleri](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022042323/5f0dbdd67e708231d43bdb4f/html5/thumbnails/19.jpg)
Akma Dayanımı• Kaymanın fark edilir ve etkili olduğu durumdaki gerilmedir.• Şekillendirme veya şekil değiştirme işlemi gerektirenparçaların üretiminde, gerilme, malzemenin şeklinde kalıcıbir değişiklik oluşturması için, akma dayanımının üzerindeolmalıdır.
![Page 20: MARMARA ÜNİVERSİTESİ TEKNOLOJİ FAKÜLTESİ MAKİNE … › wp-content › uploads › 2013 › 05 › ... · 2019-12-06 · MALZEME BİLİMİ Malzemelerin Mekanik Özellikleri](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022042323/5f0dbdd67e708231d43bdb4f/html5/thumbnails/20.jpg)
Belirgin akma göstermeyen malzemeler Belirgin akma gösteren malzemeler
Belirgin akma noktası
p =0.002 = %0.2 e
0.2 a
Malzemenin plastik şekil değiştirmeye başladığı gerilmedeğerine “akma dayanımı” adı verilir.
Belirgin olmaması, durumunda,akma dayanımı %0,2 kalıcı PŞDoluşturan gerilme değerine eşittir. .
![Page 21: MARMARA ÜNİVERSİTESİ TEKNOLOJİ FAKÜLTESİ MAKİNE … › wp-content › uploads › 2013 › 05 › ... · 2019-12-06 · MALZEME BİLİMİ Malzemelerin Mekanik Özellikleri](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022042323/5f0dbdd67e708231d43bdb4f/html5/thumbnails/21.jpg)
Belirgin akma gösteren malzemeler
Düşük karbonlu çelik belirgin akma noktası gösterir. Ayrıca 2 adet akma noktası tanımlanmıştır: (a) Üst akma noktası, (b) Alt akma noktası.
Çekme dayanımı Boyun verme
Büzülme
Kırılma-kopma
Pekleşme
Luders bantlarının
oluşumu
![Page 22: MARMARA ÜNİVERSİTESİ TEKNOLOJİ FAKÜLTESİ MAKİNE … › wp-content › uploads › 2013 › 05 › ... · 2019-12-06 · MALZEME BİLİMİ Malzemelerin Mekanik Özellikleri](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022042323/5f0dbdd67e708231d43bdb4f/html5/thumbnails/22.jpg)
Az karbonlu çeliklerde görülür. Malzemenin σ1 gerilmesindeplastik şekil değiştirmesibeklenir ancak küçük arayeratomlarının dislokasyonlaretrafında kümeleşmesikaymaya engel olur ve akmanoktasını σ2’ye yükseltir.
Çift Akma Noktası
![Page 23: MARMARA ÜNİVERSİTESİ TEKNOLOJİ FAKÜLTESİ MAKİNE … › wp-content › uploads › 2013 › 05 › ... · 2019-12-06 · MALZEME BİLİMİ Malzemelerin Mekanik Özellikleri](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022042323/5f0dbdd67e708231d43bdb4f/html5/thumbnails/23.jpg)
Akma uzaması
Alt akma noktası
Üst akma noktası
Lüders bantlar
Akmamış bölge
• Üst akma noktası mekanik olarak bu kilitlerin kırılmasını ifade eder. İlkakmanın meydana geldiği kayma bandının pekleşme ile kilitlenmesindensonra diğer düzlemlerde akma meydana gelir.• Bu olayın kesit boyunca devamı ile luders bantları oluşur.• Bu olay tamamlanınca homojen şekil değişimi başlar.
Çift Akma Noktası
![Page 24: MARMARA ÜNİVERSİTESİ TEKNOLOJİ FAKÜLTESİ MAKİNE … › wp-content › uploads › 2013 › 05 › ... · 2019-12-06 · MALZEME BİLİMİ Malzemelerin Mekanik Özellikleri](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022042323/5f0dbdd67e708231d43bdb4f/html5/thumbnails/24.jpg)
Normal malzemenin davranışı.A. Eğer deney x’te durdurulup, beklenmeden devam ettirilirse, eğri kaldığıyerden devam eder.B. Eğer deney y’de durdurulup 100-200 oC civarında ısıl aktivasyonuygulanırsa ve soğutulan malzemeye yeniden çekme uygulanırsa, belirginakma noktası tekrar görülür.
Deformasyon Yaşlanması
![Page 25: MARMARA ÜNİVERSİTESİ TEKNOLOJİ FAKÜLTESİ MAKİNE … › wp-content › uploads › 2013 › 05 › ... · 2019-12-06 · MALZEME BİLİMİ Malzemelerin Mekanik Özellikleri](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022042323/5f0dbdd67e708231d43bdb4f/html5/thumbnails/25.jpg)
Deneme (Proof veya Offset) Akma DayanımıMalzemelerde elastik davranıştan plastik davranışa geçişgerilmesi kolaylıkla tespit edilemediğinde, akma gerilmesi:
Orijinden 0,002 deneme gerinimiile gerilme-gerinim eğrisininbaşlangıç kısmına paralel birçizgi çizilebilir.%0,2 deneme akma gerilmesi,gerilme-gerinim eğrisinde çizilenkesikli çizgiyi kesen gerilmedir.
![Page 26: MARMARA ÜNİVERSİTESİ TEKNOLOJİ FAKÜLTESİ MAKİNE … › wp-content › uploads › 2013 › 05 › ... · 2019-12-06 · MALZEME BİLİMİ Malzemelerin Mekanik Özellikleri](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022042323/5f0dbdd67e708231d43bdb4f/html5/thumbnails/26.jpg)
Düşük ve Yüksek Akma Değerleri
![Page 27: MARMARA ÜNİVERSİTESİ TEKNOLOJİ FAKÜLTESİ MAKİNE … › wp-content › uploads › 2013 › 05 › ... · 2019-12-06 · MALZEME BİLİMİ Malzemelerin Mekanik Özellikleri](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022042323/5f0dbdd67e708231d43bdb4f/html5/thumbnails/27.jpg)
![Page 28: MARMARA ÜNİVERSİTESİ TEKNOLOJİ FAKÜLTESİ MAKİNE … › wp-content › uploads › 2013 › 05 › ... · 2019-12-06 · MALZEME BİLİMİ Malzemelerin Mekanik Özellikleri](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022042323/5f0dbdd67e708231d43bdb4f/html5/thumbnails/28.jpg)
Değişik mühendislik malzemeleri için tipik akma mukavemetleri.
![Page 29: MARMARA ÜNİVERSİTESİ TEKNOLOJİ FAKÜLTESİ MAKİNE … › wp-content › uploads › 2013 › 05 › ... · 2019-12-06 · MALZEME BİLİMİ Malzemelerin Mekanik Özellikleri](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022042323/5f0dbdd67e708231d43bdb4f/html5/thumbnails/29.jpg)
Çekme Dayanımı• Uygulanan en yüksek kuvvetle elde edilen gerilmedir.• Mühendislik gerilme-gerinim eğrisi üzerindeki maksimum
gerilmedir.• Pek çok sünek malzemede, bazı noktalarda bir bölge diğer
bölgelerden daha fazla şekil değiştirdiği ve kesit alandabüyük bir bölgesel daralma olduğu için, şekil değiştirmeuniform olmaz.
![Page 30: MARMARA ÜNİVERSİTESİ TEKNOLOJİ FAKÜLTESİ MAKİNE … › wp-content › uploads › 2013 › 05 › ... · 2019-12-06 · MALZEME BİLİMİ Malzemelerin Mekanik Özellikleri](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022042323/5f0dbdd67e708231d43bdb4f/html5/thumbnails/30.jpg)
![Page 31: MARMARA ÜNİVERSİTESİ TEKNOLOJİ FAKÜLTESİ MAKİNE … › wp-content › uploads › 2013 › 05 › ... · 2019-12-06 · MALZEME BİLİMİ Malzemelerin Mekanik Özellikleri](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022042323/5f0dbdd67e708231d43bdb4f/html5/thumbnails/31.jpg)
Gerçek Gerilme Gerçek Gerinim
Çekme için gerekli yükünazalmasına karşın,yükün uygulandığı alanındaha fazlaküçülmesinden dolayıboyun verme başladıktansonra gerçek gerilmeyükselir.
![Page 32: MARMARA ÜNİVERSİTESİ TEKNOLOJİ FAKÜLTESİ MAKİNE … › wp-content › uploads › 2013 › 05 › ... · 2019-12-06 · MALZEME BİLİMİ Malzemelerin Mekanik Özellikleri](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022042323/5f0dbdd67e708231d43bdb4f/html5/thumbnails/32.jpg)
Gevrek Davran Davranış
Sünek malzemeler çekmedayanımında, maksimumagiden gerilme-gerinimeğrisi sergilerler.Çok gevrek malzemelerin,kopma noktalarında çekmeve kopma dayanımı aynıolur.
![Page 33: MARMARA ÜNİVERSİTESİ TEKNOLOJİ FAKÜLTESİ MAKİNE … › wp-content › uploads › 2013 › 05 › ... · 2019-12-06 · MALZEME BİLİMİ Malzemelerin Mekanik Özellikleri](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022042323/5f0dbdd67e708231d43bdb4f/html5/thumbnails/33.jpg)
A; Akma dayanımı
Ç; Çekme dayanımı
Elastiklik modülü
k; Kopma gerilmesi
Kopma uzaması
Elastik Sınır
Plastik deformasyon
Elastik deformasyon
A noktası
T (= E + P)E
P
![Page 34: MARMARA ÜNİVERSİTESİ TEKNOLOJİ FAKÜLTESİ MAKİNE … › wp-content › uploads › 2013 › 05 › ... · 2019-12-06 · MALZEME BİLİMİ Malzemelerin Mekanik Özellikleri](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022042323/5f0dbdd67e708231d43bdb4f/html5/thumbnails/34.jpg)
Süneklik / Gevreklik / Tokluk / Rezilyans
• Süneklik: Plastik şekil değiştirme kabiliyetini ifade eder. Bu değerinbüyümesi, malzeme kopana kadar daha büyük plastik şekil değiştirmegöstermesi anlamına gelir. Kopma uzaması ve alan daralmasıparametreleri ile ifade edilebilir.
• Gevreklik: Plastik şekil değiştirme kabiliyetinin olmaması durumunuifade eder. Eğri bazen elastik sınırda bazen de elastik sınıra çok yakınbir noktada son bulur.
• Tokluk: Malzemenin kopana dek absorbe ettiği toplam enerjiyi ifadeeder. - eğrisinin altında kalan alana eşittir. Sünek malzemelerintokluğu gevrek malzemelere göre daha yüksektir.
• Rezilyans: Malzemenin elastik şekil değişimi sırasında depoladığıenerjidir. - eğrisinde elastik bölgenin altında kalan alana eşittir.
