Malzeme Deneyleri.pdf

M
MÜ
ÜH
HE
EN
ND
Dİ
İS
SL
Lİ
İK
K M
MA
AL
LZ
ZE
EM
ME
EL
LE
ER
Rİ
İN
Nİ
İN
N
T
TE
ES
ST
T E
ED
Dİ
İL
LM
ME
ES
Sİ
İ V
VE
E D
DE
EN
NE
EY
YL
LE
ER
Rİ
İ
Harmer E. Davis
George Earl Troxell
Clement T. Wiskocil
1955

İÇİNDEKİLER
Önsöz
KISIM I.
TEST ETME VE DENETİM PRENSİPLERİ
Bölüm . Problemin Doğası
1-1 Giriş
1-2 Mühendislik Malzemeleri
1-3 Malzemelerin Seçimi
1-4 Malzemelerin Özellikleri
1-5 Malzeme Testi
1-6 Malzemelerin Denetlenmesi
1-7 Testlerin Önemi
1-8 Testlerin Tasarımı
1-9 Malzemelerin Şartnameleri
1-10 Standart Şartnameler
1-11 Standartlaştırma Kurumları
1-12 Test Etme ve Sağduyu
Bölüm . Mekanik Test Etmenin Genel Özellikleri
2-1 Mekanik Özellikler
2-2 Mekanik Testlerin Tipleri
2-3 Test Koşulları
2-4 Gerilme ve BirimUzama
2-5 Gerilme-BirimUzama İlişkileri
2-6 Elastisite
2-7 Elastik Dayanımın Ölçütleri
2-8 Denk-Öteleme Offset Yöntemiyle Akma Dayanımı
2-9 Sünek Metallerin Akma Noktası
2-10 Nihai Dayanımın Ölçütleri
2-11 Plastisite
2-12 Gerçek Gerilme-BirimUzama İlişkileri
2-13 Katılık Stiffness
2-14 Enerji Kapasitesi
2-15 Göçme
2-16 Tamamlayıcı Ölçümlemeler ve Testler
2-17 Test Numunelerinin Seçimi
2-18 Test Numunelerinin Hazırlanması
2-19 Test Etme Cihazlarının Seçimi

Bölüm . Yük, Uzunluk, ve Biçim-Bozulmasının Deformasyonun
Ölçümlemeleri – Yaygın Test Etme Cihazları
3-1 Malzemelerin Testinde Ölçümlemeler
3-2 Kaldıraç Mesnetleri
Yük Ölçümleri
3-3 Yükün Belirlenmesi
3-4 Test Etme Makineleri
3-5 Vidalı Makineler
3-6 Hidrolik Makineler
3-7 Hız Ayarlaması
3-8 Test Makinelerinin Kalibrasyonu
Birim-Uzama Ölçümleri
3-9 Uzunluk Ölçümleri
3-10 Mikrometreler
3-11 Uzunluktaki Değişimin Ölçümü: Mekanik Birim-Uzamametreler
3-12 Uzaktan Okumalı Birim-Uzamametreler
3-13 Birim-Uzama-Direnç Değişim İlişkisi
3-14 Yapıştırılmış Direnç-Teli Ölçücüler
3-15 Ölçücülerin Takılması
3-16 Nem Muhafazası
3-17 Wheatstone-Köprü Bağlantısı
3-18 SR-4 Birim-Uzama Göstergesi
3-19 Birim-Uzama Rozeti Kullanarak Asal Gerilmeler
3-20 Dinamik Test Etme
3-21 Carlson Birim-Uzama Metresi ve Gerilme Metresi
3-22 İndüksiyon Ölçücüler
3-23 Gevrek Kaplamaların Genel Kullanımı
3-24 Gevrek Kaplamaların Çatlamasını Etkileyen Unsurlar
3-25 Gevrek Kaplamalarla Test Yapma Yöntemleri
3-26 Uzunluk- ve Birim-Uzama-Ölçer Aletlerin Kalibrasyonu
Ölçücüler Gages, Gauges
3-27 Ölçücülerin Kullanımı
3-28 Basit Ölçücüler
3-29 Biçim Ölçücüler
3-30 Göstergeli Ölçücüler ve Karşılaştırıcılar
3-31 Toleranslar
3-32 Denetim ve Üreticinin Ölçücüleri
Bölüm . Durağan Statik Çekme ve Basınç Testleri
4-1 Kapsam ve Uygulanabilirlik
Çekme Testi

4-2 Çekme Numuneleri İçin Gereklilikler
4-3 Standart Test Numuneleri
4-4 Tutma Aletleri
4-5 Testlerin Yapılması
4-6 Test Gözlemleri
4-7 Önemli Değişkenlerin Etkisi
Basınç Testi
4-8 Genel Hususlar
4-9 Basınç Numuneleri İçin Gereklilikler
4-10 Standart Test Numuneleri
4-11 Yataklama ve Taşıma Blokları
4-12 Testlerin Yapılması
Bölüm . Durağan Statik Kesme ve Eğilme Testleri
Kesme Testleri
5-1 Kesme Gerilmesi Altında Malzemelerin Davranışı
5-2 Kesme Gerilmesi Altında Göçme
5-3 Kesme Testlerinin Kapsam ve Uygulanabilirliği
5-4 Doğrudan-Kesme Testi
5-5 Burulma (Torsiyon) Testi
5-7 Kesme Özelliklerinin Özgü ve Doğrudan Olmayan Belirlemeleri
Eğilme Testleri
5-8 Eğilmeye Maruz Malzemelerin Davranışı
5-9 Eğilmede Göçme
5-10 Eğilme Testlerinin Kapsam ve Uygulanabilirliği
5-11 Eğilme-Bükülme Testleri İçin Numuneler
5-12 Eğilme-Bükülme Testleri İçin Cihazlar
5-13 Kirişlerin Eğilme-Bükülme Testlerinin Yapılması
5-15 Eğilme-Bükülme Testlerinde Önemli Değişkenlerin Etkisi
5-16 Metaller İçin Eğme Testleri
5-17 Eğilme-Bükülmede Katılık Stiffness
5-18 Değişik Eğilme Testleri
Bölüm . Sertlik (Hardness) Testleri
6-1 Sertlik
6-2 Sertlik Testlerinin Kapsam ve Uygulanabilirliği
Durağan Statik Çentik Sertlik Testleri
6-3 Brinell Testi

6-4 Brinell İzleği
6-6 Brinell Cihazının Kalibrasyonu
6-7 Rockwell Testi
6-8 Rockwell İzleği
6-9 Rockwell Sertlik Test Cihazının Kalibrasyonu
6-10 Rockwell Yapay-Sertlik Test Cihazı
6-11 Vickers Sertlik Test Cihazı
6-12 Monotron Sertlik Test Cihazı
6-13 Mikro-Sertlik Test Cihazları
6-14 Ahşap İçin Sertlik Testi
Dinamik-Sertlik testleri
6-15 Dinamik Sertlik
6-16 Dikme Sclerescope
6-17 Herbert Sarkaç Cihazı
Çizik- ve Aşınma-Sertlik Testleri
6-18 Çizik Sertliği
6-19 Sclerometre
6-20 Eğe Testi
6-21 Aşınma Sertliği
Sertlik Korelasyonları
6-22 Sertlik Numaralarının Değişik Sistemleri Arasındaki İlişkiler
6-23 Sertlik İle Çekme Dayanımının İlişkisi
Bölüm . Darbe (Impact) Testleri
7-1 Dinamik Yükleme
7-2 Darbe Testine Dair Bazı Hususlar
7-3 Darbe Yüklemesi Altında Malzemelerin Davranışı
7-4 Darbe Testlerinin Kapsamı ve Uygulanabilirliği
7-5 Darbe Makinelerinin Genel Özellikleri
7-6 Metaller ve Plastikler için Charpy Testi
7-7 Düşük Sıcaklıklarda Charpy Testleri
7-8 Izod Makinesi
7-9 Enerji İlişkilerinin Hesaplanması
7-10 Ahşabın Hatt-Turner Testi
7-12 Göçmeyi Etkileyen Faktörler
Bölüm . Metallerin Yorulma Fatigue ve Sünme Testleri
Yorulma Testleri
8-1 Yineleyen Yüklemeler
8-2 Metallerde Yorulmanın Doğası

8-3 Yorulma Testlerinin Kapsamı ve Uygulanabilirliği
8-4 Metallerin Yorulma Testleri İçin Makineler
8-5 Genel İzlek
8-7 Diğer Değişkenlerle Korelasyon
8-8 Korozyon Yorulması
Sünme Testleri
8-9 Uzun-Süreli Yüksek-Sıcaklık Yüklemeler
8-10 Sünmenin Doğası
8-11 Sünme Testlerinin Kapsamı ve Uygulanabilirliği
8-12 Sünme Testleri için Cihaz
8-13 Test Numuneleri ve İzlek
8-14 Sünme Verisi ve Yorumlanması
8-15 Sünmeyi Etkileyen Faktörler
Bölüm . Hasarsız Testler
9-1 Hasarsız Testler için İhtiyaç
9-2 Hasarsız Testlerin Tipleri
Kusurlar İçin İnceleme Yöntemleri
9-3 Görsel İnceleme
9-4 Penetrant Testleri
9-5 Hammer Testi
Radyografik İncelemeler
9-6 Işıma Enerjisi ve Radyografi
9-7 Pratik Uygulamalar
9-8 X- ve Gamma-Işın Radyografi Karşılaştırması
9-9 X-Işın Ekipmanı
9-10 Gamma-Işın Ekipmanı
9-11 Radyograf ve Önemli Değişkenlerin Etkisi
9-12 İyi Bir Radyograf için Gereklilikler
9-13 Penetrameter
9-14 Bir Radyografın Yorumu
9-15 Güvenlik Önlemleri
9-16 Xero-Radyograf
Manyetik Analizler için Yöntemler
9-17 Genel Prensipler
9-18 Çelik Çubuklar ve Boruların Manyetik Analizi
Manyetik-Akı Yöntemi
9-19 Gözönüne Alınan Prensipler
9-20 Kapsam ve Uygulanabilirlik
9-21 Manyetikleştirme Yöntemleri

