MALZEME BLM Malzemelerin Mekanik zellikleri MALZEMELERIN MEKANIK ZELLIKLERI

MALZEME BİLİMİ Malzemelerin Mekanik Özellikleri

MALZEMELERIN MEKANIK ÖZELLIKLERI Mekanik tasarım ve imalat sırasında malzemelerin mekanik davranışlarının bilinmesi çok önemlidir. Başlıca mekanik özellikler: �Çekme/basma (tensile/compression) �Sertlik (hardness) �Darbe (impact) �Kırılma (fracture) �Yorulma (fatigue) �Sürünme (creep)

Mukavemet: Birim kesit alanına uygulanan yüktür. Gerinim/Deformasyon: Birim uzunlukta oluşan uzamadır. Young modulu: Gerilim-deformasyon eğrisinin doğrusal bölümünün eğimidir. Kayma modülü (G): Gerilim-kayma eğrisinin doğrusal parçasının eğimidir. Viskozite: Akmaya karşı dirençtir. Kayma geriliminin kayma deformasyon hızına oranıdır. (birimler Poise veya Pa-s). Tiksotropik davranış: Kayma incelmesi, kayma hızının zamanla azalması.

ÇEKME DENEYI Çekme Testi: Gerilim-Gerinim/Deformasyon Diyagramı Yük: Test esnasında malzemeye uygulanan yüktür. Deformasyon ölçer veya ekstansometre: Boydaki değişimi ve deformasyonu ölçen cihaz. Cam geçiş sıcaklığı (Tg): Sünek malzemenin gevrek davranmaya başladığı andaki sıcaklığıdır. Mühendislik gerilimi: Uygulanan yükün malzemenin orijinal kesitine bölümüdür. Mühendislik deformasyonu/gerinimi: Çekme testi esnasında birim uzunlukta oluşan malzemede deformasyondur.

MÜHENDISLIK GERILMESI VE GERINIMI

Plastik deformasyon Elastik Sınır Elastik deformasyon �Ç; Çekme dayanımı A noktası �k; Kopma gerilmesi �A; Akma dayanımı Elastiklik modülü Kopma uzaması P E T (= E + P)

SÜNEKLIK / GEVREKLIK / TOKLUK / REZILYANS • Süneklik: Plastik şekil değiştirme kabiliyetini ifade eder. Bu değerin büyümesi, malzeme kopana kadar daha büyük plastik şekil değiştirme göstermesi anlamına gelir. Kopma uzaması ve alan daralması parametreleri ile ifade edilebilir. • Gevreklik: Plastik şekil değiştirme kabiliyetinin olmaması durumunu ifade eder. Eğri bazen elastik sınırda bazen de elastik sınıra çok yakın bir noktada son bulur. • Tokluk: Malzemenin kopana dek absorbe ettiği toplam enerjiyi ifade eder. - eğrisinin altında kalana eşittir. Sünek malzemelerin tokluğu gevrek malzemelere göre daha yüksektir. • Rezilyans: Malzemenin elastik şekil değişimi sırasında depoladığı enerjidir. - eğrisinde elastik bölgenin altında kalana eşittir. 34

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 görmesi için geçen zamandır. hasar

SERTLIK Sertlik Testi: Malzemenin yüzeyinin keskin bir obje ile delinmeye olan direncini ölçer. Makro sertlik: Malzemelerin genel sertlikleridir. >2 N büyük kullanılır. Mikrosertlik: 2 N’un altında yük uygulanarak yapılan sertlik testidir. Ör: Knoop (HK). Nano-sertlik: 1– 10 nm uzunluk skalasındaki malzemelerin çok düşük yükler kullanılarak (~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.

SERTLIK Sertlik: Bir malzemenin yüzeyine batırılan sert bir cisme karşı gösterdiği dirençtir. • Sertlik değerleri direk olarak malzemelerin dayanımları ile ilgili olduğu için büyük önem taşır. • • Sertlik deneyi; malzemelerin dayanımları ile ilgili bağıl değerler veren tahribatsız bir test yöntemidir. • Sertlik ölçme yöntemleri: Batıcı ucun geometrisine ve uygulanan büyüklüğüne göre: � Brinell sertlik ölçme metodu � Vickers sertlik ölçme metodu � Rockwell sertlik ölçme metodu

Sertlik ölçme yöntemleri: Batıcı ucun geometrisine ve uygulanan kuvvet büyüklüğüne göre: (a) Brinell, (b) Vickers, (c) Rockwell sertlik ölçüm metotları. 144

BRINELL YÖNTEMI • • • Standart test: 10 mm çaplı sert bilye ve 3000 kgf yük ile yüzeye bastırılır. Yüzeyde bıraktığı iz dikkate alınır: İzin çapı ölçülür. Pratikte daha küçük yük/çap kombinasyonları mevcut. Yük: F(kgf) = A. D 2(mm 2) A malzemenin türüne bağlıdır. 2. 5 mm bilye ile çelik ölçülüyorsa, 187. 5 kgf, Al ölçülüyorsa 31. 25 kgf yük gerekir. iz BSD 2 F �D[D D 2 d 2 ] BSD = F = d = Brinell sertlik değeri Bilye çapı Uygulanan kuvvet izin çapı. Malzeme A Demir / Çelik 30 Cu / Pirinç / Bronz 10 Al / Pb vb. 5