34
![Page 35: MARMARA ÜNİVERSİTESİ TEKNOLOJİ FAKÜLTESİ MAKİNE … › wp-content › uploads › 2013 › 05 › ... · 2019-12-06 · MALZEME BİLİMİ Malzemelerin Mekanik Özellikleri](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022042323/5f0dbdd67e708231d43bdb4f/html5/thumbnails/35.jpg)
Ao = İlk kesit alanıAk = Kopmadan sonra
ölçülen kesit alanıo
ko
AAA
• Kesit daralması: Ak, Eğriden bulunamaz.
lk = Kopma anında ölçü boyulo = ilk ölçü boyu
• Kopma uzaması; lk, eğriden de bulunabilir.
o
ok
lll
Süneklik
![Page 36: MARMARA ÜNİVERSİTESİ TEKNOLOJİ FAKÜLTESİ MAKİNE … › wp-content › uploads › 2013 › 05 › ... · 2019-12-06 · MALZEME BİLİMİ Malzemelerin Mekanik Özellikleri](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022042323/5f0dbdd67e708231d43bdb4f/html5/thumbnails/36.jpg)
Statik Tokluk
dTokluk
Tokluk malzeme kırılıncaya kadar harcadığı enerjiyi ifade eder. - eğrisinin altında kalan alandır.
![Page 37: MARMARA ÜNİVERSİTESİ TEKNOLOJİ FAKÜLTESİ MAKİNE … › wp-content › uploads › 2013 › 05 › ... · 2019-12-06 · MALZEME BİLİMİ Malzemelerin Mekanik Özellikleri](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022042323/5f0dbdd67e708231d43bdb4f/html5/thumbnails/37.jpg)
Statik Tokluk
dTokluk
Malzemenin kırılana kadar ne kadar enerji yutacağının göstergesidir.
Orta süneklik
Gevrek
Yüksek süneklik
![Page 38: MARMARA ÜNİVERSİTESİ TEKNOLOJİ FAKÜLTESİ MAKİNE … › wp-content › uploads › 2013 › 05 › ... · 2019-12-06 · MALZEME BİLİMİ Malzemelerin Mekanik Özellikleri](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022042323/5f0dbdd67e708231d43bdb4f/html5/thumbnails/38.jpg)
Basit karbonlu çelik
Yay çelik
RezilyansRezilyans, - eğrisinde, elastik bölge altında kalan alandır. Elastikdavranış sırasında depoladığı enerjiyi ifade eder.
2..
:Rezilyans
0
eep
e
dU
![Page 39: MARMARA ÜNİVERSİTESİ TEKNOLOJİ FAKÜLTESİ MAKİNE … › wp-content › uploads › 2013 › 05 › ... · 2019-12-06 · MALZEME BİLİMİ Malzemelerin Mekanik Özellikleri](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022042323/5f0dbdd67e708231d43bdb4f/html5/thumbnails/39.jpg)
39
![Page 40: MARMARA ÜNİVERSİTESİ TEKNOLOJİ FAKÜLTESİ MAKİNE … › wp-content › uploads › 2013 › 05 › ... · 2019-12-06 · MALZEME BİLİMİ Malzemelerin Mekanik Özellikleri](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022042323/5f0dbdd67e708231d43bdb4f/html5/thumbnails/40.jpg)
Gevrek Malzemelerde Eğme Testi
Eğme testi: Malzemenin statik veya yavaş uygulanan yüke gösterdiğidirenci ölçer. Malzeme iki ucundan desteklenerek yük malzemenin ortasınauygulanır.Flexural mukavemet veya kırılma modülü: Eğme testinde numuneninkırılması için gerekli gerilim.Flexural modul: Eğme testi sonuçlarından hesaplanan elastisite modülüdür.Bu gerilim-defleksiyon eğrisinin eğimidir.
Gevrek malzemelerin gerilim-gerinimeğrilerinin sünek malzemelerlekarşılaştırması.
![Page 41: MARMARA ÜNİVERSİTESİ TEKNOLOJİ FAKÜLTESİ MAKİNE … › wp-content › uploads › 2013 › 05 › ... · 2019-12-06 · MALZEME BİLİMİ Malzemelerin Mekanik Özellikleri](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022042323/5f0dbdd67e708231d43bdb4f/html5/thumbnails/41.jpg)
Gevrek Malzemelerde Eğme Testi
(a) Gevrek malzemelerin gerilimini ölçmede kullanılan eğme testi(b) eğme testi ile bulunan defleksiyon δ.
![Page 42: MARMARA ÜNİVERSİTESİ TEKNOLOJİ FAKÜLTESİ MAKİNE … › wp-content › uploads › 2013 › 05 › ... · 2019-12-06 · MALZEME BİLİMİ Malzemelerin Mekanik Özellikleri](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022042323/5f0dbdd67e708231d43bdb4f/html5/thumbnails/42.jpg)
Gevrek Malzemelerde Eğme Testi
MgO’nun eğme testindenelde edilen gerilimdefleksiyon eğrisi
![Page 43: MARMARA ÜNİVERSİTESİ TEKNOLOJİ FAKÜLTESİ MAKİNE … › wp-content › uploads › 2013 › 05 › ... · 2019-12-06 · MALZEME BİLİMİ Malzemelerin Mekanik Özellikleri](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022042323/5f0dbdd67e708231d43bdb4f/html5/thumbnails/43.jpg)
Elastik Şekil Değişimi
![Page 44: MARMARA ÜNİVERSİTESİ TEKNOLOJİ FAKÜLTESİ MAKİNE … › wp-content › uploads › 2013 › 05 › ... · 2019-12-06 · MALZEME BİLİMİ Malzemelerin Mekanik Özellikleri](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022042323/5f0dbdd67e708231d43bdb4f/html5/thumbnails/44.jpg)
0.2
Ç
K
0.002
Plastik Bölge
![Page 45: MARMARA ÜNİVERSİTESİ TEKNOLOJİ FAKÜLTESİ MAKİNE … › wp-content › uploads › 2013 › 05 › ... · 2019-12-06 · MALZEME BİLİMİ Malzemelerin Mekanik Özellikleri](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022042323/5f0dbdd67e708231d43bdb4f/html5/thumbnails/45.jpg)
Elastik Şekil Değişimi
a
Elastik şekil değişiminde atomsal bağlardaki uzamalar.
E, Elastiklik modülü
![Page 46: MARMARA ÜNİVERSİTESİ TEKNOLOJİ FAKÜLTESİ MAKİNE … › wp-content › uploads › 2013 › 05 › ... · 2019-12-06 · MALZEME BİLİMİ Malzemelerin Mekanik Özellikleri](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022042323/5f0dbdd67e708231d43bdb4f/html5/thumbnails/46.jpg)
Elastik şekil değişimi
• Elastik bölgede Hook Kanunu geçerlidir.• Gerilme ile birim uzama lineer olarak değişir.• Kuvvet kalkınca, elastik uzama ortadan kalkar.• E, Elastiklik Modülü, lineer kısmın eğimine eşittir.
– Malzemenin karakteristik özelliğidir (malzemedenmalzemeye değişir)
– E büyüdükçe malzeme daha rijit hale gelir yanigerilme ile daha az şekil değişimi gösterir.Küçüldükçe daha elastik davranır.
![Page 47: MARMARA ÜNİVERSİTESİ TEKNOLOJİ FAKÜLTESİ MAKİNE … › wp-content › uploads › 2013 › 05 › ... · 2019-12-06 · MALZEME BİLİMİ Malzemelerin Mekanik Özellikleri](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022042323/5f0dbdd67e708231d43bdb4f/html5/thumbnails/47.jpg)
E = Normal gerilme = Birim şekil değişimiE = Elastiklik modülü
G = Kayma gerilmesi = Kayma birim şekil değişimiG = kayma modülü
Hook Kanunu
Kayma gerilmesiNormal gerilme
![Page 48: MARMARA ÜNİVERSİTESİ TEKNOLOJİ FAKÜLTESİ MAKİNE … › wp-content › uploads › 2013 › 05 › ... · 2019-12-06 · MALZEME BİLİMİ Malzemelerin Mekanik Özellikleri](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022042323/5f0dbdd67e708231d43bdb4f/html5/thumbnails/48.jpg)
E’ye (Elastiklik modülüne) etki eden parametreler:• Kimyasal bileşim (Al ve çelikte farklı)• Ortam sıcaklığından etkilenir.• Isıl işlemden etkilenmez (Aynı çeliğin yumuşak hali
ile sertleştirilmiş hali aynı E’ye sahiptir).
![Page 49: MARMARA ÜNİVERSİTESİ TEKNOLOJİ FAKÜLTESİ MAKİNE … › wp-content › uploads › 2013 › 05 › ... · 2019-12-06 · MALZEME BİLİMİ Malzemelerin Mekanik Özellikleri](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022042323/5f0dbdd67e708231d43bdb4f/html5/thumbnails/49.jpg)
E, bir malzeme özelliğidir. E, kimyasal kompozisyondan etkilenir. ÇelikAlüminyuma göre daha rijittir.
Kimyasal kompozisyonun etkisi
![Page 50: MARMARA ÜNİVERSİTESİ TEKNOLOJİ FAKÜLTESİ MAKİNE … › wp-content › uploads › 2013 › 05 › ... · 2019-12-06 · MALZEME BİLİMİ Malzemelerin Mekanik Özellikleri](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022042323/5f0dbdd67e708231d43bdb4f/html5/thumbnails/50.jpg)
Sıcaklık arttıkça E, azalır.
Sıcaklığın Etkisi
![Page 51: MARMARA ÜNİVERSİTESİ TEKNOLOJİ FAKÜLTESİ MAKİNE … › wp-content › uploads › 2013 › 05 › ... · 2019-12-06 · MALZEME BİLİMİ Malzemelerin Mekanik Özellikleri](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022042323/5f0dbdd67e708231d43bdb4f/html5/thumbnails/51.jpg)
Poisson Oranı
de)malzemeler (izotropik
z
y
z
x
• Malzemelerin elastik özelliklerini belirleyen diğer birparametredir.
• Elastik şekil değişimi sırasında malzeme hacmindedeğişiklik olur (plastik deformasyonda hacim sabit kalır).
• Çekme yönünde malzeme uzarken buna dik yönde kısalmagerçekleşir. Aradaki oran poisson oranı ile belirlenir.
![Page 52: MARMARA ÜNİVERSİTESİ TEKNOLOJİ FAKÜLTESİ MAKİNE … › wp-content › uploads › 2013 › 05 › ... · 2019-12-06 · MALZEME BİLİMİ Malzemelerin Mekanik Özellikleri](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022042323/5f0dbdd67e708231d43bdb4f/html5/thumbnails/52.jpg)
• Metaller için 0,28 ile 0,32 arasında değişir. Genelde 0,3 tür (elastik Ş.D.).
• Plastik şekil değişiminde hacim sabit kalır ve poisson oranı 0,5 değeri alır.