9-22 Manyetikleştirme Ekipmanı
9-23 Denetim Ortamı
9-24 Yüzeylerin Hazırlığı
9-25 De-Manyetikleştirme
Elektriksel Analiz Yöntemleri
9-26 Raylardaki Hatalar için Sperry Detektör
9-27 Borulardaki Hatalar için Sperry Detektör
9-28 Ultrasonik Testler
Fiziki Karakteristiklerin Belirlenmesi için Yöntemler
9-29 Kalınlık Testleri
9-30 Sertlik Testleri
9-31 Sonik Malzeme Analizörü
9-32 Kanıt Testleri
9-33 Ahşapta Nem
Bölüm . Verinin Analizi ve Sunumu
10-1 Bilginin Aktarımı Problemi
10-2 Verideki Değişimler
10-3 Verinin Gruplandırılması
10-4 Merkezi Eğilim
10-5 Saçınım
10-6 Çarpıklık
10-7 İstatistiksel Özetler
10-8 Kontrol Diyagramları
10-9 Korelasyon
10-10 Hatalar
10-11 Raporlar
10-12 Tablolar
10-13 Şekiller
Bölüm . Denetim Prensipleri
11-1 Denetim Problemiyle İlgili Bazı Hususlar
11-2 Denetim Tipleri
11-3 Denetim Organizasyonu
11-4 Denetçinin Vasıfları
11-5 Denetçi Eğitimi
11-6 Üst Kademe Memurlar ile İlişkiler
11-7 Sorumluluk
11-8 Yetki
11-9 Üretici ile İlişkiler
11-10 Denetçi’nin Kılavuzu Sözleşmedir
11-11 Güven Referans Belgesi

KISIM II.
LABORATUVAR İŞLERİ İÇİN TALİMATLAR
Laboratuar Görevleri
Raporlar
Problemler
1 Test Laboratuarının Denetimi ve Malzeme Testinin Kapsamının Çalışılması
2 Bir Test Makinesinin Çalışılması ve Kalibrasyonu
3 Bir Birim-Uzama-Metrenin Kalibrasyonu
4 Çeliğin Çekme Testi
5 Tel ve Tel-Halatın Çekme Testi
6 Damara Paralel Ahşabın Basınç Testi
7 Damara Dik Ahşabın Basınç Testi
8 Betonun Basınç Testi
9 Küçük Ahşap Kolonların Basınç Testleri
10 Dökme Demirin Eğilme-Bükülme Testi
11 Ahşabın Eğilme-Bükülme Testi
12 Tuğlanın Basınç, Eğilme-Bükülme, ve Su-Emme Testleri
13 Mekanik ve Elektriksel Uzama-Ölçücüler Kullanılarak Bir I-Kirişteki
Gerilmelerin Belirlenmesi
14 Çelik Konsol Kirişin Eğilme-Bükülme Testi
15 Betonarme Kirşin Eğilme-Bükülme Testi
16 Çeliğin Dikine Kesme Testi
17 Çeliğin Burulma Kesme Testi
18 Sarmal Yayın Testi
19 Damara Paralel Ahşabın Kesme Testi
20 Çeliğin Sertlik Testi
21 Çeliğin Ani Eğilme-Bükülme ve Çekme Testleri
22 Ahşabın Ani Eğilme-Bükülme Testi
23 Taze Betonun Karakteristikleri
24 Beton Karışımların Kalite ve Ekonomisi Üzerinde Su-Çimento Oranı ve
Çimento Miktarının Etkisi
Ekler
A. Demirli Metallerin Özellikleri
B. Demirli-Olmayan Metaller ve Alaşımların Özellikleri
C. Tel-Halatın Özellikleri
D. Ahşabın Özellikleri
E. Betonun Özellikleri
F. Tuğlanın Özellikleri
G. Plastiklerin Özellikleri
H. Kaynakça

I. Kullanışlı Tablolar
Dizin

HİLMİ COŞKUN 1
ÖNSÖZ
Yeni malzemelerin ve ürünlerin geliştirilmesinde en önemli etken uygun şekilde
organize edilmiş deneylerdir. Mühendislik kullanımları için malzemelerin üretiminde
ve endüstriyel amaçlar için bitmiş ürünlerin üretiminde gerekli adımların biri de ürünün
kalitesinin kontrolüdür. Bu kontrol uygun inceleme süreçleri şeklinde uygulanır. Hem
deney hem de inceleme söz konusu ilgili fiziksel gerçekliklerin elde edilmesi için
birtakım yöntemleri çağrıştırır.
Endüstriyel ve teknik dünya artan oranda test yönelimli olmaktadır. Genel olarak,
mimarlar, mühendisler, ve endüstriyel tasarımcılar ve yöneticiler test etme ile aşinadır.
Ve pek çok önemli kararların verilmesinde bir temel olarak testlere gitgide daha fazla
dayanılmaktadır.
Teknik dünyada test yapmanın ulaşmış olduğu önemli nokta gözönüne alındığında,
testi kendi başına bir konu olarak çalışmaya zaman ayırmak uygun görünmektedir.
Test yapma yöntemlerinin ilk olarak bazı özel malzemeler ve ürünlerle ilgili olarak
gözönüne alınması doğal bir gelişmedir. Teknik okullarda test laboratuarı büyük
ölçüde mukavemet veya teorik mekanik prensiplerinin çalışılmasına ek olarak
gelişmiştir. Ancak böyle bir çalışma ile yeterli uygulanabilir şartnamelerin hazırlanması
için bir temel ve zeki inceleme için bir arkaplan oluşturmak mümkündür. Aynı
zamanda malzemelerin özellikleri arasındaki ilişkilerin geliştirilmesi ve bu özelliklerin
ölçümlerinin elde edilmesinin nasıl yapılacağının geliştirilmesi de mümkündür.
Yazarların amacı mühendislik malzemelerinin mekanik özellikleri için ve bu
malzemelerin incelenmesi için temel oluşturulması için özel ilişkilendirme ile test etme
problemleri ve prensiplerinin genel bir anlatımını sağlamaktır.
Malzemelerin test edilmesini içeren bir kurs mühendisliğin her dalının müfredatında
onaylanmış bir yere sahiptir. Böyle bir kurs ile şu faydaların bazılarının veya tamamının
elde edildiği söylenilebilir:
Gözlem yöntemlerinde alıştırma veya eğitim
Kabul edilmiş test etme yöntemleri hakkında bilgilendirme
Testlerden türetilen verinin öneminin takdir edilmesi
Yaygın malzemelerin özellikleri ile tanınması
Mukavemet konusunda çalışılan prensiplerin açıklanması canlandırılması
Standartlar ve şartnameler hakkında bilgi
Teknik süreli yayınlar ve malzeme özellikleri hakkında kaydedilmiş verilerin
diğer kaynakları hakkında malumat
İncelemelerin sonuçlarını vermek için rapor hazırlama konusunda pratiklik.
Bununla birlikte yazarların gözlemlerine göre bu iddialar her zaman tam olarak elde
edilememekte, ve öğrenciler, harcanan çabanın karşılığında yetersiz geri dönüşten
dolayı, her zaman tatmin olmamaktadırlar. Belki bu eksiklikler test kursuna gerçekte

HİLMİ COŞKUN 2
ayrılan zamanın, ister mukavemet dersine ek olarak verilmiş olmasından veya ister
kendi başına veriliyor olsun, kısalığından olabilir. Diğer yandan mümkündür ki,
güçlüğün bir kısmı, çok fazla şeyin beklenmesi ve halihazırda yeterli bir arkaplan
bilgisinin bulunmamasından da olabilir. Buna bağlı olarak, bu kitap iki bölüme
ayrılmıştır; birincisi test etmenin genel kavramlarının oluşturulmasına ayrılmıştır; ve
ikincisi yaygın testlerin yerine getirilmesi yöntemlerini anlatmaktadır.
Geniş başvuru malzemelerine erişimin sağlanmasındaki zorluk veya buna danışmak
için gerekli zamanın yokluğu, öğrenci için ciddi bir engel olmuştur. Yazarlar şu anda
büyük bir hacme ulaşmış olan süreli yayınlarda ve değişik organizasyonlar tarafından
yayınlanmış şartnamelerde bulunan test ile ilgili önemli ve alakalı bilgileri
yoğunlaştırılmış bir biçimde bir araya getirmeye çalışmıştır. Sınıflandırılmış bir kaynak
listesi eklenmiştir. Öğrencilerin test sonuçları ile karşılaştırabilmesi için ve yükleri
tahmin edebilmek için malzeme özelliklerinin kısa bir listesi diğer eklerde yer
almaktadır
Testlerin yapılması için özel yönergelerin kullanımından feragat edilmesi istenmeyen
bir durum gibi görülebilir. Ancak, özel bir laboratuar için hazırlanmış bir elkitabı genel
kullanım için kısıtlı bir değere sahiptir; çünkü mevcut test ekipmanında farklılıklar ve
değişik kurumlarda laboratuar kurslarının yapılmasında yöntem farklılıkları
bulunmaktadır. Belli bir laboratuarda, genel prensipleri ve test etmenin yaygın
yöntemlerini kapsayan bir metnin kullanımı ile, ayrıntılı yönergenin uzunluğunu
azaltmak mümkün olur.
İlk basımdan bu yana geçen zamanda test ekipmanında birçok değişiklik olmuş ve test
etme ve mühendislik malzemelerinin özellikleri ile ilgili teknik literatürde pek çok ek
bilgi ortaya çıkmıştır. Bu ikinci basımda bu yeni malzeme mümkün olduğunca
eklenmiştir.

