SNTERLENM RNLERN NCELENMES Sinterlenmi rnde Bulk Younluu ve

SİNTERLENMİŞ ÜRÜNLERİN İNCELENMESİ Sinterlenmiş üründe Bulk Yoğunluğu ve Porozite Ölçümü: Seramik malzemeler gözenekli bir yapıya sahiptirler. A – Katı Hacim B – Açık Porozite C – Kapalı Gözenek Hacmi ASTM (C 373 -72) : 50 gr ağırlığında , düzgün kesilmiş çatlağı olmayan sırsız 5 adet numune alınır. 150 0 C deki etüvde sabit ağırlığa kurutularak desikatör de kurutulur ve 0. 01 gr hassasiyetle tartılır. ( D) Numuneler içinde saf su bulunan bir kaba konarak 2 saat kaynatılır ve numuneler 12 saat suda bekletilir. Daha sonra suyun içinde asılı durumda tartılır. ( S ) Numuneler sudan çıkarılarak nemli, yumuşak bir bezle silinerek fazla suyu alınır ve hemen tartılır. ( M ) Numunenin Hacmi= V (cm 3)= M - S ( yaş parça suya girdiği zaman taşırdığı suyun hacmi kadar hafifler) Açık Gözeneklerin Hacmi: (cm 3) = M - D Kapalı gözenekleri içeren katı maddenin hacmi: D – S % Görünür Porozite: Kütle Yoğunluğu, B (gr/cm 3) =

Seramiklerde Kırılma Mukavemeti: Bir seramik malzemenin mukavemet ölçümünü etkileyen faktörler: 1 - Gerilme altındaki malzemenin hacmi ve alanı 2 - Test düzeni 3 - Numune mikroyapısı ve hataları. Seramiklerin mukavemetinin ölçülmesinde kullanılan yaygın deneyler : • Çekme deneyi: • Eğme deneyi • Basma deneyi Çekme Deneyi; Bu deneyde en uzun çatlağın kararsız olarak hızla ilerlemesi için gereken gerilme miktarı ölçülür. Fakat seramiklerde çekme deneyi yapmak zordur. Çünkü numune genelde çekme cihazının çenelerine sıkışan kısımlardan kopar. Bu nedenle çenelerin değme noktaları çevresindeki gerilmelere dikkat edilmelidir. Deney örneği olarak yuvarlak çubuk kullanılır.

BASMA DENEYİ Metallerde basma deneyinde ölçülen mukavemet çekmede ölçülenle aynıdır. Seramiklerde basma mukavemeti çekme mukavemetinin 15 katıdır. Kırılma bir çatlağın kararsız olarak hızla yayınması ile oluşmaz. Fakat birçok çatlağın yavaş ilerlemesi sonunda parçalanma şeklinde gerçekleşir. Basma mukavemeti belirleyebilmek için çubuk veya plaka halinde hazırlanan numuneler iki destek üzerine alınarak baskıyla kırılır. Basma dayanımının ölçülmesinde numune hazırlama ve yerleştirme çok önemlidir. Basma yüzeyleri düz ve paralel olmalıdır. Aksi halde yük homojen dağılmaz. Basma mukavemet deneyinde elde edilen değerlerden kilin özlülüğü hakkında bilgi edinilebilir. Basma mukavemeti değeri büyük olan kil daha özlüdür. Basma mukavemeti önemli derecede etkileyen faktörler den biri kuruma süresi ve sıcaklıktır. Düşük sıcaklıkta yetersiz bir kurutma ile kuruyan killerde mukavemet düşük olur.

SERTLİK Seramikler Rockwell veya mikrosertlik olarak sertlikleri ölçülür. Rockwel sertliğinde yarıçapı 0. 2 mm ve konik açısı 120 0 olan elmas uç kullanılır. Mikrosertlikte konik elmas uç kullanılır 50 -1000 gr yük ile bastırılır. Malzemenin sertliği açılan iz hesaplanarak yapılır. Hv ( vickers) 136 0 açılı düzgün piramit uç. Hk ( knoop) Dört yüzlü piramit uç.