![Page 53: MARMARA ÜNİVERSİTESİ TEKNOLOJİ FAKÜLTESİ MAKİNE … › wp-content › uploads › 2013 › 05 › ... · 2019-12-06 · MALZEME BİLİMİ Malzemelerin Mekanik Özellikleri](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022042323/5f0dbdd67e708231d43bdb4f/html5/thumbnails/53.jpg)
Çelik ve alüminyumun elastikdavranışlarının karşılaştırılması.Belirli bir gerilim için alüminyumçelikten üç kez fazla elastikolarak deforme olur
![Page 54: MARMARA ÜNİVERSİTESİ TEKNOLOJİ FAKÜLTESİ MAKİNE … › wp-content › uploads › 2013 › 05 › ... · 2019-12-06 · MALZEME BİLİMİ Malzemelerin Mekanik Özellikleri](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022042323/5f0dbdd67e708231d43bdb4f/html5/thumbnails/54.jpg)
Değişik mühendislik malzemelerinin elastik modülleri
![Page 55: MARMARA ÜNİVERSİTESİ TEKNOLOJİ FAKÜLTESİ MAKİNE … › wp-content › uploads › 2013 › 05 › ... · 2019-12-06 · MALZEME BİLİMİ Malzemelerin Mekanik Özellikleri](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022042323/5f0dbdd67e708231d43bdb4f/html5/thumbnails/55.jpg)
55
Plastik Şekil Değişimi
![Page 56: MARMARA ÜNİVERSİTESİ TEKNOLOJİ FAKÜLTESİ MAKİNE … › wp-content › uploads › 2013 › 05 › ... · 2019-12-06 · MALZEME BİLİMİ Malzemelerin Mekanik Özellikleri](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022042323/5f0dbdd67e708231d43bdb4f/html5/thumbnails/56.jpg)
• Malzemelerin dayanımını ifade eden Akmadayanımının üzerinde gerilmeler uygulanmasıdurumunda plastik şekil değişimleri (kalıcı-geridönüşsüz) (PŞD) başlar.
• Bu noktada PŞD, dislokasyonlar kaymayabaşlamasıyla meydana gelir.
a
56
Plastik Şekil Değişimi
![Page 57: MARMARA ÜNİVERSİTESİ TEKNOLOJİ FAKÜLTESİ MAKİNE … › wp-content › uploads › 2013 › 05 › ... · 2019-12-06 · MALZEME BİLİMİ Malzemelerin Mekanik Özellikleri](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022042323/5f0dbdd67e708231d43bdb4f/html5/thumbnails/57.jpg)
57
• PŞD’de sıcaklık seviyelerine bağlı olarak farklı şekildeğiştirme mekanizmaları mevcuttur.
• Bunlar;1. Soğuk plastik şekil değiştirme,2. Sıcak plastik şekil değiştirme3. Ilık plastik şekil değiştirme
• Bu sıcaklık seviyeleri benzeş sıcaklık ile belirlenir.
Plastik Şekil Değişimi
![Page 58: MARMARA ÜNİVERSİTESİ TEKNOLOJİ FAKÜLTESİ MAKİNE … › wp-content › uploads › 2013 › 05 › ... · 2019-12-06 · MALZEME BİLİMİ Malzemelerin Mekanik Özellikleri](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022042323/5f0dbdd67e708231d43bdb4f/html5/thumbnails/58.jpg)
Benzeş Sıcaklık (Homologous Temperature)
TE = Malzemenin erime sıcaklığıTÇ = Çalışma sıcaklığı
KTKT
T oE
oÇ
B
58
0 < TB < 0.25 Soğuk Şekil Değişimi0.25 < TB < 0.5 Ilık Şekil değişimi0.5 < TB < 1 Sıcak Şekil değişimi
![Page 59: MARMARA ÜNİVERSİTESİ TEKNOLOJİ FAKÜLTESİ MAKİNE … › wp-content › uploads › 2013 › 05 › ... · 2019-12-06 · MALZEME BİLİMİ Malzemelerin Mekanik Özellikleri](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022042323/5f0dbdd67e708231d43bdb4f/html5/thumbnails/59.jpg)
Sıcak şekil değiştirmeŞekil değişiminin sıcakta gerçekleşmesi ile ısıl aktivasyonmekanizmaları aktif hale gelir.
• Pekleşme olamaz:– Kenar dislokasyonlarda tırmanma (climb)– Vida dislokasyonlarında çapraz kayma (cross slip)
Mekanizmaları aktif hale gelir ve dislokasyonlar engellerden kurtularakkaymaya devam ederler.
• Dislokasyon yoğunluk artışı olmaz. Pozitif ve negatif kenardislokasyonları üst üste dizilip tam düzlem haline gelir ve dislokasyonyoğunluğunu azalır.
• Tane sınırı kayması olur: Artan sıcaklıkla birlikte taneleri bir aradatutan kuvvet azalır. Difüzyon mekanizmasının etkinleşmesi ile tanelerbirbirleri üzerinde kayarlar.
![Page 60: MARMARA ÜNİVERSİTESİ TEKNOLOJİ FAKÜLTESİ MAKİNE … › wp-content › uploads › 2013 › 05 › ... · 2019-12-06 · MALZEME BİLİMİ Malzemelerin Mekanik Özellikleri](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022042323/5f0dbdd67e708231d43bdb4f/html5/thumbnails/60.jpg)
(a) Dislokasyon tırmanması: artan atom arayer veya boşluklara yerleşebilir
(b) Fazla atomların eklenmesi dislokasyon aşağı inebilir.
Sıcaklığın artması ile;• Elastiklik modülü azalır,• Pekleşme etkisi azalır veya
ortandan kalkar.
![Page 61: MARMARA ÜNİVERSİTESİ TEKNOLOJİ FAKÜLTESİ MAKİNE … › wp-content › uploads › 2013 › 05 › ... · 2019-12-06 · MALZEME BİLİMİ Malzemelerin Mekanik Özellikleri](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022042323/5f0dbdd67e708231d43bdb4f/html5/thumbnails/61.jpg)
Kristal Yapı• YMK; sünek ve tok,• SDH; gevrek,• HMK; bazı şartlarda gevrek bazılarında tok davranmaktadır.• Belirli bir sıcaklık altında HMK tokluğunu yitirerek gevrek davranış
göstermeye başlar. Bu sıcaklığa “Sünek-gevrek geçiş sıcaklığı”adı verilir (ductile-brittle transition temperature).
![Page 62: MARMARA ÜNİVERSİTESİ TEKNOLOJİ FAKÜLTESİ MAKİNE … › wp-content › uploads › 2013 › 05 › ... · 2019-12-06 · MALZEME BİLİMİ Malzemelerin Mekanik Özellikleri](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022042323/5f0dbdd67e708231d43bdb4f/html5/thumbnails/62.jpg)
Kristal Yapı/Sıcaklık
HMK’de ki bu düşüşün sebebinin arayer atomalarının düşük sıcaklıklarda, dislokasyonhareketlerini engellemesi olarak düşünülür. Nispeten yüksek sıcaklıklardadislokasyonlar engellerden kurtulabildiği düşünülmekte ve bu yüzden darbe enerjisiniarttığı varsayılmaktadır.
SDH
![Page 63: MARMARA ÜNİVERSİTESİ TEKNOLOJİ FAKÜLTESİ MAKİNE … › wp-content › uploads › 2013 › 05 › ... · 2019-12-06 · MALZEME BİLİMİ Malzemelerin Mekanik Özellikleri](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022042323/5f0dbdd67e708231d43bdb4f/html5/thumbnails/63.jpg)
Sünek-gevrek Geçiş Sıcaklığı
2minmax@ EETgT
![Page 64: MARMARA ÜNİVERSİTESİ TEKNOLOJİ FAKÜLTESİ MAKİNE … › wp-content › uploads › 2013 › 05 › ... · 2019-12-06 · MALZEME BİLİMİ Malzemelerin Mekanik Özellikleri](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022042323/5f0dbdd67e708231d43bdb4f/html5/thumbnails/64.jpg)
Kompozisyon• HMK’de geçiş sıcaklığı, kimyasal bileşimden çok etkilenir.• Örneğin, C artarsa Tg artar. Mn (ve Ni) artarsa Tg azalır. Düşük
sıcaklıklarda yüksek tokluk için ideal alaşım elementleridir.
![Page 65: MARMARA ÜNİVERSİTESİ TEKNOLOJİ FAKÜLTESİ MAKİNE … › wp-content › uploads › 2013 › 05 › ... · 2019-12-06 · MALZEME BİLİMİ Malzemelerin Mekanik Özellikleri](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022042323/5f0dbdd67e708231d43bdb4f/html5/thumbnails/65.jpg)
65
Oda sıcaklığı;
• Fe, Cu, Al gibi bir çok metal için soğuk şekildeğişim bölgesi iken
• Pb, Sn gibi düşük erime sıcaklığına sahipmalzemeler için sıcak şekil değişim bölgesiolur.
![Page 66: MARMARA ÜNİVERSİTESİ TEKNOLOJİ FAKÜLTESİ MAKİNE … › wp-content › uploads › 2013 › 05 › ... · 2019-12-06 · MALZEME BİLİMİ Malzemelerin Mekanik Özellikleri](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022042323/5f0dbdd67e708231d43bdb4f/html5/thumbnails/66.jpg)
66
Soğuk Şekil DeğiştirmeSoğuk şekil değişiminde iki tür şekil değiştirme mekanizması etkin olabilir.1. Kayma2. İkizleme
PŞD, kayma ile yani dislokasyonlarınkayarak hareket etmeleri ile gerçekleşir.
Kaymanın zor olduğu durumlarda plastikşekil değişimi ikizleme (twinning) ilegerçekleşir.
![Page 67: MARMARA ÜNİVERSİTESİ TEKNOLOJİ FAKÜLTESİ MAKİNE … › wp-content › uploads › 2013 › 05 › ... · 2019-12-06 · MALZEME BİLİMİ Malzemelerin Mekanik Özellikleri](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022042323/5f0dbdd67e708231d43bdb4f/html5/thumbnails/67.jpg)
0.2
Ç
K
0.002
Soğuk Şekil Değiştirme
Normal çekme deneyi Soğuk ŞekilDeğiştirme alanında gerçekleştiğiiçin aynı eğri elde edilir.
![Page 68: MARMARA ÜNİVERSİTESİ TEKNOLOJİ FAKÜLTESİ MAKİNE … › wp-content › uploads › 2013 › 05 › ... · 2019-12-06 · MALZEME BİLİMİ Malzemelerin Mekanik Özellikleri](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022042323/5f0dbdd67e708231d43bdb4f/html5/thumbnails/68.jpg)
Kayma: Pekleşme Kavramı• Plastik deformasyon sırasında, dislokasyonlar kayma
düzlemlerinde kayarak hareket ederler.• Fakat bu sırada yeni dislokasyonlar meydana gelir ve
yoğunlukları artar.• Sayılarının artması ile birbirlerinin hareketini
engellemeye veya başka engellere (boşluk, yer alan,ara yer, tane sınırı, çökelti, vs.) takılmaya başlarlar.
• Böylece hareketleri için daha yüksek gerilmeler gerekir.• Bu durum deformasyon sertleşmesi veya Pekleşme
(strain hardening-work hardening) olarak adlandırılır.
![Page 69: MARMARA ÜNİVERSİTESİ TEKNOLOJİ FAKÜLTESİ MAKİNE … › wp-content › uploads › 2013 › 05 › ... · 2019-12-06 · MALZEME BİLİMİ Malzemelerin Mekanik Özellikleri](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022042323/5f0dbdd67e708231d43bdb4f/html5/thumbnails/69.jpg)
Homojen PŞD Bölgesi
• - eğrisinin akma noktası ile tepe noktası (boyunverme) arasında kalan kısmıdır.Açıklama:
• PŞD’de parça uzunluğu sürekli artar. Hacim sabit kalır veuzunluktaki artış kesit alanında daralma ile dengelenir.