KISIM I
TEST ETME VE DENETİM PRENSİPLERİ

HİLMİ COŞKUN 4
Bölüm 1
PROBLEMİN DOĞASI
1-1 GİRİŞ
Yeni işlerin tasarım ve yapımından önce deneysel çalışmaların yoğun kullanımı ve
üretim ve inşaatta yerleşik süreçlerin kontrolü için test yöntemlerinin kullanımı
önemlidir ve teknik gelişimimizin iyi tanınmış özellikleridir. Pratik olarak
mühendisliğin tüm dallarında, özellikle yapılar ve makinelerle uğraşanlar, sıkı sıkıya
özelliklerinin testler ile belirlenmesi gereken malzemelerle ilgilidir. Başarılı bir seri
üretim, üretilen ürünlerin kalitesinin inceleme ve kontrolüne bağlıdır, ki bu da
örnekleme ve test etme sistemi ifade eder. Yeterli şartnamelerin hazırlanması ve
şartnamelere göre satın alınan malzemenin kabul edilmesi, test etmenin ve
incelemenin yöntemlerinin anlaşılmasını içerir. Göçme ve standart-altı kalite ile ilgili
anlaşmazlıkların çözümlenmesinde hemen hemen her zaman fiziki testleri içeren
araştırmalar yapılır. Mühendislik araştırma ve geliştirmesi büyük ölçekte deneysel bir
işlevdir ve dikkatlice planlanmış, iyi düzenlenmiş testleri gerektirir.
Testlerin sonuçlarının zekice değerlendirilmesi ve kullanımı için, mühendisler için ve
gerçek test işi ile uğraşmayanlar için bile, malzeme özelliklerinin testinin yaygın
yöntemlerinin ve geçerli bir testi nelerin oluşturduğunun genel olarak anlaşılması
önemlidir. Ayrıca, şartnamelerle ve malzemelerin kabul edilmesi ile uğraşırken test
etme ve inceleme yöntemleri tarafından etkilenen kısıtlamaların anlaşılması
önemlidir.
Şu konular malzemelerin testi çalışmalarında esastır:
1. Test Tekniği. Yaygın kullanılan tipteki ekipmanlar nasıl çalışmaktadır?
Düzenekler yaygın olarak kullanılıyor mu? Sıradan düzeneklerin yaygın
farklılıkları nelerdir? Elde edilebilen sonuçlar üzerinde düzenekler tarafından
etkilenen kısıtlamalar nelerdir? Birinci-sınıf ekipman yokluğunda, arazide kaba
testlerden yaklaşık fakat önemli sonuçlar nasıl edilebilir? Modellerin teorisinin
verilmiş bir testte herhangi bir uygulaması var mıdır?
2. Test Düzenekleri ve Süreçlerinde Bulunan Fiziki ve Mekanik Prensipler. Varsayılan
koşullar karşılandı mı? Yanlış gitmesi muhtemel olan veya doğru olmayan
sonuçlar üretecek şeyler nelerdir? Görünürdeki kabalıklar nasıl görmezden
gelinebilir? Daha büyük doğruluk elde etmek için ne tür iyileştirmeler
yapılabilir?
3. Ölçümlemelerin Teorisi. Sonuçların hassaslığı nedir? Hangi ölçümlemeler nihai
sonuçların hassasiyetini kontrol etmektedir? Zaman ve çaba ölçümlemelerin
bazılarında gereksiz yere hassasiyeti elde etmek için ziyan edilmekte midir?

HİLMİ COŞKUN 5
4. Malzemelerin Değişkenliği. Önemsenecek bir ortalamayı verecek kaç test
gereklidir? Ortalamadaki ne kadar değişkenlik, tekil değerlerin reddi için
sebeptir? Dayanımdaki ne kadarlık bir aralık değeri, verilmiş bir malzemeden
çalışma koşulları altında kullanıldığında beklenilebilir?
5. Sonuçların Yorumlanması. Test sonuçlarının önemi nedir? Sayısal sonuçlar
doğrudan tasarım ve benzer kullanımlar için uygulanabilir mi, veya sadece
diğer sonuçlarla karşılaştırma değeri mi vardır? Rastgele testlerin sonuçları
nasıl yorumlanabilir? Rastgele testlerin, eğer test koşulları korelasyonların elde
edilmiş olduğu sınırlar dışında ise, sonuçlarının herhangi bir anlamı var mıdır?
Test yöntemleri ve malzeme türü göz önüne alındığında, test sonuçlarının
kısıtlamaları nelerdir veya test verileri ne kadar güvenilirdir? Test
yöntemlerinin kısıtlamaları ve malzeme değişkenliği şartnamelerde nasıl
yansıtılmıştır? Verilmiş bir malzeme için yeterli bir şartname nasıl yazılmalıdır?
Teknolojik gelişmelerdeki ilerlemelerle birlikte eski tip malzemelerde dikkat çekici
iyileştirmeler, birçok yeni malzemelerin keşfi, ve tüm malzemeler için yeni kullanımlar
ortaya çıkmıştır. Bunlar, malzeme testinin kapsamını büyük ölçüde genişletmiş, ve
bunların pratikliğini karmaşıklaştırmıştır. Bununla birlikte, geçerli ve güvenilir testlerin
yerine getirilmesindeki mevcut temel prensipler tüm testler için ortaktır. Bu kitabın
amacı da bu prensiplerin, yapımda kullanılan yaygın malzemelerin testinin sıradan
yöntemlerinin tartışılması suretiyle değerlendirilmesidir.
1-2 MÜHENDİSLİK MALZEMELERİ
Binaların ve makinelerin yapımında kullanılan temel malzemeler metalleri ve
alaşımları, ahşabı, portlant-çimento betonunu, bitümlü karışımları, kil ürünlerini,
kargir malzemeleri, ve plastikleri içerir. Yapı elemanlarının temel işlevi, arzulanan
servis durumu için yeterli dayanım, rijitlik, ve dayanıklılığı geliştirmeleridir. Bu
gereklilikler büyük ölçüde malzemenin sahip olması gereken özellikleri tanımlar ve bu
yüzden yine büyük ölçüde bu malzemeler üzerinde yapılacak testlerin doğasını
belirler. Yapı malzemelerinin testlerinin öneminin tam olarak değerlendirilmesi bu
yüzden bu malzemelerin genel özellikleri hakkında ve yapı mekaniği konusunda
birtakım bilgilere sahip olmayı gerektirir. Malzemelerin pek çok farklı
değerlendirmelerine ve bu konuların ayrıntılı incelemelerine referanslar verilmiştir.
Buradaki test çalışmaları kolaylığı için, bazı malzemelerin temel özellikleri Ek A’dan
G’ye dek özetlenmiştir. Referans listesi Ek H’de verilmiştir.
Yardımcı yapım malzemelerinin, koruyucu kaplamalar gibi, ve belki de sık-tüketim ve
özel-kullanım malzemelerinin büyük çoğunluğunun ayırt edici bir özelliği bazı özel
kalite veya özellik gereklilikleridir ki bunlar sıklıkla özel ve yine sıklıkla rastgele testler
ile belirlenir. İhtisaslaşmış alanlarda yer alan özel problemler bu incelemenin
kapsamında değildir; fakat Bölüm - de verilen temel durumların yaygın testler kadar
özel olanlara da uygulandığını belirtmeye değerdir.
Genel anlamda katılar kadar sıvılar da, ki özellikleri testler ile bulunmalıdır,
mühendislik malzemesi olmasına rağmen ve malzemelerin karakteristikleri kadar

HİLMİ COŞKUN 6
makineler ve yapıların performansı da mühendislik testinin konuları olmasına rağmen,
aksi belirtilmedikçe, malzeme testi terimi katı malzemeleri veya monte edilen yapı
amaçlı malzemelerin testlerine atıf anlamına gelir.
1-3 MALZEMELERİN SEÇİMİ
Genel anlamda, servis edilebilirlik, bir malzemenin seçiminde en önde gelen koşuldur.
Malzeme testinin önemli bir hedefi, servis durumunda malzemelerin istenilen
performansını tahmin etmeye veya garantilemeye yardımcı olmaktır. Bununla birlikte,
yapıların ve makinelerin yapımı için malzemelerin seçiminde malzemenin kalitesi,
tasarım, ve kullanım problemleri iç içe geçmiştir. Burada şu da belirtilmelidir ki iyi
malzeme ve doğru tasarım, belli bir yapının istenilen kullanımının sınırları içinde yeterli
olacağına dair bir güvence vermekten öte daha fazlasını sağlamaz. Yine de en büyük
miktarda kötüye kullanıma maruz kalıp dayanabilen bir malzeme kesinlikle rakiplerine
göre bir avantaja sahiptir [ ].
Malzemelerin seçiminde, tasarımcı bilgiyi edinebileceği iki kaynağa sahiptir: gerçek
servis koşullarında malzemelerin performanslarının kayıtları veya bilgisi ve
performans verisini desteklemek için yapılmış testlerin sonuçları. Bu şekilde bilgiye
dayalı olarak bir şartname hazırlanır.
Bir tasarımı gerçek yapıma dönüştürmek için, yüklenici veya üretici malzemenin,
tasarımcının düşünmüş olduğu ve şartnamede belirtmeye çalıştığı, mevcut
olanlarından seçim yapması gerekmektedir. Daha sonra testler istenilen malzemeyi
belirlemek için gereklidir.
Tasarım ve üretim problemleriyle ilgili olarak malzemelerin seçimindeki
değerlendirmelerin bir özeti aşağıda verilmiştir.
. Mevcut malzemelerin türleri
. Değişik malzemelerin özellikleri
. Malzemeler için servis gereklilikleri
. Değişik malzemelerin ve bir özel malzemenin değişik biçimlerinin göreceli
ekonomisi
. Değişik malzemelerin veya ürünlerin imalat veya hazırlama yöntemleri ve
özellikleri üzerinde işlemlerin etkisi
. Şartname yöntemleri ve bunların temin edilen ürünün güvenilebilirliği ve
tekdüzeliği ile ilgisi
. Test etme ve inceleme yöntemleri ve bunların istenilen özelliklerin ölçümüne
göre önemi.
1-4 MALZEMELERİN ÖZELLİKLERİ
Mühendislik malzemelerinin özelliklerinin kısmi bir sınıflandırması Tablo -1 de
verilmiştir. Genelde, bu özelliklerin bazılarının veya hepsinin belirlenmesi mühendislik
testi için bir konu oluşturabilir. Ancak, sıradan malzeme-testi laboratuarının en büyük
işi mekanik özellikler ile ilgilidir. Bu iş sıklıkla mekanik test olarak anılır. Yapıların ve