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

EĞME DENEYİ: Seramiklere uygulanan en basit ve en yaygın standart deney yöntemidir. Üç nokta veya dört nokta eğme deneyleri için gerekli numuneler çekme numunelerinden daha basit bir biçime sahiptir ve elmas kesme diski, ile hazırlanabilirler. 3. Nokta eğme deneyi: Malzeme alt yüzeyinde gerilme dağılımının max olduğu bir nokta vardır. Bu deneyde en büyük yapısal hatanın gerilmenin en yüksek olduğu nokta üzerinde olma ihtimali azdır. δ 3 nokta= P= kırılma yükü L= mesnetler arası mesafe b= numune genişliği d= numune kalınlığı

4. Nokta Eğme Deneyi: Malzemenin teste maruz kalanı maksimum olduğu için o bölgede bulabileceğimiz hata miktarı daha yüksek olduğu için bulunan eğme mukavemeti değeri daha düşüktür. δ 4 nokta= δ 3 nokta= δ 4 nokta= 930 MPa ( sıcak preslenmiş Si 3 N 4) 724 MPa ( sıcak preslenmiş Si 3 N 4)

17

Deneyin Uygulanması Eğme deneyi çekme cihazında aşağıdaki işlem sırasına göre gerçekleştirilmektedir: • Eğme düzeneği olarak kullanılan iki mesnet tabla üzerine, yükleme bloğu denilen mandrel ise cihazın üst kısmına yerleştirilir. • Bu düzenekte mandrel çapı ve mesnetlerin çapı, kullanılacak malzemeye göre ve bu malzemeye ait olan standarda uygun olarak seçilir. • Mesnetler arası açıklık standartlara uygun ayarlanır ve numunenin kesit ölçüleri ile birlikte mesnetler arası mesafe de kumpasla ölçülerek kaydedilir. • Düzenek ayarlandıktan sonra mesnetler üzerine numune yerleştirilir ve numune, yükün uygulandığı mandrel yardımı ile eğilir. • Deney sonucunda, numunenin kırıldığı andaki maksimum yükünü (Pmax. ) ve eğilme miktarı ( , Y) değerleri kaydedilir. 18

Sünek bir Malzemenin Eğme Deneyinde Yük-Çökme Diyagramı Sünek Kuvve t Sünek Malzeme Çökme (Sehim) Çekme deneyi sırasında belirgin akma gösteren malzemelerde bile eğme deneyinde belirgin akma görülmez (üstteki şekil). Çekme ve basma deneylerinde tek eksenli kuvvet etkisi söz konusu olduğu halde eğme deneyinde kuvvet çifti söz konusudur. Numune kuvvet çifti etkisinde yani moment etkisinde eğilmektedir. 19

e: Memax/Z Memax: max. eğme momenti Z: Mukavemet momenti 20

M = P. L / 4 Dikdörtgen numuneler için; Z: bh 2/6 Dairesel numuneler için; Z: πdo 2/32 21

22

Değişik eğme deneyi düzenleri 23

24

EĞME Üç Noktalı Eğme deneyi Dört Noktalı Eğme deneyi TS 205 25

26

27

28

6 mm den ince malzemelerde kullanılır 29

a: malzeme kalınlığı D: mandrel çapı 12 mm ye kadar kalınlıklar için R=25 mm 12 mm den büyük kalınlıklar için R= 50 mm tavsiye edilir 30

Eğilmeye Zorlanan bir Çubukta Herhangi Bir Kesitte Gerilme Dağılımı max = M. e / I = 1. 5 FL/(bh 2) Dikdörtgen kesitli max=8 FL/(3. 14 d 3) Daire kesitli : Eğilme dayanımı, M: Moment, e: tarafsız eksenden uzaklık, I: Kesit atalet momenti, F: Uygulanan kuvvet, b: kesitin genişliği, h: kesitin yükseklik, L: Mesnetler arası uzaklık lo = 20 do 31

Test düzeneğinin verebileceği hatalar: Yükleme sırasında eşit olmayan moment dağılımı Numuneye veya düzeneğe bağlı olarak oluşabilecek dönmeler Düzenekle numune arasındaki sürtünmeler Numunenin iyi hazırlanması ve iyi bir deney düzeneği ile bu hatalar ortadan kaldırılabilir. Numune yapısında olabilecek hatalar: Yüzeysel hatalar: Mekanik hazırlama sırasında oluşmuş çatlaklar, içte oluşan bir çatlağın yüzeye uzantısı. Hacimsel hatalar: Porlar, iri taneler, iç çatlaklar, camsı fazlar, Deney Numunesinin Yüzeyinin Hazırlanması: Numune elmas aşındırma diski ile düzeltilir. Ancak bu yüzey işlemi parçada yeni kusurlar olma tehlikesini taşır. İşlem sırasında oluşan çatlaklar sadece yüzeyi etkilemekle kalmaz içlere kadar giderek örnek içinde kusura neden olur.