• Akma noktasından sonra tepe noktasına kadar malzemepekleşir ve daha çok gerilme gerekir fakat PŞD oldukçakesit küçülür böylece gerilme artar bu iki durum birbirinidengeler.
![Page 70: MARMARA ÜNİVERSİTESİ TEKNOLOJİ FAKÜLTESİ MAKİNE … › wp-content › uploads › 2013 › 05 › ... · 2019-12-06 · MALZEME BİLİMİ Malzemelerin Mekanik Özellikleri](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022042323/5f0dbdd67e708231d43bdb4f/html5/thumbnails/70.jpg)
• - eğrisinin tepe noktası (boyun verme) ile kopmanoktası arasında kalan kısmıdır.Açıklama:
• Tepe noktasından (çekme dayanımı) sonra plastikkararsızlık başlar. Kesit bir bölgede hızla daralmayabaşlar ve malzeme boyun (neck) verir.
• Şekil değişimi için gereken kuvvet azalır. Bu nedenle eğriaşağı doğru döner. Belli bir noktada kopma gerçekleşir.
Homojen PŞD Bölgesi
![Page 71: MARMARA ÜNİVERSİTESİ TEKNOLOJİ FAKÜLTESİ MAKİNE … › wp-content › uploads › 2013 › 05 › ... · 2019-12-06 · MALZEME BİLİMİ Malzemelerin Mekanik Özellikleri](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022042323/5f0dbdd67e708231d43bdb4f/html5/thumbnails/71.jpg)
0.2
Ç
0.002
Akma noktasından sonra homojen PŞD (pekleşme / kesit daralması dengesi)
Boyun verme başlangıcı
Max noktadan sonra heterojenPŞD (dengenin bozulması)
Kırılma (kopma)a
![Page 72: MARMARA ÜNİVERSİTESİ TEKNOLOJİ FAKÜLTESİ MAKİNE … › wp-content › uploads › 2013 › 05 › ... · 2019-12-06 · MALZEME BİLİMİ Malzemelerin Mekanik Özellikleri](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022042323/5f0dbdd67e708231d43bdb4f/html5/thumbnails/72.jpg)
Homojen PŞD Bölgesi
![Page 73: MARMARA ÜNİVERSİTESİ TEKNOLOJİ FAKÜLTESİ MAKİNE … › wp-content › uploads › 2013 › 05 › ... · 2019-12-06 · MALZEME BİLİMİ Malzemelerin Mekanik Özellikleri](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022042323/5f0dbdd67e708231d43bdb4f/html5/thumbnails/73.jpg)
Çekme Dayanım Değerleri
![Page 74: MARMARA ÜNİVERSİTESİ TEKNOLOJİ FAKÜLTESİ MAKİNE … › wp-content › uploads › 2013 › 05 › ... · 2019-12-06 · MALZEME BİLİMİ Malzemelerin Mekanik Özellikleri](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022042323/5f0dbdd67e708231d43bdb4f/html5/thumbnails/74.jpg)
Çekme diyagramından elde edilen veriler
• E, Elastiklik modülü• a, Akma dayanımı• ç, Çekme dayanımı• k, Kopma gerilmesi• , Kopma uzaması• , Kesit daralması• ün, Üniform uzama• Statik tokluk• Rezilyans
Ayrıca her hangi bir noktada• Elastik şekil değişim miktarı• Plastik şekil değişim miktarı,
vs bulunabilir
![Page 75: MARMARA ÜNİVERSİTESİ TEKNOLOJİ FAKÜLTESİ MAKİNE … › wp-content › uploads › 2013 › 05 › ... · 2019-12-06 · MALZEME BİLİMİ Malzemelerin Mekanik Özellikleri](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022042323/5f0dbdd67e708231d43bdb4f/html5/thumbnails/75.jpg)
Gerçek Gerilme-birim şekil değiştirme
• Şu ana kadar hesaplamalarda başlangıçta geometrikveriler kullanıldı. Bu şekilde hesaplanan veriler“Mühendislik” değerlerdir.
• Gerçekte plastik şekil değiştirme ile birlikte kesit alanı(hacmin sabit kalması ile) sürekli azalır.
• Bu şekilde elde edilen veriler “Gerçek” değerdir.• Özellikle metal şekillendirme uygulamalarında gerçek
değerler kullanılır.
75
![Page 76: MARMARA ÜNİVERSİTESİ TEKNOLOJİ FAKÜLTESİ MAKİNE … › wp-content › uploads › 2013 › 05 › ... · 2019-12-06 · MALZEME BİLİMİ Malzemelerin Mekanik Özellikleri](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022042323/5f0dbdd67e708231d43bdb4f/html5/thumbnails/76.jpg)
76
oAF
ldld g
1 oll
)1(
oog lA
lFAF
1oo
o
o ll
lll
ll
o
l
lg l
lldl
o
ln
)1ln( g
Mühendislik birim uzama.Gerçek birim uzama.
llAA lAlA o
ooo PŞD de Hacim sabit kalır.
Gerçek gerilme.Mühendislik Gerilme.
![Page 77: MARMARA ÜNİVERSİTESİ TEKNOLOJİ FAKÜLTESİ MAKİNE … › wp-content › uploads › 2013 › 05 › ... · 2019-12-06 · MALZEME BİLİMİ Malzemelerin Mekanik Özellikleri](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022042323/5f0dbdd67e708231d43bdb4f/html5/thumbnails/77.jpg)
77
Şekil : Gerçek ve mühendislik - (Gerilme-Gerinme) eğrileri.
Gerçek değerlere göre çizilen gerçekgerilme-birim uzama eğrisine “Akmaeğrisi” (Flow curve) de denir.
• Elastik bölgede fark yoktur.• Boyun vermeden sonra homojen
olmayan şekil değişiminden dolayıuzama hesaplanamaz.
1’
4’
2’3’
xxx
x
1
4
23 xxx
![Page 78: MARMARA ÜNİVERSİTESİ TEKNOLOJİ FAKÜLTESİ MAKİNE … › wp-content › uploads › 2013 › 05 › ... · 2019-12-06 · MALZEME BİLİMİ Malzemelerin Mekanik Özellikleri](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022042323/5f0dbdd67e708231d43bdb4f/html5/thumbnails/78.jpg)
Sıcak Şekil DeğiştirmeŞekil değişiminin sıcakta gerçekleşmesi ile ısıl aktivasyonmekanizmaları aktif hale gelir.
• Pekleşme olamaz:– Kenar dislokasyonlarda tırmanma (climb)– Vida dislokasyonlarında çapraz kayma (cross slip)
Mekanizmaları aktif hale gelir ve dislokasyonlar engellerden kurtularakkaymaya devam ederler.
• Dislokasyon yoğunluk artışı olmaz. Pozitif ve negatif kenardislokasyonları üst üste dizilip tam düzlem haline gelir ve dislokasyonyoğunluğu azalır.
• Tane sınırı kayması olur: Artan sıcaklıkla birlikte taneleri bir aradatutan kuvvet azalır. Difüzyon mekanizmasının etkinleşmesi ile tanelerbirbirleri üzerinde kayarlar.
![Page 79: MARMARA ÜNİVERSİTESİ TEKNOLOJİ FAKÜLTESİ MAKİNE … › wp-content › uploads › 2013 › 05 › ... · 2019-12-06 · MALZEME BİLİMİ Malzemelerin Mekanik Özellikleri](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022042323/5f0dbdd67e708231d43bdb4f/html5/thumbnails/79.jpg)
79
(a) Dislokasyon tırmanması: Artan atom arayerveya boşluklara yerleşebilir
(b) Fazla atomların eklenmesi ile dislokasyonaşağı inebilir.
Sıcaklığın artması ile;• Elastiklik modülü azalır,• Pekleşme etkisi azalır veya
ortadan kalkar.
![Page 80: MARMARA ÜNİVERSİTESİ TEKNOLOJİ FAKÜLTESİ MAKİNE … › wp-content › uploads › 2013 › 05 › ... · 2019-12-06 · MALZEME BİLİMİ Malzemelerin Mekanik Özellikleri](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022042323/5f0dbdd67e708231d43bdb4f/html5/thumbnails/80.jpg)
Darbe DeneyiDarbe testi: Malzemenin ani yük altında kırılmadan absorbe etmeyeteneğini ölçer.Darbe Enerjisi: Yük aniden uygulandığında numunenin kırılması içingerekli enerjidir.Darbe tokluğu: Malzemenin (genelde çentiklenmiş numunenin) kırılmaesnasında çarpma testinde absorbe edilen enerjidir.Kırılma Tokluğu: Malzemede hatanın varlığında malzemenin kırılmayagösterdiği dirençtir.
![Page 81: MARMARA ÜNİVERSİTESİ TEKNOLOJİ FAKÜLTESİ MAKİNE … › wp-content › uploads › 2013 › 05 › ... · 2019-12-06 · MALZEME BİLİMİ Malzemelerin Mekanik Özellikleri](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022042323/5f0dbdd67e708231d43bdb4f/html5/thumbnails/81.jpg)
Darbe DeneyiÇentik darbe deneyi, malzemeyi gevrek davranmaya iten şartlar altındamalzemenin dinamik tokluğunu ölçmek için yapılır.Normal şartlarda sünek malzeme Üç eksenli yükleme hali Düşük sıcaklıkta zorlama Kuvvetin ani uygulanması (darbe)durumlarında plastik şekil değişimine imkan bulamaz ve gevrek davranışgösterirler.Bu şartlardan biri veya bir kaçı gerçekleşmişse malzeme gevrekdavranabilir.Bu amaç için Charpy (üç noktadan eğme) veya Izod (ankastre eğme)deneyleri mevcuttur.
![Page 82: MARMARA ÜNİVERSİTESİ TEKNOLOJİ FAKÜLTESİ MAKİNE … › wp-content › uploads › 2013 › 05 › ... · 2019-12-06 · MALZEME BİLİMİ Malzemelerin Mekanik Özellikleri](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022042323/5f0dbdd67e708231d43bdb4f/html5/thumbnails/82.jpg)
Darbe DeneyiDarbe Deneyinin Yap YapısıAni darbelere karşı direnci iyi olan malzeme seçmek için malzemeninkopmaya karşı direnci darbe testiyle ölçülür.
Charpy Darbe Deneyi
![Page 83: MARMARA ÜNİVERSİTESİ TEKNOLOJİ FAKÜLTESİ MAKİNE … › wp-content › uploads › 2013 › 05 › ... · 2019-12-06 · MALZEME BİLİMİ Malzemelerin Mekanik Özellikleri](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022042323/5f0dbdd67e708231d43bdb4f/html5/thumbnails/83.jpg)
• Belli bir potansiyel enerjiyesahip kütle V-çentik açılmışnumuneye çarptırılır.
• Numunenin kırılması içingereken enerji “Darbe Enerjisi -Ek” saptanır.