HİLMİ COŞKUN 7
makinelerin performansında ve yaşamında en büyük faktör uygulana kuvvet olduğu
için dayanım son derece önemlidir; herhangi bir mühendislik malzemesinin birinci
gerekliliği yeterli dayanımdır. En genel anlamıyla dayanım terimi, bir malzemenin tüm
olarak tamamının veya küçük bir parçasının veya yüzeyi bile olabilir göçmeye
direncine atfedilerek alınmış olabilir. Göçme kriteri ya kopma ya da aşırı biçim-
bozulması olabilir. Tarihi açıdan bakıldığında, en erken dönem testleri malzemelerin
dayanımıyla ilgilidir; dolayısıyla günümüzde test cihazı terimi (nitelendirme olmadan
kullanıldığında bilinen yükleri uygulayan bir makineyi tanımlamaktadır.
Tablo 1-1. Mühendislik Malzemelerinin Özelliklerinin Bir Sınıflandırması
Sınıf Özellik
Fiziksel
Boyutlar, şekil
Yoğunluk veya özgül ağırlık
Gözeneklilik
Nem içeriği
Makro-yapı
Mikro-yapı
Kimyasal
Oksit veya bileşen bileşikleri
Asitlik veya baziklik
Korozyona veya havaya dayanıklılık gibi
Fiziko-
Kimyasal
Su-emme veya suyu itme hareketi
Nem değişikliğine bağlı büzülme veya şişme
Mekanik
Dayanım:
Çekme, basınç, kesme, ve eğilme
Statik, etki, ve dayanıklılık
Katılık
Elastiklik, plastiklik
Süneklik, gevreklik
Isıl
Özgül ısı
Genleşme
İletkenlik
Elektriksel ve
Manyetik
İletkenlik
Manyetik geçirgenlik
Galvanik etki
Akustik
Ses iletimi
Ses yansıması
Optik
Renk
Işık iletimi
Işık yansıması
Verilmiş bir malzemenin davranışının tam bilgisi, şartların çok geniş bir aralığında tüm
özelliklerinin çalışılmasını içerecektir fakat tam bilginin edinilmesi için gerekli kapsamlı
testlerin yapılması çoğunlukla gerekli değildir veya ekonomik olarak mümkün değildir.
O halde problem, bir malzemenin veya belli bir malzemeden yapılmış bir ürünün belli
bir amaç için, kullanılabilirlik ve ekonomik değerinde anlamı olacak şekilde değişik
özellikleri hakkında verinin güvenle elde edilmesidir. Belirli bir kullanım için bir
malzemenin göreceli etkililiği, alakalı özelliklerin ne kadar mevcut olduğuna bağlıdır.

HİLMİ COŞKUN 8
Bazı kullanımlar için, bir özellik çok arzu edilebilir iken diğer kullanımlar için
istenmeyebilir veya hatta tehlikeli olabilir.
1-5 MALZEME TESTİ
Malzeme testi şu hedeflerden biri veya hepsi gözetilerek yapılabilir: bir ürünün
kalitesi hakkında sıradan bilgileri sağlamak için – ticari test veya kontrol testi; (2)
bilinen malzemelerle ilgili yeni veya daha iyi bilgi edinmek veya yeni malzemeler
geliştirmek için – malzeme araştırması ve geliştirme çalışması; temel özelliklerin
veya fiziksel sabitlerin doğru ölçümlerini elde etmek için – bilimsel test. Bu hedefler
başlangıçta açık bir şekilde ayırt edilmelidir çünkü genellikle kullanılacak test ve ölçüm
ekipmanının tipini, işin istenilen hassasiyetini, çalıştırılacak personelin karakterini, ve
gerekli maliyetleri etkilerler.
Ticari test prensip olarak ya satınalma şartnamesi gereği malzemelerin kabul
edilebilirliğini kontrol etmekle veya üretimin ya da imalatın kontrolü ile ilgilidir. Genel
olarak, kaliteyi ölçmek için bir rehber olarak tamamen rastgele olabilmesine karşın
test tipi belirlenmiştir; standart yöntemler kullanılmıştır, ve hedef basit olarak bir
malzemenin veya bir parçanın özelliklerinin gerekli limitler içinde olup olmadığının
belirlenmesidir. Yüksek derecede bir düzeltme gerekmemekle birlikte doğruluk
limitleri sıklıkla belirlenmiştir.
Malzeme araştırmasının yaygın amaçları bilinen malzemelerde yeni bilgilerin
edinilmesi, (2) yeni malzemelerin özelliklerinin keşfedilmesi, ve kalitenin veya test
yöntemlerinin anlamlı standartlarını geliştirmektir. Ek olarak, belli bir kullanım için bir
malzeme seçimi, seçili bir malzemeyle tasarımı geliştirmek için prensiplerin
belirlenmesi, veya üretilmesinden sonra bir parçanın veya yapının davranışının
çalışılması gibi belirli-özel hedefler olabilir [ ].
Aslında pek çok araştırma doğası gereği az çok rutin olmakla birlikte; pek çok
araştırma da, eğer başarıya ulaşılmak isteniyorsa, genel problemin tüm aşamalarının
değerlendirilmesini gerektiren ve deney yapanın tüm kaynakları kullanabilmesini,
yaratıcılığını, ve yeteneklerini aşırı miktarda talep eden çok geniş çeşitlilikte testleri ve
ölçümlemeleri gerektirir.
Burada söylenilen bilimsel test etme nin amacı, yapısal davranışın doğru analizi için ve
etkin tasarım için veri temin etmek için nihai bir bakış açısı ile malzemelerin temel ve
kullanışlı özellikleri hakkında bilginin düzenli ve güvenilir bir birikimidir. Bu türde bir
çalışma, her şeyden çok, dikkat, sabır, ve hassaslık ister.
Deney ve test arasında ayrım yapılabilir, yine de bu fikirlerle ilgili olarak kullanım
sıklıkla çok katı değildir. Deney yapma çıktının belirsiz olabileceği ki bu durumda
bilinmeyen sonuçlar ortaya çıkabilir, fikrini içerir. Test etme az ya da çok tanımlı bir
süreç fikrini ki sonuçların sınırları genellikle tanımlanmıştır, içerir. Deney yapma,
özellikle planlanmış veya büyük ölçekte ise, normalde pek çok sıradan testleri içerir.
Büyük malzeme-test laboratuarlarının çoğunluğu deneysel araştırma merkezi ve

HİLMİ COŞKUN 9
sıradan kontrol test ajansları görevlerinin ikisini de yerine getirir. Amaç, bakış açısı, ve
ele alma yöntemi araştırma ve rutin test arasında büyük oranda değişse de,
detaylandırılmış süreçlerin çoğu her iki test tütünde de kesinlikle aynı olabilir. Örneğin,
çelik levhaların ısıl işleminde bir araştırma incelemesinde, çekme-test örnekleri ve test
yöntemi, boyler levhasının kabul testleri için tüm ülkede kullanılanlar ile aynı olması
çok muhtemel olacaktır.
Kolaylık için, arazi testleri ve laboratuar testleri arasında farklılık öngörülebilir. Zor veya
tehlikeli çalışma koşulları, çakışma, zaman sınırlamaları, ve değişken hava koşulları
yüzünden arazide yapılan testler genellikle laboratuarda yapılmış benzer testlerin
hassasiyetinden yoksudur; ancak, laboratuardaki işin performansı zorunlu olarak
hassasiyeti garantilemez. Testlerin bazı tipleri, örneğin, çakıl için elek analizi,
laboratuardaki bir teknisyen tarafından olduğu kadar işteki bir denetçi tarafından
hemen hemen aynı hassasiyette yapılabilir. Diğer taraftan, bazı testler laboratuarda
yapılamaz öyle ki, arazi mi laboratuar mı sorusu uygun olmaz.
Ele almanın genel yöntemi ve sonuçların yorumlanmasına ilişkin olarak, şunlar
arasında ayrım yapmak istenir;
1. Tam-boyutlu yapılar, elemanlar, veya parçalar üzerinde testler
. Yapıların, elemanların, veya parçaların modelleri üzerinde testler
. Bitirilmiş parçalardan kesilen örnekler üzerinde testler
. Ham veya işlenmiş malzemelerin örnekleri üzerinde testler.
Sırası gelmişken, şu da belirtilmelidir ki, model testi, ki buna ilgi son yıllarda dikkat
çekici olarak artmıştır, geçerli sonuçların elde edilmesini sağlayacak boyutlandırma
gerekliliklerinin bir çoğunu sağlamayı sıklıkla talep eder.
Malzemenin veya bir parçanın testten sonra kullanılabilirliği ile ilgili olarak, testler
hasarlı veya hasarsız olarak sınıflandırılabilir. Nihai dayanımı belirleyici testler doğal
olarak örneğin hasarlanması anlamına gelir. Tüm bir parti bu şekilde test
edilemeyeceğine göre, kabul edilebilir sınırlar içinde örnek malzemenin masraflarını
tutmak kadar örneklerin yeterli sayıda kullanılmasıyla partinin dayanımının güvenilir
bir göstergesinin elde edilmesi problemleri ortaya çıkar. Bitmiş ürünler için eğer
mümkünse hasarsız testleri kullanmak istenir. Bazı sertlik testleri bu tiptedir; örneğin,
scleroscope testleri, yüzeyi işlenmiş ısıl işlem görmüş çelik millerin yüzey sertliği
belirlenmesi için sıklıkla kullanılır. Kanıt testleri, imal edilmiş parçalar veya yapısal
elemanlara uygulanır, hasarsız test tipindedir; örneğin, bir vinç kancasının kanıt testi,
çalışma yükünü bir miktar geçen ancak herhangi bir hasar verecek yükten daha az bir
yükün, ki servis koşullarında göçmeye sebep olabilecek hiçbir zararlı kusurun olmadığı
güvencesini vermek için, uygulanmasını içerir. Hasarsız testler özellikle işbaşındaki
denetçinin ilgisindedir. Metallerin hasarsız incelenmesinin radyografik ve manyetik
yöntemleri Bölüm ’da tartışılmıştır.