)'( hhmgEk
![Page 84: MARMARA ÜNİVERSİTESİ TEKNOLOJİ FAKÜLTESİ MAKİNE … › wp-content › uploads › 2013 › 05 › ... · 2019-12-06 · MALZEME BİLİMİ Malzemelerin Mekanik Özellikleri](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022042323/5f0dbdd67e708231d43bdb4f/html5/thumbnails/84.jpg)
![Page 85: MARMARA ÜNİVERSİTESİ TEKNOLOJİ FAKÜLTESİ MAKİNE … › wp-content › uploads › 2013 › 05 › ... · 2019-12-06 · MALZEME BİLİMİ Malzemelerin Mekanik Özellikleri](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022042323/5f0dbdd67e708231d43bdb4f/html5/thumbnails/85.jpg)
Çarpma Testlerinden Elde Edilen ÖzelliklerSünek gevrek geçiş sıcaklığı: Çarpma testindemalzemenin gevrek davranış sergilediği sıcaklıkdeğeridir.Çentik duyarlılığı: Çentik, çizik veya diğer hatalarınmalzemenin özellikleri üzerine etkisini ölçer. Örnek:Tokluk, yorulma ömrü.
![Page 86: MARMARA ÜNİVERSİTESİ TEKNOLOJİ FAKÜLTESİ MAKİNE … › wp-content › uploads › 2013 › 05 › ... · 2019-12-06 · MALZEME BİLİMİ Malzemelerin Mekanik Özellikleri](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022042323/5f0dbdd67e708231d43bdb4f/html5/thumbnails/86.jpg)
Darbe enerjisine etki eden faktörlera) Dayanımb) Kristal yapı,c) Sıcaklık,d) Kimyasal bileşim
a) Dayanım:• Darbe deneylerin dinamik tokluğu belirlemektedir.• Fakat statik toklukla (- grafiğinin altındaki alan) arasında ilişki
vardır.• Dayanımı yüksek malzemeler darbeye karşı direnci zayıf olurken
düşük dayanımlı malzemelerin darbe dirençleri yüksek olabilir.
![Page 87: MARMARA ÜNİVERSİTESİ TEKNOLOJİ FAKÜLTESİ MAKİNE … › wp-content › uploads › 2013 › 05 › ... · 2019-12-06 · MALZEME BİLİMİ Malzemelerin Mekanik Özellikleri](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022042323/5f0dbdd67e708231d43bdb4f/html5/thumbnails/87.jpg)
Dayanım Enerjisi
![Page 88: MARMARA ÜNİVERSİTESİ TEKNOLOJİ FAKÜLTESİ MAKİNE … › wp-content › uploads › 2013 › 05 › ... · 2019-12-06 · MALZEME BİLİMİ Malzemelerin Mekanik Özellikleri](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022042323/5f0dbdd67e708231d43bdb4f/html5/thumbnails/88.jpg)
Kristal Yapı• YMK; sünek ve tok,
• SDH; gevrek,
• HMK; bazı şartlarda gevrek bazılarında tok davranmaktadır.
• Belirli bir sıcaklık altında HMK tokluğunu yitirerek gevrek davranış
göstermeye başlar. Bu sıcaklığa “Sünek-gevrek geçiş sıcaklığı”
(ductile-brittle transition temperature) adı verilir.
![Page 89: MARMARA ÜNİVERSİTESİ TEKNOLOJİ FAKÜLTESİ MAKİNE … › wp-content › uploads › 2013 › 05 › ... · 2019-12-06 · MALZEME BİLİMİ Malzemelerin Mekanik Özellikleri](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022042323/5f0dbdd67e708231d43bdb4f/html5/thumbnails/89.jpg)
Kristal Yapı/Sıcaklık
HMK’de ki bu düşüşünsebebinin arayer atomalarınındüşük sıcaklıklarda,dislokasyon hareketleriniengellemesi olarak düşünülür.Nispeten yüksek sıcaklıklardadislokasyonlar engellerdenkurtulabildiği düşünülmekte vebu yüzden darbe enerjisininarttığı varsayılmaktadır.
SDH
![Page 90: MARMARA ÜNİVERSİTESİ TEKNOLOJİ FAKÜLTESİ MAKİNE … › wp-content › uploads › 2013 › 05 › ... · 2019-12-06 · MALZEME BİLİMİ Malzemelerin Mekanik Özellikleri](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022042323/5f0dbdd67e708231d43bdb4f/html5/thumbnails/90.jpg)
Darbe Deneyinde SıcaklıkKullanım sırasında ani darbeye maruz kalabilecek malzeme, malzemeyikuşatan sıcaklığın altında bir geçiş sıcaklığına sahip olmalıdır.Yüksek sıcaklıklarda malzeme sünektir ve kopmadan önce gerilir.Düşük sıcaklıklarda malzeme gevrektir ve kopma noktasında çok az şekildeğişimi gözlenir.
![Page 91: MARMARA ÜNİVERSİTESİ TEKNOLOJİ FAKÜLTESİ MAKİNE … › wp-content › uploads › 2013 › 05 › ... · 2019-12-06 · MALZEME BİLİMİ Malzemelerin Mekanik Özellikleri](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022042323/5f0dbdd67e708231d43bdb4f/html5/thumbnails/91.jpg)
Sünek-gevrek Geçiş Sıcaklığı
2minmax@ EETgT
![Page 92: MARMARA ÜNİVERSİTESİ TEKNOLOJİ FAKÜLTESİ MAKİNE … › wp-content › uploads › 2013 › 05 › ... · 2019-12-06 · MALZEME BİLİMİ Malzemelerin Mekanik Özellikleri](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022042323/5f0dbdd67e708231d43bdb4f/html5/thumbnails/92.jpg)
HMK metaller belirgin geçiş sıcaklığınasahipken, YMK metaller belirgin geçişsıcaklığına sahip değildir.
Darbe Deneyinde Sıcaklık
![Page 93: MARMARA ÜNİVERSİTESİ TEKNOLOJİ FAKÜLTESİ MAKİNE … › wp-content › uploads › 2013 › 05 › ... · 2019-12-06 · MALZEME BİLİMİ Malzemelerin Mekanik Özellikleri](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022042323/5f0dbdd67e708231d43bdb4f/html5/thumbnails/93.jpg)
Kompozisyon• HMK’de geçiş sıcaklığı, kimyasal bileşimden çok etkilenir.• Örneğin, C artarsa Tg artar. Mn (ve Ni) artarsa Tg azalır. Düşük
sıcaklıklarda yüksek tokluk için ideal alaşım elementleridir.
![Page 94: MARMARA ÜNİVERSİTESİ TEKNOLOJİ FAKÜLTESİ MAKİNE … › wp-content › uploads › 2013 › 05 › ... · 2019-12-06 · MALZEME BİLİMİ Malzemelerin Mekanik Özellikleri](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022042323/5f0dbdd67e708231d43bdb4f/html5/thumbnails/94.jpg)
Çentik Hassasiyeti
Kötü işçilik, imalat ve tasarımın neden olduğu çentikler,gerilimlerin yoğunlaşmasına neden olur ve malzemenintokluğunu azaltır.Malzemenin çentik hassasiyeti, çentikli ve çentiksiznumunelerin absorbe ettikleri enerjiler karşılaştırılarakaçıklanabilir.
![Page 95: MARMARA ÜNİVERSİTESİ TEKNOLOJİ FAKÜLTESİ MAKİNE … › wp-content › uploads › 2013 › 05 › ... · 2019-12-06 · MALZEME BİLİMİ Malzemelerin Mekanik Özellikleri](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022042323/5f0dbdd67e708231d43bdb4f/html5/thumbnails/95.jpg)
Çentik Hassasiyeti
• Sünek dökme demirin yapısı çentik davranışıgöstermeyen küresel grafit yumrularına sahiptir.
• Gri dökme demirin yapısı çentik gibi davranan pul lamelşeklinde keskin uçlu grafitlere sahiptir ve kırılma içindüşük enerji gereklidir.
![Page 96: MARMARA ÜNİVERSİTESİ TEKNOLOJİ FAKÜLTESİ MAKİNE … › wp-content › uploads › 2013 › 05 › ... · 2019-12-06 · MALZEME BİLİMİ Malzemelerin Mekanik Özellikleri](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022042323/5f0dbdd67e708231d43bdb4f/html5/thumbnails/96.jpg)
Darbe Gerilmesinin Gerçek Gerilme - GerçekGerinim İlişkisi
Darbe enerjisi gerçek gerilme-gerinim diyagramının içerdiğialana karşılık gelir.Dayanım ve sünekliği yüksekolan malzemenin tokluğu da iyidir.
![Page 97: MARMARA ÜNİVERSİTESİ TEKNOLOJİ FAKÜLTESİ MAKİNE … › wp-content › uploads › 2013 › 05 › ... · 2019-12-06 · MALZEME BİLİMİ Malzemelerin Mekanik Özellikleri](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022042323/5f0dbdd67e708231d43bdb4f/html5/thumbnails/97.jpg)
Süper-tok naylon termoplastikpolimerin Izod test sonuçları.
![Page 98: MARMARA ÜNİVERSİTESİ TEKNOLOJİ FAKÜLTESİ MAKİNE … › wp-content › uploads › 2013 › 05 › ... · 2019-12-06 · MALZEME BİLİMİ Malzemelerin Mekanik Özellikleri](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022042323/5f0dbdd67e708231d43bdb4f/html5/thumbnails/98.jpg)
Gerçek gerilim-gerinim eğrisialtındaki alan tokluğu verir.Bmalzemesi düşük akmagerilmesine sahip olmasınarağmen daha yüksek enerjiabsorbe eder.
![Page 99: MARMARA ÜNİVERSİTESİ TEKNOLOJİ FAKÜLTESİ MAKİNE … › wp-content › uploads › 2013 › 05 › ... · 2019-12-06 · MALZEME BİLİMİ Malzemelerin Mekanik Özellikleri](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022042323/5f0dbdd67e708231d43bdb4f/html5/thumbnails/99.jpg)
HMK karbon çeliği ve YMK paslanmaz çelikCharpy V-çentik sonuçları. YMK kristal yapıabsorbe olan enerjisi yüksek ve herhangi birgeçiş sıcaklığı sergilemez.
![Page 100: MARMARA ÜNİVERSİTESİ TEKNOLOJİ FAKÜLTESİ MAKİNE … › wp-content › uploads › 2013 › 05 › ... · 2019-12-06 · MALZEME BİLİMİ Malzemelerin Mekanik Özellikleri](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022042323/5f0dbdd67e708231d43bdb4f/html5/thumbnails/100.jpg)
Kırılma Mekaniği: Hata var olduğundamalzemenin kırılmaya karşı gösterdiği direnciinceler.Kırılma Tokluğu: Hata var olduğundamalzemenin kırılmaya karşı gösterdiğidirençtir.
Kırılma Mekaniği
Kırılma Tokluğu numunelerinin çizimi(a) kenar ve (b) iç hatalar
![Page 101: MARMARA ÜNİVERSİTESİ TEKNOLOJİ FAKÜLTESİ MAKİNE … › wp-content › uploads › 2013 › 05 › ... · 2019-12-06 · MALZEME BİLİMİ Malzemelerin Mekanik Özellikleri](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022042323/5f0dbdd67e708231d43bdb4f/html5/thumbnails/101.jpg)
Kırılma Mekaniği
30.000.000 psi olan kırılmatokluğu artan kalınlık iledüşmekte ve düzlemseldeformasyon kırılma tokluğundabelirli bir seviyede kalmaktadır.
![Page 102: MARMARA ÜNİVERSİTESİ TEKNOLOJİ FAKÜLTESİ MAKİNE … › wp-content › uploads › 2013 › 05 › ... · 2019-12-06 · MALZEME BİLİMİ Malzemelerin Mekanik Özellikleri](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022042323/5f0dbdd67e708231d43bdb4f/html5/thumbnails/102.jpg)
Kırılma Mekaniği
![Page 103: MARMARA ÜNİVERSİTESİ TEKNOLOJİ FAKÜLTESİ MAKİNE … › wp-content › uploads › 2013 › 05 › ... · 2019-12-06 · MALZEME BİLİMİ Malzemelerin Mekanik Özellikleri](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022042323/5f0dbdd67e708231d43bdb4f/html5/thumbnails/103.jpg)
Kırılma Mekaniği
Gevrek malzemelerin kırılmatokluğunun belirlenmesinde ikincilçatlaklar kullanılabilir.
PZT seramiklerde çatlak ilerlemesinigösteren elektron mikroskobuörneği (Courtesy of Wang and Raj N. Singh, Ferroelectrics,207, 555–575 (1998).)
![Page 104: MARMARA ÜNİVERSİTESİ TEKNOLOJİ FAKÜLTESİ MAKİNE … › wp-content › uploads › 2013 › 05 › ... · 2019-12-06 · MALZEME BİLİMİ Malzemelerin Mekanik Özellikleri](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022042323/5f0dbdd67e708231d43bdb4f/html5/thumbnails/104.jpg)
Kırılma Mekaniği
Değişik mühendislik malzemelerin mukavemetine karşılık kırılma toklukları. (Source:Adapted fromMechanical Behavior of Materials, by T.H. Courtney, 2000, p. 434, Fig. 9-18. Copyright ©2000 The McGraw-Hill Companies.Adapted with permission.)
![Page 105: MARMARA ÜNİVERSİTESİ TEKNOLOJİ FAKÜLTESİ MAKİNE … › wp-content › uploads › 2013 › 05 › ... · 2019-12-06 · MALZEME BİLİMİ Malzemelerin Mekanik Özellikleri](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022042323/5f0dbdd67e708231d43bdb4f/html5/thumbnails/105.jpg)
Metalik Malzemelerde Kırılmanın Mikroyapısal Özellikleri
Tane içi (Transgranular): Tane boyunca oluşan kırılmalar.
Mikroboşluk: Malzemede küçük boşlukların oluşması.
Tanelerarası: Tanelerarası veya tane sınırları boyunca oluşan
kırılmalar.
Chevron paterni: Ayrı çatlakların malzemelerde değişik seviyelerde
ilerlemesi.
![Page 106: MARMARA ÜNİVERSİTESİ TEKNOLOJİ FAKÜLTESİ MAKİNE … › wp-content › uploads › 2013 › 05 › ... · 2019-12-06 · MALZEME BİLİMİ Malzemelerin Mekanik Özellikleri](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022042323/5f0dbdd67e708231d43bdb4f/html5/thumbnails/106.jpg)
Metalik Malzemelerde Kırılmanın Mikroyapısal Özellikleri
Sünek malzeme çekildiğindeönce boyun verme başlar veboşluklar tane sınırları veyasafsızlık yakınlarında oluşur.Deformasyon devam ettiğinde45°’de kayma dudakları (lip)oluşur ve huni şeklindekikırılma ile malzeme kopar.
![Page 107: MARMARA ÜNİVERSİTESİ TEKNOLOJİ FAKÜLTESİ MAKİNE … › wp-content › uploads › 2013 › 05 › ... · 2019-12-06 · MALZEME BİLİMİ Malzemelerin Mekanik Özellikleri](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022042323/5f0dbdd67e708231d43bdb4f/html5/thumbnails/107.jpg)
Sünek kırılma esnasında oluşanoyuklar. Eş eksenli oyuklar mikrooyukların büyüdüğü merkezde oluşur.Uzamış oyuklar kırılmanın başlangıcınıişaret ederler ve kayma dudaklarındaoluşurlar.
![Page 108: MARMARA ÜNİVERSİTESİ TEKNOLOJİ FAKÜLTESİ MAKİNE … › wp-content › uploads › 2013 › 05 › ... · 2019-12-06 · MALZEME BİLİMİ Malzemelerin Mekanik Özellikleri](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022042323/5f0dbdd67e708231d43bdb4f/html5/thumbnails/108.jpg)
Tavlanmış1018 çeliğinin sünek kırılmayı işaret eden elektron mikroskobugörüntüleri.(a) Eş eksenli oyuklar kopan yüzeyin ortasında görüntülenmiş ve (b)kayma dudaklarındaki uzamış oyuklar (x 1250)
![Page 109: MARMARA ÜNİVERSİTESİ TEKNOLOJİ FAKÜLTESİ MAKİNE … › wp-content › uploads › 2013 › 05 › ... · 2019-12-06 · MALZEME BİLİMİ Malzemelerin Mekanik Özellikleri](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022042323/5f0dbdd67e708231d43bdb4f/html5/thumbnails/109.jpg)
Chevron paterni çatlak ilerlemesinin tek başlangıçtan değişik seviyelerde olduğu paterndir.
![Page 110: MARMARA ÜNİVERSİTESİ TEKNOLOJİ FAKÜLTESİ MAKİNE … › wp-content › uploads › 2013 › 05 › ... · 2019-12-06 · MALZEME BİLİMİ Malzemelerin Mekanik Özellikleri](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022042323/5f0dbdd67e708231d43bdb4f/html5/thumbnails/110.jpg)
Seramik, Cam ve Kompozitlerde Kırılmanın Mikroyapısal ÖzellikleriYorulma Kırılması: Kırılma yüzeyi başlangıca yakın pürüzsüz ayna zonu ilekalan yüzeylerde çizgilerden oluşur.Ayrılma (Delamination): Kompozit malzemelerde tabakanın ayrılmasıdır.
Seramiklerde kırılma yüzeylerinin taramalı elektron mikroskobu görüntüleri.(a) Al203(x 1250) ve (b) cam yüzeyi yorulma kırılması görüntüleri (x 300)
![Page 111: MARMARA ÜNİVERSİTESİ TEKNOLOJİ FAKÜLTESİ MAKİNE … › wp-content › uploads › 2013 › 05 › ... · 2019-12-06 · MALZEME BİLİMİ Malzemelerin Mekanik Özellikleri](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022042323/5f0dbdd67e708231d43bdb4f/html5/thumbnails/111.jpg)
Fiber ile güçlendirilmiş kompozitlerdeğişik mekanizmalar ile hasargörürler. (a) Matris ve fiberlerarasındaki zayıf bağlanma ilearalarında boşluklar oluşur vehasara uğrarlar.(b) Bazı katmanların zayıfbağlanması ile matris boşluklaroluşturarak ayrılır.
![Page 112: MARMARA ÜNİVERSİTESİ TEKNOLOJİ FAKÜLTESİ MAKİNE … › wp-content › uploads › 2013 › 05 › ... · 2019-12-06 · MALZEME BİLİMİ Malzemelerin Mekanik Özellikleri](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022042323/5f0dbdd67e708231d43bdb4f/html5/thumbnails/112.jpg)
YorulmaYorulma, akma mukavemetinin altında veya üstünde tekrar eden gerilim nedeniylemalzemenin hasar görmesi veya mukavemetinin azalmasıdır.Sürünme: Zamana bağlı, yüksek sıcaklıkta kalıcı deformasyondur. Sabit yük ve gerilimdeoluşur.Midye kabuğu işaretleri: Yorulmaya maruz kalan bileşenlerde görülen paternlerdir.Dönen kriş testi: Eski yorulma testidir.S-N eğrisi (Wöhler curve): Yorulma devir sayılarının fonksiyonu olarak mukavemetigösteren grafiktir.
Bir malzemenin akma dayanımının altında tekrarlanan gerilmeye (dönme, eğilme, titreşimsonucu olabilir) maruz kalması sonucu kopmasına yorulma denir.
L: Çubuğun boyuF: Yükd: Çap
![Page 113: MARMARA ÜNİVERSİTESİ TEKNOLOJİ FAKÜLTESİ MAKİNE … › wp-content › uploads › 2013 › 05 › ... · 2019-12-06 · MALZEME BİLİMİ Malzemelerin Mekanik Özellikleri](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022042323/5f0dbdd67e708231d43bdb4f/html5/thumbnails/113.jpg)
Destekli Kiriş Testi
Yorulma testi bir parçanın ne kadar süreyle dayanabileceğini veyakopma olmaksızın uygulanabilecek maksimum yüklemeleri belirler.• Yorulma ömrü• Yorulma sınırı• Yorulma dayanımı
![Page 114: MARMARA ÜNİVERSİTESİ TEKNOLOJİ FAKÜLTESİ MAKİNE … › wp-content › uploads › 2013 › 05 › ... · 2019-12-06 · MALZEME BİLİMİ Malzemelerin Mekanik Özellikleri](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022042323/5f0dbdd67e708231d43bdb4f/html5/thumbnails/114.jpg)
Yorulma Özelliklerini Etkileyen Faktörler
Çentik Hassasiyeti:• Gerilmeye maruz malzemede yorulma
çatlakları, gerilmenin en yüksek olduğuyüzeyde başlar.
• Yüzeydeki herhangi bir tasarım veya üretimhatası gerilmeleri yoğunlaştırır ve yorulmaçatlaklarının oluşmasını kolaylaştırır.
![Page 115: MARMARA ÜNİVERSİTESİ TEKNOLOJİ FAKÜLTESİ MAKİNE … › wp-content › uploads › 2013 › 05 › ... · 2019-12-06 · MALZEME BİLİMİ Malzemelerin Mekanik Özellikleri](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022042323/5f0dbdd67e708231d43bdb4f/html5/thumbnails/115.jpg)
Yorulma Özelliklerini Etkileyen Faktörler
Yorulma Oran Oranı:
Malzemenin yüzeyinde çekme dayanımı artarsa yorulmaya karşı direnci de artar.
Sıcaklık Etkisi:
![Page 116: MARMARA ÜNİVERSİTESİ TEKNOLOJİ FAKÜLTESİ MAKİNE … › wp-content › uploads › 2013 › 05 › ... · 2019-12-06 · MALZEME BİLİMİ Malzemelerin Mekanik Özellikleri](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022042323/5f0dbdd67e708231d43bdb4f/html5/thumbnails/116.jpg)
Yorulma kırık yüzeyi (a) düşük büyütme. Oklar çatlakların büyüme yönünügösterir. (Image (a) is from C.C. Cottell, ‘‘Fatigue Failures with Special Reference to Fracture Characteristics,’’Failure
Analysis: The British Engine Technical Reports, American Society for Metals, 1981, p. 318.) (b) Yüksek büyütme(x 1000)
![Page 117: MARMARA ÜNİVERSİTESİ TEKNOLOJİ FAKÜLTESİ MAKİNE … › wp-content › uploads › 2013 › 05 › ... · 2019-12-06 · MALZEME BİLİMİ Malzemelerin Mekanik Özellikleri](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022042323/5f0dbdd67e708231d43bdb4f/html5/thumbnails/117.jpg)
![Page 118: MARMARA ÜNİVERSİTESİ TEKNOLOJİ FAKÜLTESİ MAKİNE … › wp-content › uploads › 2013 › 05 › ... · 2019-12-06 · MALZEME BİLİMİ Malzemelerin Mekanik Özellikleri](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022042323/5f0dbdd67e708231d43bdb4f/html5/thumbnails/118.jpg)
Dönen kriş örneğinin şematik gösterimi
![Page 119: MARMARA ÜNİVERSİTESİ TEKNOLOJİ FAKÜLTESİ MAKİNE … › wp-content › uploads › 2013 › 05 › ... · 2019-12-06 · MALZEME BİLİMİ Malzemelerin Mekanik Özellikleri](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022042323/5f0dbdd67e708231d43bdb4f/html5/thumbnails/119.jpg)
Takım çeliği ve alüminyum alaşımları için gerilim-devir eğrisi (S-N).