HİLMİ COŞKUN 10
1-6 MALZEMELERİN DENETLENMESİ
İşlevleri çakışmakla birlikte, test etme ve denetim arasında ayrım yapmak istenir.
Özellikle, test etme bazı özelliklerin niceliksel ölçümlerini belirlemek için işlemlerin
testler fiziki performansına atıf yapar. Denetim, istenilen kalitelerin varlığını
sağlamak amacı için yapımın veya üretimin ürünleri ve süreçlerinin gözlenmesi ile
ilgilidir. Pek çok durumda, denetim tamamen kaliteyle ilgilidir ve sadece işlemlerin
veya boyutların doğruluğunun, yüzey kusurlarının incelenmesi, ya da muhtemelen
aşırı nem veya sıcaklık gibi istenmeyen durumların varlığının veya yokluğunun
göstergesinin görsel gözlemlenmesini içerebilir. Diğer taraftan, denetim, şartname
gerekliliklerinin sağlanıp sağlanmadığının belirlenmesi için karmaşık testlerin
performansını içerebilir. Denetim, oturmuş kıstasların uygulaması yoluyla kalitenin
kontrolünü amaçlar ve standart-altı malzemenin reddi fikrini içerir. Test etmede, amaç
kaliteyi belirlemektir, yani, sonuçların ima ettiklerinden bağımsız olarak olguların
keşfedilmesidir.
Bazı organizasyonlarda, denetim güçleri idari bir grup olarak, yani, sadece basit
incelemeler yapmak ve test departmanına seçilmiş örneklerin gönderilmesi şeklinde,
düşünülmüş olabilir. Başka diğer organizasyonlarda, test eden mühendis, denetçilerin
şefi olduğu gibi, aynı zamanda rutin test etme ile ve araştırma-geliştirme işleriyle de
görevlendirilmiş olabilir.
Denetim teknik görevler kadar insani ilişkileri de içerir. Tüm kişiler iyi denetçi
olamayabilir. Denetimin bazı prensipleri Bölüm ’de anlatılmıştır.
1-7 TESTLERİN ÖNEMİ
Malzemelerin özellikleri kavramlarımız genellikle idealleştirilmiş ve aşırı
basitleştirilmiştir. Gerçekte, biz, bir malzemenin davranışını tümden ve bir kerede
tanımlamayacak şekilde elde edilmiş birtakım değişmeyen değerler anlamında,
özellikleri belirlemiyoruz. Daha çok, belli koşullar seti altında test edilen bir
malzemenin numunesinden bulunmuş özelliklerin sadece ölçüsü veya göstergesi veya
tezahürü olan test sonuçlarını elde ediyoruz. Elde ettiğimiz ölçümler, testi yapmaktaki
uygulanan özel süreçlere ve aynı zamanda numunenin alınma ve hazırlanma yolunu
içeren testin şartlarına bağlıdır. Dolayısıyla testlerin anlamı nın bir ima ettiği şey de,
tanımladığı varsayılan özelliklerin ölçümlerine yol açmasında testlerin güvenilirliğidir.
Örneğin, bir malzemenin elastik dayanımının pratik bir ölçüsü olarak orantısal limitin
kullanımı sorgulanmaktadır çünkü test sonuçları sıradan bir testte uygun olarak
kontrol edilemeyen birçok unsur tarafından etkilenmektedir ve orantısal limitin gerçek
şiddetinin belirlenmesini güvenilmez yapmaktadır.
Herhangi bir testin gerçek anlamı serviste bir malzemenin performans tahmini için
bize olanak verme sınırında bulunur. Bir test iki yoldan biriyle anlamlı olabilir:
yeterince temel ve tanımlayıcı bir özelliği layıkıyla ölçebilir ki test sonuçları tasarımda
doğrudan kullanılabilir, veya bir test, çok rastgele olmasına karşın yine de,
tecrübeyle yeterli performans verdiği gösterilmişse, malzemeleri tanımlamaya hizmet

HİLMİ COŞKUN 11
eder. Örneğin, bir köprü yapısı için bir çekme çubuğunun eyebar tasarımıyla
bağlantılı olarak, uygun seçilmiş bir çelik numunede bir çekme testi, ki uygun bir
güvenlik faktörü ile modifiye edilirse, izin verilen emniyet gerilmesi olarak alınabilecek
bir değer verecektir. Diğer taraftan, örneğin, metallerin Charpy etki testi, sadece
serviste bu tür malzemelerin performansıyla test sonuçlarının korelasyonu halinde bir
malzemenin kullanımıyla ilgili anlamlılığa sahiptir. Bu test, küçük standartlaştırılmış,
rastgele şekillendirilmiş metal numunelerin kırılması esnasında emilen enerjinin
metre-Newton cinsinden tanımlanmış değerlerini verir. Sonuçlar dayanım
değerlerinde olduğu gibi herhangi bir tasarımda doğrudan kullanılamaz. Yine de belli
bazı servis tipleri için bulunmuştur ki, eğer Charpy değerleri verilmiş bir değerin altına
düşerse göçmeler beklenebilir. Bu test, o halde, özel bir kullanım için uygun olmayan
çeliklerin bertaraf edilmesinde yardımcı olmak şeklinde anlamlılığa sahiptir. Beklenen
performansın doğrudan bir göstergesini vermek için yapılabilen bir test büyük ölçüde
test etme ve gerilme analizi sanatlarındaki gelişmelere bağlıdır.
Ayrıntılı test verisinin bir çalışmasında ve genelde araştırmaların sonuçlarında not
edilmesi gerekli çarpıcı bir sonuç da, verilmiş bir özelliğin niceliksel ölçümlerindeki
değişkenliktir. Bu belki de kısmen test etme işlemlerinde mutlak hassasiyetin
yoksunluğuna bağlıdır ama aynı zamanda numuneler arası verilmiş özellikte gerçek
değişkenliğe de bağlı olabilir. Malzemelerimiz homojen değildir; sınırlar içinde
bunların bileşimleri tamamen şansa bağlı olabilir ki bunların davranışlarının bir tanımı
büyük ölçüde istatistiksel bir temele dayanıyor olabilir. Hem numuneler veya bir
numunenin parçaları arasındaki değişkenliğin anlamına yönelik ve hem de tüm bir
partiye veya malzemenin tam-boy parçasına göre numunenin durumuna yönelik
olarak sonuçların akıllıca bir yorumu için, örnekleme teorisinin gereklilikleri ve verinin
istatistiksel doğası dikkate alınmalıdır bkz. Bölüm . Ayrıca, etkin test etme ve
güvenilir sonuçlar yönünden, test tasarlanmalıdır ki, değişik ölçümlemelerin
hassasiyeti ve yapılacak işlemler tüm süreç boyunca tutarlı olsun.
1-8 TESTLERİN TASARIMI
Bir testin tasarımında, dikkate alınması gereken temel sorular olarak şu aşağıdakiler
önerilmektedir:
 Aranılan cevabın doğası nedir?
 Bir cevabı sağlamak için hangi test yapılabilir?
 Test sonuçları performansla nasıl alakalandırılacaktır?
 Seçilmiş testin tipinin kısıtlamaları nelerdir?
 İşin hassasiyeti kısıtlamalar ile alakalı olarak nasıl ayarlanmalıdır ki çabalarda
ekonomi ve sonuçlarda tutarlı güvenilirlik elde edilsin?
 Test için en uygun numune tipi nedir?
 Karakteristik sonuçları elde etmek için ne kadar numune gereklidir?
İdeal bir test anlamlı, güvenilir, tekrarlanabilir, bilinen bir hassasiyette, ve ekonomik
olmalıdır. Bir prosedürün seçimi testin anlamlılığı tarafından kontrol edilmeli, çabanın
ekonomisi tarafından yönlendirilmeli, ve bir orantı hissi tarafından etkilenmelidir.