![Page 120: MARMARA ÜNİVERSİTESİ TEKNOLOJİ FAKÜLTESİ MAKİNE … › wp-content › uploads › 2013 › 05 › ... · 2019-12-06 · MALZEME BİLİMİ Malzemelerin Mekanik Özellikleri](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022042323/5f0dbdd67e708231d43bdb4f/html5/thumbnails/120.jpg)
Yorulma Test sonuçları
Yorulma dayanım sınırı: Yorulma testinde malzemenin hasarauğramadığı gerilim değeridir.Yorulma ömrü: Belirli bir gerilim değerinde yorulma ile malzemehasara uğramadan önce izin verilen devir sayısıdır.Yorulma dayanımı: Verilen devir adedinde yorulma ile hasarauğramak için gerekli gerilim miktarıdır.Çentik hassasiyeti: Tokluk veya yorulma ömrüdeğerlendirmesinde çatlak, çentik ve diğer kusurların malzemeözellikleri üzerine etkisidir.Bilyalama: Metal kürelerin/bilyaların bir parçaya fırlatılmasıprosesidir.
![Page 121: MARMARA ÜNİVERSİTESİ TEKNOLOJİ FAKÜLTESİ MAKİNE … › wp-content › uploads › 2013 › 05 › ... · 2019-12-06 · MALZEME BİLİMİ Malzemelerin Mekanik Özellikleri](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022042323/5f0dbdd67e708231d43bdb4f/html5/thumbnails/121.jpg)
Yorulma Testinin Uygulaması
Gerilim-Çevrim eğrilerineörnekler.(a) Eşit çekme ve basma gerilimi.(b) basma geriliminden yüksek
çekme gerilimi(c) Tümü çekme gerilimi
![Page 122: MARMARA ÜNİVERSİTESİ TEKNOLOJİ FAKÜLTESİ MAKİNE … › wp-content › uploads › 2013 › 05 › ... · 2019-12-06 · MALZEME BİLİMİ Malzemelerin Mekanik Özellikleri](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022042323/5f0dbdd67e708231d43bdb4f/html5/thumbnails/122.jpg)
Yorulma Testinin Uygulaması
Yüksek mukavemetli çelik içinçatlak ilerleme hızına karşılıkgerilim yoğunluk faktörü., C = 1.62×10^12 ve n = 3.2
![Page 123: MARMARA ÜNİVERSİTESİ TEKNOLOJİ FAKÜLTESİ MAKİNE … › wp-content › uploads › 2013 › 05 › ... · 2019-12-06 · MALZEME BİLİMİ Malzemelerin Mekanik Özellikleri](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022042323/5f0dbdd67e708231d43bdb4f/html5/thumbnails/123.jpg)
Sürünme, Gerilim Çatlaması ve Gerilim Korozyonu
Gerilim-çatlama (rupture) eğrisi: Uygulanan gerilime karşılık çatlamazamanını vererek sürünme testlerinin sonuçlarını rapor eden metottur.
Gerilim-Korozyon: Malzemelerin korozif kimyasallarla reaksiyonagirerek çatlak oluşumuna ve mukavemet düşmesine sebep olmasıdır.
![Page 124: MARMARA ÜNİVERSİTESİ TEKNOLOJİ FAKÜLTESİ MAKİNE … › wp-content › uploads › 2013 › 05 › ... · 2019-12-06 · MALZEME BİLİMİ Malzemelerin Mekanik Özellikleri](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022042323/5f0dbdd67e708231d43bdb4f/html5/thumbnails/124.jpg)
Sürünme
• Malzemeler yüksek sıcaklıkta yükaltında (hatta kendi ağırlıkları bile)zamanla kalıcı deformasyonaneden olur.
![Page 125: MARMARA ÜNİVERSİTESİ TEKNOLOJİ FAKÜLTESİ MAKİNE … › wp-content › uploads › 2013 › 05 › ... · 2019-12-06 · MALZEME BİLİMİ Malzemelerin Mekanik Özellikleri](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022042323/5f0dbdd67e708231d43bdb4f/html5/thumbnails/125.jpg)
Neden yüksek sıcaklıklardamukavemet elde etmek istiyoruz?
![Page 126: MARMARA ÜNİVERSİTESİ TEKNOLOJİ FAKÜLTESİ MAKİNE … › wp-content › uploads › 2013 › 05 › ... · 2019-12-06 · MALZEME BİLİMİ Malzemelerin Mekanik Özellikleri](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022042323/5f0dbdd67e708231d43bdb4f/html5/thumbnails/126.jpg)
Nikel ve nikel alaşımları kullanımı(Gaz türbini)
![Page 127: MARMARA ÜNİVERSİTESİ TEKNOLOJİ FAKÜLTESİ MAKİNE … › wp-content › uploads › 2013 › 05 › ... · 2019-12-06 · MALZEME BİLİMİ Malzemelerin Mekanik Özellikleri](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022042323/5f0dbdd67e708231d43bdb4f/html5/thumbnails/127.jpg)
Nikel ve nikel alaşımları kullanımı(Gaz türbini)
![Page 128: MARMARA ÜNİVERSİTESİ TEKNOLOJİ FAKÜLTESİ MAKİNE … › wp-content › uploads › 2013 › 05 › ... · 2019-12-06 · MALZEME BİLİMİ Malzemelerin Mekanik Özellikleri](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022042323/5f0dbdd67e708231d43bdb4f/html5/thumbnails/128.jpg)
• Sürünme deneyi, malzemenin statik bir yük altındaki karakteristiğinibelirlemek için kullanılır.
• Sürünme deneyi metalik malzemelerde ergime sıcaklığının ~1/3’inde,seramik malzemelerde ~2/5’inde gerçekleşir
![Page 129: MARMARA ÜNİVERSİTESİ TEKNOLOJİ FAKÜLTESİ MAKİNE … › wp-content › uploads › 2013 › 05 › ... · 2019-12-06 · MALZEME BİLİMİ Malzemelerin Mekanik Özellikleri](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022042323/5f0dbdd67e708231d43bdb4f/html5/thumbnails/129.jpg)
Etkileyen Faktörler• Malzeme Cinsi• Sıcaklık• Yükleme Cinsi• Yükleme Miktarı• Çevre Şartları
![Page 130: MARMARA ÜNİVERSİTESİ TEKNOLOJİ FAKÜLTESİ MAKİNE … › wp-content › uploads › 2013 › 05 › ... · 2019-12-06 · MALZEME BİLİMİ Malzemelerin Mekanik Özellikleri](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022042323/5f0dbdd67e708231d43bdb4f/html5/thumbnails/130.jpg)
Sürünme Eğrisi
![Page 131: MARMARA ÜNİVERSİTESİ TEKNOLOJİ FAKÜLTESİ MAKİNE … › wp-content › uploads › 2013 › 05 › ... · 2019-12-06 · MALZEME BİLİMİ Malzemelerin Mekanik Özellikleri](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022042323/5f0dbdd67e708231d43bdb4f/html5/thumbnails/131.jpg)
Sürünme Eğrisi
Sabit gerilim ve sıcaklıkta zamanın fonksiyonu olarak oluşan deformasyonu gösteren tipik sürünme grafiğidir.
![Page 132: MARMARA ÜNİVERSİTESİ TEKNOLOJİ FAKÜLTESİ MAKİNE … › wp-content › uploads › 2013 › 05 › ... · 2019-12-06 · MALZEME BİLİMİ Malzemelerin Mekanik Özellikleri](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022042323/5f0dbdd67e708231d43bdb4f/html5/thumbnails/132.jpg)
Birincil Aşama• Yükün etkisiyle numune uzar, burada dislakosyon hareketleri
hakimdir.• Numunede deformasyon sertleşmesi olur.• Diğer taraftan yüksek sıcaklık nedeniyle iç gerilmeler giderilir.• Kendine gelme toparlama oluşur.• Deformasyon sertleşmesi hakim olduğundan sürünme hızı gittikçe
düşer.
![Page 133: MARMARA ÜNİVERSİTESİ TEKNOLOJİ FAKÜLTESİ MAKİNE … › wp-content › uploads › 2013 › 05 › ... · 2019-12-06 · MALZEME BİLİMİ Malzemelerin Mekanik Özellikleri](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022042323/5f0dbdd67e708231d43bdb4f/html5/thumbnails/133.jpg)
İkincil Aşama• Bu bölgede deformasyon sertleşmesi ile kendine gelme hızı birbirine
eşittir.• Bu bölgeye Kararlı Sürünme Bölgesi de denir.• Bu bölge sürünmeye karşı direnmede en yüksek değere sahiptir.
Uygulama da çok önemlidir.• Mühendislik hesaplarında saatteki belli sıcaklıktaki sürünme hızı
sürünme mukavemeti olarak adlandırılır.
![Page 134: MARMARA ÜNİVERSİTESİ TEKNOLOJİ FAKÜLTESİ MAKİNE … › wp-content › uploads › 2013 › 05 › ... · 2019-12-06 · MALZEME BİLİMİ Malzemelerin Mekanik Özellikleri](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022042323/5f0dbdd67e708231d43bdb4f/html5/thumbnails/134.jpg)
Üçüncül Aşama• Bu bölgede sürünme hızı tekrar artar.• Numune boyun vermeye başlar.• Hızdaki bu değişim malzemenin iç yapısındaki değişiminden, boşluk
oluşumundan, boşlukların birleşmesinden ve tane sınırlarınınkaymasından dolayı hızlı bir plastik deformasyon oluşur.
• Sonunda kopma meydana gelir.
![Page 135: MARMARA ÜNİVERSİTESİ TEKNOLOJİ FAKÜLTESİ MAKİNE … › wp-content › uploads › 2013 › 05 › ... · 2019-12-06 · MALZEME BİLİMİ Malzemelerin Mekanik Özellikleri](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022042323/5f0dbdd67e708231d43bdb4f/html5/thumbnails/135.jpg)
Sürünme Eğrisi
![Page 136: MARMARA ÜNİVERSİTESİ TEKNOLOJİ FAKÜLTESİ MAKİNE … › wp-content › uploads › 2013 › 05 › ... · 2019-12-06 · MALZEME BİLİMİ Malzemelerin Mekanik Özellikleri](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022042323/5f0dbdd67e708231d43bdb4f/html5/thumbnails/136.jpg)
Sürünme Eğrisi
Sürünme eğrisine uygulanan gerilim ve sıcaklığın etkisi.
![Page 137: MARMARA ÜNİVERSİTESİ TEKNOLOJİ FAKÜLTESİ MAKİNE … › wp-content › uploads › 2013 › 05 › ... · 2019-12-06 · MALZEME BİLİMİ Malzemelerin Mekanik Özellikleri](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022042323/5f0dbdd67e708231d43bdb4f/html5/thumbnails/137.jpg)
Uygulamalar
![Page 138: MARMARA ÜNİVERSİTESİ TEKNOLOJİ FAKÜLTESİ MAKİNE … › wp-content › uploads › 2013 › 05 › ... · 2019-12-06 · MALZEME BİLİMİ Malzemelerin Mekanik Özellikleri](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022042323/5f0dbdd67e708231d43bdb4f/html5/thumbnails/138.jpg)
Sürünme sırasında oluşan bölgesel deformasyon
![Page 139: MARMARA ÜNİVERSİTESİ TEKNOLOJİ FAKÜLTESİ MAKİNE … › wp-content › uploads › 2013 › 05 › ... · 2019-12-06 · MALZEME BİLİMİ Malzemelerin Mekanik Özellikleri](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022042323/5f0dbdd67e708231d43bdb4f/html5/thumbnails/139.jpg)
Sürünme kopması deneyi ile eldeedilen sürünme eğrisi
![Page 140: MARMARA ÜNİVERSİTESİ TEKNOLOJİ FAKÜLTESİ MAKİNE … › wp-content › uploads › 2013 › 05 › ... · 2019-12-06 · MALZEME BİLİMİ Malzemelerin Mekanik Özellikleri](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022042323/5f0dbdd67e708231d43bdb4f/html5/thumbnails/140.jpg)
Sürünme Eğrileri
![Page 141: MARMARA ÜNİVERSİTESİ TEKNOLOJİ FAKÜLTESİ MAKİNE … › wp-content › uploads › 2013 › 05 › ... · 2019-12-06 · MALZEME BİLİMİ Malzemelerin Mekanik Özellikleri](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022042323/5f0dbdd67e708231d43bdb4f/html5/thumbnails/141.jpg)
Sürünme Davranışının Değerlendirilmesi
Sürünme Testi: Yüksek sıcaklıkta akma gerilmesi altında
malzemenin statik yüklere maruz tutularak direncini ölçen testtir.
Tırmanma: Atomların difüzyonu ile veya dislokasyon çizgisi
oluşturmak için dislokasyonların kayma düzlemine dik olarak hareket
etmesidir.
Sürünme hızı: Yüksek sıcaklıkta gerilim uygulandığında malzemenin
deforme olduğu hızdır.
Kopma zamanı: Numunenin belirli sıcaklık ve gerilimde sürünme ile
hasar görmesi için geçen zamandır.
![Page 142: MARMARA ÜNİVERSİTESİ TEKNOLOJİ FAKÜLTESİ MAKİNE … › wp-content › uploads › 2013 › 05 › ... · 2019-12-06 · MALZEME BİLİMİ Malzemelerin Mekanik Özellikleri](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022042323/5f0dbdd67e708231d43bdb4f/html5/thumbnails/142.jpg)
SertlikSertlik Testi: Malzemenin yüzeyinin keskin bir obje ile delinmeye olandirencini ölçer.Makro sertlik: Malzemelerin genel sertlikleridir. >2N büyük yük kullanılır.Mikrosertlik: 2N’un altında yük uygulanarak yapılan sertlik testidir.Ör:Knoop (HK).Nano-sertlik:1–10 nm uzunluk skalasındaki malzemelerin çok düşük yüklerkullanılarak (~100 μN) sertliklerinin alınmasıdır.
Sertlik Deneyleri:Sertlik testinde sert bir nesne malzeme yüzeyine batırılmak istendiğinde,malzemenin gösterdiği direnç ölçülür.En çok kullanılan sertlik testleri Rockwell ve Brinell sertlik testleridir.
![Page 143: MARMARA ÜNİVERSİTESİ TEKNOLOJİ FAKÜLTESİ MAKİNE … › wp-content › uploads › 2013 › 05 › ... · 2019-12-06 · MALZEME BİLİMİ Malzemelerin Mekanik Özellikleri](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022042323/5f0dbdd67e708231d43bdb4f/html5/thumbnails/143.jpg)
Sertlik
• Sertlik: Bir malzemenin yüzeyine batırılansert bir cisme karşı gösterdiği dirençtir.
• Sertlik değerleri direk olarak malzemelerindayanımları ile ilgili olduğu için büyük önemtaşır.
• Sertlik deneyi; malzemelerin dayanımları ileilgili bağıl değerler veren tahribatsız bir testyöntemidir.
• Sertlik ölçme yöntemleri: Batıcı ucungeometrisine ve uygulanan kuvvetbüyüklüğüne göre: Brinell sertlik ölçme metodu Vickers sertlik ölçme metodu Rockwell sertlik ölçme metodu
![Page 144: MARMARA ÜNİVERSİTESİ TEKNOLOJİ FAKÜLTESİ MAKİNE … › wp-content › uploads › 2013 › 05 › ... · 2019-12-06 · MALZEME BİLİMİ Malzemelerin Mekanik Özellikleri](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022042323/5f0dbdd67e708231d43bdb4f/html5/thumbnails/144.jpg)
144
Sertlik ölçme yöntemleri: Batıcı ucun geometrisine ve uygulanan kuvvet büyüklüğüne göre:(a) Brinell, (b) Vickers, (c) Rockwell sertlik ölçüm metotları.
![Page 145: MARMARA ÜNİVERSİTESİ TEKNOLOJİ FAKÜLTESİ MAKİNE … › wp-content › uploads › 2013 › 05 › ... · 2019-12-06 · MALZEME BİLİMİ Malzemelerin Mekanik Özellikleri](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022042323/5f0dbdd67e708231d43bdb4f/html5/thumbnails/145.jpg)
Brinell Yöntemi
BSD = Brinell sertlik değeriD = Bilye çapıF = Uygulanan kuvvetd = izin çapı.
][ 2
22 dDDDFBSD • Standart test: 10 mm çaplı sert bilye ve
3000 kgf yük ile yüzeye bastırılır.• Yüzeyde bıraktığı iz dikkate alınır: İzin
çapı ölçülür.
Malzeme A
Demir / Çelik 30
Cu / Pirinç / Bronz 10
Al / Pb vb. 5
• Pratikte daha küçük yük/çap kombinasyonları mevcut.
• Yük: F(kgf) = A.D2(mm2)• A malzemenin türüne bağlıdır.• 2.5 mm bilye ile çelik ölçülüyorsa, 187.5
kgf, Al ölçülüyorsa 31.25 kgf yük gerekir.
iz
![Page 146: MARMARA ÜNİVERSİTESİ TEKNOLOJİ FAKÜLTESİ MAKİNE … › wp-content › uploads › 2013 › 05 › ... · 2019-12-06 · MALZEME BİLİMİ Malzemelerin Mekanik Özellikleri](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022042323/5f0dbdd67e708231d43bdb4f/html5/thumbnails/146.jpg)
Brinell• Yüzeyin düzgün hazırlanması gerekir.• Malzemeye göre değişen yük/çap oranları• Sertleştirilmiş çelik bilye ile 400 BSD’ne kadar, sinterlenmiş karbür
bilye ile 550 BSD’ne kadar ölçüm yapılabilir.• Bu metot daha büyük sertliklere uygun değildir.• Eğer bilye ezilmeye başlarsa yanlış ölçümler yapılır.
![Page 147: MARMARA ÜNİVERSİTESİ TEKNOLOJİ FAKÜLTESİ MAKİNE … › wp-content › uploads › 2013 › 05 › ... · 2019-12-06 · MALZEME BİLİMİ Malzemelerin Mekanik Özellikleri](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022042323/5f0dbdd67e708231d43bdb4f/html5/thumbnails/147.jpg)
103
)/()(3
)/()/(22
2 mmkgfBSDMPammkgfBSDmmkgf çç
![Page 148: MARMARA ÜNİVERSİTESİ TEKNOLOJİ FAKÜLTESİ MAKİNE … › wp-content › uploads › 2013 › 05 › ... · 2019-12-06 · MALZEME BİLİMİ Malzemelerin Mekanik Özellikleri](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022042323/5f0dbdd67e708231d43bdb4f/html5/thumbnails/148.jpg)
Vickers• Batıcı uç tepe açısı 136o olan elmas piramit yüzeye bastırılır.• Yüzeyde bıraktığı iz dikkate alınır: Kare şeklindeki izin
köşegenleri mikroskopla ölçülür.• Sert veya yumuşak tüm malzemelere uygulanabilir.• Kuvvet seçiminde malzeme kriteri yoktur.• BSD değeri gibi çekme dayanımının tespitinde kullanılabilir.
272.1
ortdFVSD
VSD = Vickers sertlik değeriF = Uygulanan kuvvetdort = izin köşegen ortalaması.
221 dddort
![Page 149: MARMARA ÜNİVERSİTESİ TEKNOLOJİ FAKÜLTESİ MAKİNE … › wp-content › uploads › 2013 › 05 › ... · 2019-12-06 · MALZEME BİLİMİ Malzemelerin Mekanik Özellikleri](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022042323/5f0dbdd67e708231d43bdb4f/html5/thumbnails/149.jpg)
Rockwell metodu• Batıcı uç olarak sertleştirilmiş çelik bilye veya elmas koni kullanılır.• Ucun yüzeye battığı derinlik dikkate alınır.• Malzemeye göre uç/yük kombinasyonu seçilmelidir.• Plastik malzemelerin ölçümü de yapılabilir. Bir çok skalası mevcuttur.
• C skalası; sert metaller için kullanılır: 150 kgf yük ve tepe açısı 120o olan elmas koni uç kullanılır.
• B; 100 kgf yük ve 1/16” çapında sert bilye kullanılır.
Notlar: Yumuşak malzemeler için küçük çaplı çelik küreler sert malzemeler için ise elmas koni kullanılır.Kürenin iz derinliği cihaz tarafından ölçülür ve Rockwell sayısına çevrilir.
![Page 150: MARMARA ÜNİVERSİTESİ TEKNOLOJİ FAKÜLTESİ MAKİNE … › wp-content › uploads › 2013 › 05 › ... · 2019-12-06 · MALZEME BİLİMİ Malzemelerin Mekanik Özellikleri](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022042323/5f0dbdd67e708231d43bdb4f/html5/thumbnails/150.jpg)
Sertlik Testleri
![Page 151: MARMARA ÜNİVERSİTESİ TEKNOLOJİ FAKÜLTESİ MAKİNE … › wp-content › uploads › 2013 › 05 › ... · 2019-12-06 · MALZEME BİLİMİ Malzemelerin Mekanik Özellikleri](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022042323/5f0dbdd67e708231d43bdb4f/html5/thumbnails/151.jpg)
• Ölçüm yüzeyleri temiz olmalıdır.• Deney parçası yeterli kalınlıkta olmalı, kenara yakın
ölçümler yapılmamalı, birbirine yakın ölçümleryapılmamalı, en az 3 ölçüm yapılmalıdır.