HİLMİ COŞKUN 12
Testlerin tasarımına dayalı olan şu izleyen gözlemler malzemelerin testine dair erken
dönem U.S. Bureau of Standards elkitabından kısaltılarak alınmıştır [ ]: verilmiş bir
özelliğin uygun bir ölçümü şu durumlarda mümkündür; özellik yeterli kesinlikle
tanımlanabilmelidir, malzeme bilinen bir bileşimde veya saflıktadır, dikkat
edilen şartlar standarttır veya bilinmektedir, deneysel yöntemler teorik olarak
doğrudur, gözlemler ve indirgemeleri itina ile yapılmıştır, sonuçların doğruluk
derecesi bilinmektedir. Bu ideal ulaşılsa bile nadiren olur, fakat sonuçların
nitelikselden niceliksele geçmesi için çaba sarf edilirken ve bu sonuçlar sabit olarak
adlandırılır çünkü tekrardan belirlemeler makul derecede farklı sonuçlara yol
açmayacaktır. Yaklaşık sonuçlar, daha hassas cihazlar ve yöntemler bulundukça
sürekli olarak geliştirilmiş olacaktır. Aranılan doğruluğun derecesi, bir test
laboratuarında çok pratik bir mesele haline gelir. Testlerde harcanan zaman ve işçilik,
ulaşılabilir doğruluğun sınırlarına yaklaşıldıkça orantısız olarak çok artabilir.
Malzemelerin temel özelliklerinin veya fiziki sabitlerinin belirlenmesi için aranılan
doğruluğun derecesi mümkün olan maksimum olabilir. Genel olarak, uğraşılan
doğruluk derecesi, eldeki amaç için kesinlikle yeterince iyi olan olmalıdır.
1-9 MALZEMELERİN ŞARTNAMELERİ
Bir şartname, tüketici tarafında üreticiye ne istediğini söylemek için bir girişimdir
[ ]. Açıkça, bir şeyin tanımlanabilmesi yetenek ve doğruluğu, bu şey hakkındaki
bilginin durumuna ve tanımlanabileceği niteliklerinin hassasiyetine bağlıdır. Test etme
sanatı ve bilimi ilerledikçe, yeterli şartnamelerin hazırlanması için esaslar da
gelişmektedir. Hâlbuki bir şeyin tanımlanması ile ilgili etkinlik aynı zamanda
şartnamenin ne kadar iyi yazıldığına ve hükümlerin nasıl yerine getirileceğine de
bağlıdır. Bu problem, sıklıkla özel olarak test eden mühendisi alakadar etmesine
karşın, herhangi bir mühendisin karşısına çıkabilir.
Bir zamanlar sırf belli bir markayı veya eşdeğerini belirtmek alışılmış bir şey iken,
üreticinin geçmiş performansı ve dürüstlüğü, potansiyel kalitenin tek garantisiydi.
Erken dönem şartnameler, sıklıkla zorunlu olarak kabaydı çünkü tüketici belirlemeye
çalıştığı malzeme hakkında çok az biliyordu; pek çok günümüz şartnameleri de hemen
hemen aynı kabalıktadır ve yine aynı sebeptendir. Endüstriyel sistemimizdeki giderek
artan karmaşıklıkla, daha yeterli şartnameler gerekli hale gelmiştir ve, malzemelere
dair bilimsel bilgimizdeki ilerlemeyle, daha yeterli şartnameler mümkün hale
gelmiştir.
Bir şartnamenin, kalitenin bir standardının bir beyanı olması istenir. İdeal bir şartname
bir malzemenin, verilen bir kullanım için en etkin hizmet etmesi gereken, niteliklerini
benzersiz olarak tanımlayacaktır, ve eğer gerekli niteliklerin varlığını belirlemek için
gerçekten önemli testler yapılabilirse, yaklaşılabilinecektir. Bir şartname sıklıkla pek
çok sebepten dolayı ideale ulaşamaz, bazı sebepler burada verilmektedir: düşük
kalite bir malzemeyi kabul edecek kadar serbest olabilir, aşırı kısıtlayıcı olabilir ve
eşdeğer veya daha etkin bir malzemeyi dışlayıcıdır, gerekli servis tipine göre
yetersiz veya uygun olmayan kriterlere dayandırılmış olabilir, uygun uygulama için
yetersiz hükümler veya hiçbir hüküm olmayabilir. Böyle kusurlar sadece yetersiz

HİLMİ COŞKUN 13
malzemelerin teminine yol açmaz fakat sıklıkla orantısız maliyetler ve sonu gelmez
anlaşmazlıklara da yol açar. Ayrıca şu da önemlidir ki bir şartnamenin mükemmel
olmaması kabul edilebilir ve gereklidir çünkü ideal malzemeyi üretmek pratik olarak
mümkün olmayabilir. Tüm her şey dikkate alındığında, çok düşük bir niteliği kabul
etmek kadar çok yüksek bir niteliği de gerektirmek aynı şekilde etkin olmayabilir.
Pratik olarak, şartnameler ideal bir malzeme için oluşturulmazlar fakat üretimin
mevcut koşulları altında makul maliyette elde etmenin mümkün olabileceği bir
malzeme için oluşturulurlar.
Pek çok dikkate alınan hususlar, belli bir özelliğin değişmesine izin verilebileceği
sınırlarını sabitler. Kurulacak maksimum ve minimum, deneye dayalı olabilir fakat
üretim sürecinin kısıtlarını tanımalıdır. Bu limitler, makine parçalarının yapımında izin
verilen boyut limitlerine karşı gelir, ki her parçanın boyutunda bu tür değişimler,
parçaların üretiminde, bir araya getirilmiş makinenin etkinliğini gereksiz yere
bozmadan, ekonomikliğe yol açacağı için izin verilebilir. Malzeme için bu tolerans
limitlerini tespit ederken, bir tarafta çok dar aralıktan ve diğer tarafta çok geniş
değişimler veya düşük kaliteden kaçınmak için dikkat gösterilmelidir. Bu limitler
sıklıkla iş güvenliğini ve genellikle dayanıklılık ve etkinliği içerir [ ].
Malzemeler için şartnameler, bir malzemenin kabul edilebilmesi için gereklilikleri şu
aşağıdakilerden bir veya birkaçı yoluyla tanımlayabilir:
. Üretim yönteminin belirtilmesiyle
. Biçim, boyut ve dış yüzeyinin belirtilmesiyle
. İstenilen kimyasal, fiziki veya mekanik özelliklerinin belirtilmesiyle.
Malzeme alanında nadiren kullanılmasına karşın, diğer bir tip gereklilik de, bir ürünün
satın alındıktan sonra belli bir dönem içinde belirtilen kusurları göstermeyeceğidir.
Performans şartnameleri makineler için yaygın olarak kullanılır. Malzeme
şartnamelerinde sıklıkla dâhil edilen bir husus da, örnekleme, test etme ve denetime
dair gerekliliklerdir.
1-10 STANDART ŞARTNAMELER
Son onyıllardaki önemli bir gelişme, özellikle malzemeler dikkate alındığında,
standart şartnamelerin hazırlanması ve kullanımı olmuştur. Bir malzeme için
standart bir şartname, genelde özel bir alanda ilgili kişiler arasındaki bir anlaşmanın
sonucudur ve katılan aracı kurumlar tarafından kullanımı için onayları içerir. Fakat bu
durum genellikle boyutsal standartlara atfedilen kalıcılık derecesini ima etmez çünkü
verilmiş bir alandaki teknik ilerlemeler genellikle gerekliliklerin dönemsel elden
geçirilmesini zorunlu kılar. Standartlaştırma kurumlarının pek çok tiplerinden bazıları
bağımsız şirketler, teknik veya profesyonel topluluklar, ve ulusal, yerel ve belediye
departmanları veya ofisleridir. Kabulün genişliği, standartlaştıran kurumun otoritesi ve
etkisinin çapındaki kapsamaya bağlıdır. Bu ülkedeki önemli kurumlar tarafından
izlenen standartlaşma prosedürleri altında, pazarlık, formülleştirme, ve deneme
dönemleri genellikle bir şartnamenin standart olarak kullanımından önce gelir ki
böylece bunun işler olduğunun güvencesi oluşsun [ -184].

HİLMİ COŞKUN 14
Standart bir şartname, test etmenin standart yöntemlerini ve bazen de standart
tanımlamaları kasteder. Bazı durumlarda, test etmenin yöntemleri bir malzeme
şartnamesi içine dâhil edilmiştir. Diğer taraftan, bazı standartlaştırma kurumları,
malzeme şartnamelerinden ayrı olarak standart test yöntemleri oluştururlar ve test
yöntemlerine zorunlu atıf yaparlar.
Uygun kurgulanmış ve yürütülebilir standart şartnameler endüstri için çok kıymetli
olabilir. Malzemeler için standart şartnamelerle ilgili bahsedilebilecek avantajlardan
bazıları şunlardır:
. Bunlar genellikle tüketici ve üreticinin bir araya getirilmiş bilgisini temsil eder
ve yanlış anlaşılmaların olasılığını minimuma indirir.
. Üreticiye üretimin bir standardını verir, daha tekdüze bir ürün elde
edilmesine ve stoklarda gerekli çeşitliliğin sayısının azalmasına, böylece görevli
harcamasının ve dolayısıyla maliyetlerin düşürülmesine, sebep olur.
. Standartlaştırılmış malların seri üretimini mümkün kılmakla birim maliyetleri
düşürür.
. Tüketicinin, denenmiş ve uygulanabilir bir şartname kullanmasına izin verir.
. Tasarımcının, elde etmenin makul güvenilirliği olan bir malzeme seçmesine
izin verir.
. Özel-kullanım şartnamelerin hazırlanmasını basitleştirir çünkü yayımlanmış
standart şartnameler atıf yoluyla katılabilir.
. Satınalma kişi/kurumunun gerçekten rekabetçi teklifleri güvence ile almasına
ve teklifleri karşılaştırabilmesine yardım eder.
. Ticari test etmede test prosedürlerinin standartlarını ortaya koyar ve böylece
farklı laboratuarlardan elde edilmiş test sonuçlarının karşılaştırılmasına izin verir.
Standart şartnamelerin dezavantajı, sadece geliştirilme aşamasında olabilen pratikleri
dondurma ya meyilli olmalarıdır ve bu yüzden en fazla ihtiyaç duyulan yerde
ilerlemenin aksamasıdır. Bu sebepten, standart şartnameler, iyi-bilgilendirilmiş ve
tamamen açık-görüşlü bir kurumun yetki alanı altında olmalıdır.
1-11 STANDARTLAŞTIRMA KURUMLARI
Standartlaşma, test etmenin sıradan yöntemleri üzerinde önemli bir etkiye sahip
olduğu için, mühendisin, malzeme şartnamelerinin ve test etme yöntemlerinin geniş
olarak kullanılanlarının bazılarını yayımlamış olan kurumların* yayınları ve doğası ile
biraz aşinalığa sahip olmaları istenir.
- - -
* bu tür kurumların listesi ve merkezlerinin adresleri için, Ek H ‘nin ilk kısmına bakınız.
- - -
American Society for Testing Materials ASTM tarafından yayımlanmış standartlar,
malzeme testi ve denetimi ile alakalı kişileri özellikle ilgilendirir ve bu kişiler için
öneme sahiptir [ ]. Bu ulusal teknik topluluk, ’de kurulmuştur, Ellinci yılını
kutladığında ’den fazla üyesi vardı, bu üyeler kabaca üç gruba ayrılabilir:

HİLMİ COŞKUN 15
tüketiciler, üreticiler, ve mühendisler, biliminsanları, eğiticiler, test uzmanları, vb
oluşan bir genel-ilgi grubu.
ASTM ikili bir işlev yerine getirir; her biri, malzemelerin testinin bazı özel aşamaları
veya tam olarak önceden tanımlanmış bir uzmanlıkta mühendislik malzemeleri yetki
alanı altında olan, standartlaştırma komisyonunca sürdürülen test etme yöntemlerinin
ve malzemelerin şartnamelerinin standartlaştırılması; ve komisyonlar ve birey
üyeler tarafından yapılan araştırmalar ve incelemeler, ki sonuçları yıllık topluluk
bildirileri yoluyla kamuya mal edilir, sayesinde etkilenen mühendislik malzemelerinin
geliştirilmesi. Şartnameler, her üç yılda bir yapılan yeni baskılarda, ASTM Standartları
olarak adlandırılan ayrı seriler halindeki ciltlerde yayınlanır.
Standartlaşma işi genelde şu şekilde olur: malzemeler için test yöntemlerinin
geliştirilmesi, standart tanımlamaların oluşturulması, malzeme şartnamelerinin
formülleştirilmesi, ve malzemelerin kullanımında değişik süreçlerde dayanağı olan
önerilen pratiklerin formülleştirilmesi. Şartnamelerin geliştirilmesiyle uğraşan
komisyonlar ilk olarak kendi ilgi alanlarındaki malzemeleri çalışırlar ve standartlaşma
işinin üzerine oturması gereken zorunlu araştırmaları teşvik ederler. Ticari bir yöne
sahip malzemelerle uğraşan komisyonlarda, kural genellikle, üretici ve tüketici
ilgilerinin temsilcileri arasında bir denge koruyabilmektir.
Test etme yöntemlerini, terminolojiyi, ve gereklilikleri içeren çalışmaların
tamamlanmasından sonra, bir standart önerisi evrilir ve özel ilgi alanındaki
malzemeler üzerinde yetkiye sahip olan komisyonun bir toplantısında önerilir. Eğer bu
toplantıda ve daha sonra tüm komisyonun yazılı oylamasıyla onay alınırsa, topluluğun
bir sonraki yıllık toplantısında bir komisyon raporunda bilgi için önerilen standart
yayınlanır. Eğer bu toplantıda topluluğun üyeleri tarafından kabul edilirse, şartname
veya test etme yöntemi eleştirilerin alınması için en az bir yıl için geçici olarak
yayınlanır. Gelen yorumların gereğince değerlendirilmesinden sonra, komisyon geçici
şartnamenin standart olarak benimsenmesini önerebilir. Her standart,
benimsenmeden önce, topluluğun tüm üyelerini sunulmuş bir yazılı oylamada uygun
onayı almalıdır. Standartların düzeltmesi, ilgili mevcut komisyon tarafından herhangi
bir zamanda dikkate alınabilir. Düzeltmelerin, bir standart içine yerleştirilebilmesinden
önce geçici olarak yayınlanması gerekir. Standartlar uygun faaliyetlerle herhangi bir
zamanda geri çekilebilir.
Şartnamelerin geliştirilmesinde,
üretim süreçlerinin etkisi, gerilmelerin doğası ve serviste malzemelerin maruz kalacakları diğer
koşullar, ve malzemelerin yeterli servisi vermeyi sağlayan belirli özellikleri tam olarak dikkate
alınmalıdır. Zahmetli araştırmalar ve serviste uzun yılların tecrübesinin çalışması sıklıkla yeterli
bir şartnamenin hazırlanabilmesinden önce gerekir. Komisyon, belirlenecek malzemenin
özellikleri, test yöntemleri, gerekli olabilecek imalat detayları, denetim ve işaretleme
yöntemleri, vb, üzerinde uzlaşmaya varmalıdır. Tüm bunlar içinde komisyon, ticaret için belli
bir malzeme veya mal tedarikinde geliştirilmiş olan en iyi ticari pratiği takip etmeye
çalışmalıdır. Dayanımı ve güvenilirliği üzerinde insan can güvenliğinin yeraldığı malzemeler için
şartnameler, özellikle dikkatli olarak oluşturulmalı ve test etmede ve denetimde yeterli
koruyucuları sağlanmalıdır. Bazı zamanlar, üretici ve tüketici tarafından tutulabilen aşırı
görüşler arasında bir taviz, en azından bazı detaylarda geçici uzlaşmaya varmakta gerekebilir;

HİLMİ COŞKUN 16
ancak, değerlendirilen problemler daha açık biçimde anlaşıldıkça ve konu hakkında sunulabilen
teknik veriler daha tam oldukça, mantıksal bir anlaşma daha kolaylıkla varılabilir [ ].
Tam detaylar için, yukarıdaki kavramların pek çoğunun alınmış olduğu, topluluğun
ASTM yıllık ve diğer yayınlarına, başvurulabilir.
American Standards Association; tüm gruplarca kabul edilebilir ulusal endüstriyel
standartların geliştirilmesinde birlikte çalışmaları için ve standartlaşma
organizasyonlarının işlerini koordine edebilmesi ve çabaların tekrarının önüne
geçilebilmesi için ortam sağlamak için; endüstri, teknik organizasyonlar, ve kamu
kurumları için bir ortam sağlamak için ASCE, ASME, AIEE, AIMME, ve ASTM
tarafından ’de organize edildi [ ]. Bir yoldan, ASA standartları ASTM’ninkine çok
benzer bir şekilde geliştirilir ve onaylanır; yalnızca, rehber grup, tüm ilgili grupların
temsilcilerinden oluşan bölümlü bir komisyondur. Diğer bir yol olarak, ASA mevcut
tescilli standartları, American Standards olarak onaylayabilir; ASTM Standartlarının
pek çoğu ASA tarafından bu yolla kabul edilmiştir.
Federal devletin büyük kurumlarının pek çoğu kendi standart şartnamelerini
çıkarmış olmasına karşın, belki de en çok genel ilgi görenler özellikle National Bureau
of Standarts yoluyla Department of Commerce Ticaret Bakanlığı tarafından
geliştirilmiş olanlar; U.S. Bureau of Reclamation (Tapu Dairesi) ve U.S. Engineer
Department Kara Kuvvetleri İstihkam Dairesi tarafından geliştirilmiş olanlar; ve
Ordnance and Material Departments of the U.S. Army and Navy (Kara ve Deniz
Kuvvetleri Ordu-Donatım ve Mühimmat Daireleri tarafından çıkarılmış olanlardır.
Özel kullanımlar için, ulusal kapsamda pek çok şartnameler belli teknik topluluklar
tarafından desteklenmiştir. The Society of Automotive Engineers SAE Otomobil
Mühendisleri Odası , çelikler, çelik alaşımları dâhil, için şartnamelerin kapsamlı bir
dizisini geliştirmiştir. Çelikleri tanımlayıcı kullanışlı SAE yöntemleri endüstride geniş
olarak kullanılmaktadır. The American Petroleum Institute Amerikan Petrol
Enstitüsü çelik halat için geniş kabul görmüş şartnameleri geliştirmiştir. The American
Concrete Institute Amerikan Beton Enstitüsü beton yapılara dair kullanışlı
şartnameler seti geliştirmiştir. The American Bureau of Shipping Amerikan Denizcilik
Dairesi Çelik Gemilerin İnşaası ve Sınıflandırması için Kurallar benimsemiştir. The
American Association of State Highway Officials Amerikan Karayolları Dairesi ,
Karayolu Malzemeleri ve Örnekleme ve Test Etme için Standart Şartnameleri
yayınlamıştır. Bu standartların büyük bir kısmı, denk gelen ilgili ASTM Standartları ile
aynıdır.
The American Society for Metals Amerika Metaller Odası bir standartlaşma kurumu
olmamasına karşın, metallerin geliştirilmesi ve bunların karakteristiklerinin ve
özelliklerinin belirlenmesi ile ilgili önemli teknik topluluklardan birisi olarak
bahsedilmelidir. Bu topluluk tarafından çıkarılmış Metals Handbook Metaller
Elkitabı [ ], metaller konusunda tüm aşamaları kapsayan bilgilerin en kullanışlı bir
derlemesidir.

HİLMİ COŞKUN 17
1-12 TEST ETME VE SAĞDUYU
Test etme, matematikte olduğu gibi, mühendisin önemli bir aracı haline gelmiştir.
Test etme düşüncenin yerini alması şeklinde kullanılmamalıdır, fakat uygun bir
deneyin bir analizde yardımcı olacağı bulunmuş olabilir.
İşe girişmeden önce, bir testin amacı çok iyi anlaşılmış olmalı, ve sonuçların genel
karakteri göz önüne getirilmiş olmalıdır. Testlerin sihri, bunları başlatmak ve en iyisi
için umut beslemekten değil; fakat dikkatli, zeki planlamadan ve zorlukların
üstesinden gelmenin yavaş, zahmetli sürecinden sonra elde edilen sonuçlardan gelir.
Testlerin performansı ile ilgilenen mühendis için önemli olan, testlerin fiziki işlemleri –
gerilme ve biçim-bozulması yolları, tepkiler, bileşen parçaların hareketleri, akımın
devreleri, vb. – ardında ne olup bittiğini görselleştirme yeteneğini geliştirmiş olmaktır.
Hata için fırsatların farkında olmalı ve yanlışların olabileceği yerleri görmek için hızlı
olmalıdır. Sıradışını not etmek için, çünkü burada yeni bir keşfin embriyosu yatar,
tetikte olmalıdır. Makul-görünüyor kriteri ile sonuçlarını test etme hususunda ilk
olmalı ve eğer böyle görünmüyorsa bunları gözden geçirmek için hazır olmalıdır.
Bir deney veya test, özetlenmedikçe, gözden geçirilmedikçe, ve yorumlanmadıkça
bitmiş olmaz. Bir mühendisin bulgularının sonuçlarını açık, güçlü, anlaşılır, ve hoş bir
şekilde sunması mühendisin görevi olduğu kadar gururu da olmalıdır. Raporun doğası,
dinleyicinin ihtiyaçlarına uyacak şekilde ayarlanmış olmalıdır. Teknik olmayan kişiler
ve malzemelerin bilgilendirilmemiş kullanıcıları, testleri, özellikle kabul testlerini,
kesin, şaşmaz, ve genel uygulanabilir oldukları şeklinde düşünme eğilimindedir.
Testler, her zaman için, kısıtlayıcı koşullara maruz kalmaktadır ve sonuçlar bunlar
üzerine oturmuş pratik bir yorum olmadıkça uygun olarak raporlanmamaktadır.
George Fillmore Swain’in Strength of Materials [ ] Mukavemet kitabının kapanış
bölümünden alıntılanmış olan şu izleyen uyarılar yerindedir: Matematikte olduğu gibi,
test etmede de hatırlanması gereken nokta, sağduyu her zaman hâkim olmalıdır.
Genç bir mühendis kendisine makul görünmeyen bir şeye güvenmeme alışkanlığını
kazanmaya çalışmalıdır. Bazen bu bakışı yanlış olabilir – sonuç doğru olabilir; böyle bir
durumda duyuları geliştirilmelidir. Son olarak, Aristotle’in bir düşüncesine atıf yapmak
uygun olabilir: gerçeğin sadece bir yaklaşıklığının mümkün olduğu bir yerde kesinliği
aramak değil, konunun olanak verdiğinin doğasının hassasiyetinin derecesi ile tatmin
olmak aydınlanmış bir zihnin işareti olduğunu Aristotle gözlemlemiştir.

HİLMİ COŞKUN 18
Bölüm 2
MEKANİK TEST ETMENİN
GENEL ÖZELLİKLERİ
2-1 MEKANİK ÖZELLİKLER
Geniş anlamda, dayanım bir makinenin veya bir yapının göçme aşırı gerilmelere bağlı
kopma olarak veya aşırı biçim-bozulmasına (deformasyon) bağlı olabilir olmadan
yüklere dayanması yeteneğine atıf yapar. Göçmenin son belirtilen durumu, şu halde,
yetersiz katılığın (stiffness bir sonucu veya limit gerilmenin aşılmış olmasının sonucu
olabilir. Bu genel probleme bağlı önemdeki malzemelerin özellikleri mekanik
özellikler”dir.
Mekanik özellikler, uygulanan kuvvetler altında bir malzemenin davranışıyla ya elastik
ya da inelastik) alakalı olarak özellikle tanımlanır. Mekanik özellikler gerilmenin veya
birimuzamanın veya hem gerilme ve hem birimuzamanın fonksiyonları olan
niceliklerin terimleriyle ifade edilir.
Mekanik test etme mekanik özelliklerin ölçümlerinin belirlenmesiyle ilgilenir. Yapılan
ilk ölçümler yükün ve uzunluktaki değişimin belirlenmesidir. Bunlar test parçasının
boyutlarının dikkate alınması yoluyla gerilme ve birimuzama terimlerine çevrilir.
Temel mekanik özellikler, dayanım (strength), katılık (stiffness), elastisite, plastisite,
ve enerji kapasitesidir. Bir malzemenin dayanımı, birtakım belirlenmiş limit durumlar
geliştiğinde gerilme olarak ölçülür. Asıl limit durumları veya göçme kriteri, elastik
hareketin sonlanması ve kopmadır. Sertlik (hardness), bir malzemenin yüzeyinde
çentik atmaya veya aşındırmaya direnç olarak genellikle belirtilir dayanımın
ölçüsünün belli bir tipi olarak dikkate alınabilir. Katılık (stiffness), yük altında ortaya
çıkan biçim-bozulmasının büyüklüğüyle alakalıdır; elastik davranış aralığı içinde,
katılık elastisite modülü olarak ölçülür. Elastisite fakat elastisite modülü değil , bir
malzemenin gerilmenin kaldırılmasıyla kalıcı olmayan bozulmaya uğraması
kabiliyetine atıf yapar. Plastisite terimi, kopma olmadan inelastik veya plastik bölgede
biçim-bozulması için bir malzemenin kabiliyetini göstermek için burada genel bir terim
olarak kullanılmıştır; plastisite birçok farklı şekilde ifade edilebilir, mesela, sünek
metallerin çekme testleriyle bağlantılı olarak süneklik şeklinde atıf yapılabilir. Bir
malzemenin elastik enerjiyi yutma kapasitesi, hem dayanıma ve hem katılığa
bağımlıdır; elastik hareket bölgesinde enerji kapasitesi toparlanma (resilience) olarak
belirtilir; bir malzemenin kopması için gereken enerji, tokluk (toughness) ölçütü olarak
alınır.

HİLMİ COŞKUN 19
Bu bölümde, yukarıda bahsedilen malzemelerin mekanik özellikleri ile bağlantılı
mekanik test etmenin genel hatları tartışılmıştır. Verilen tanımlar, bazı hususlarda
farklılaşmasına ASTM E ve E * rağmen test etmeyle alakalı ASTM terimlerine
dayanmaktadır. Bu giriş tartışması için, sadece mekanik test etmenin genel izlek
anahatları verilmiştir; testlerin özel tiplerinin detayları ilgili olduğu başlık altında ayrı
bölümlerde verilmiştir. Değişik kavramların geliştirilmesini basitleştirmek için, bu
bölümdeki tartışma öncelikle malzemelerin numunelerinin boyut, şekil, gerilme
yoğunlaşmaları, v.b.’nin etkileri minimize olan testlerine değinmektedir.
* parantez içinde verilmiş harfleri takip eden numaralar ASTM Standartlarının seri işaretlemelini
göstermektedir. Harflerin açıklayıcı listesi için, Ek H, Kaynak ’e bakınız.
Buradan şu anlaşılmamalıdır ki özel durumlarda, tüm mekanik özellikler belirlenir.
Ekonomik sebeplerden, testlerin sayısı ve zorluğu bir minimumda tutulur. Özel bir
problem için, sadece birkaç ilgili testin yapılması normalde gerekir; ve kontrol işi için,
en basit cinsten testin tek tipi seçilir çünkü gerekli kalitenin önemli bir göstergesinin
sıklıkla yeterli olduğu görünmektedir. Örnek olarak; bazı çelik ürünlerin ticari
üretiminde, uygun aralıklarda yapılan sertlik testleri sıklıkla çeliğin kalitesinin
şartname limitleri arasında korunuyor olup olmadığı göstermek için yeterlidir.
2-2 MEKANİK TESTLERİN TİPLERİ
Bir malzemenin serviste yerine getirmesi zorunlu koşulları benzetmek amacıyla, çok
sayıda test izlekleri gereklidir. Değişik test izlekleri arasında ilişkiler test koşullarının
sıralı bir sınıflandırması tarafından belirgin yapılabilir; bunların esas tipleri, yükün
uygulanması hususuyla alakalı olanlar, test esnasında malzeme veya numunenin
kendisinin durumuyla alakalı olanlar, ve testin yapılması boyunca çevrenin ortam
koşulları durumuyla alakalı olanlar.
Yüklemenin yöntemi, mekanik testlerin sınıflandırılması veya tanımlanması için en
yaygın tabandır. Yükün uygulanması hususunu belirlemede bulunan üç faktör vardır:
oluşturulacak gerilmenin türü, yükün uygulandığı hız, ve yükün kaç kere uygulandığı.
Hazırlanan numunelerin mekanik testinde oluşturulacak gerilme durumu tarafından
yönlendirildiği haliyle beş esas tipte yükleme vardır; çekme, basınç, doğrudan kesme
(shear), burulma (torsion), ve eğilme (flexure). Çekme ve basınç testlerinde, bir test
numunesine kritik kesitte gerilmenin üniform dağılımını elde etmek üzere eksenel bir
yük uygulamak için uğraşılır. Doğrudan kesme testlerinde, gerilmenin üniform
dağılımını elde etmek için uğraşılır fakat bu ideal durum pratikte hiçbir zaman
sağlanmaz çünkü doğrudan kesme yükleri altında gövdede gelişen kesme
gerilmelerinden dolayı ve çünkü tutma cihazları tarafından oluşan muhtemel
gerilmelerden dolayı. Salt kesme burulmaya maruz silindir çubuklarda oluşabilir yine
de kesme gerilmesinin şiddeti merkezde sıfırdan kesitin kenarında maksimuma
değişir. Burulma testleri doğrudan kesme testlerine göre avantaja sahiptir öyle ki
birimuzamalar dönmenin açısının ölçülmesiyle belirlenebilir. Eğilme testlerinde, hem
çekme hem de basınç bulunmaktadır ve ayrıca kesme, eğer salt eğme (bending)

HİLMİ COŞKUN 20
oluşturulması dışındaki durumda , ve birleşik etkiler çalışılmaktadır; örneğin, sehimler
doğrudan ölçülür, ve kopma modülü belirlenir.
Birtakım özel testlerde, karmaşık bir gerilme durumu -yüklemenin birincil tiplerinin
örtüşmesiyle- oluşturulmuş olabilir; örneğin, üç-eksenli basınç testi üç yönde basıncı
içerir, veya bir test -diyelim ki burulma- çekme ile birleşik olarak yapılabilir.
Karmaşık bir gerilme durumu aynı zamanda gerilmenin şiddeti bir malzeme
parçasında lokalize yük uygulaması veya parçanın şeklindeki ani değişimlerin sonucu
olarak noktadan noktaya değişir. Bu gerilme durumu çukurlaştırma sertlik testleri ve
çentikli-çubuk darbe testleri gibi testlerde doğasında olan ve önemli bir durumdur. Bu
konuyu geçerken, fakat şu da not edilmelidir ki, -rutin test etmeyle alakalı olmak
şartıyla- bu tip testler sadece basit bir olgunun (misal, nihai biçim-bozulma gözlemini
içerir ve gerilme dağılımının belirlenmesini içermez.
Yükün uygulanma oranıyla ilgili olarak, testler üç gruba sınıflandırılabilir. Eğer yük
göreceli kısa bir zaman süresinde ve ayrıca yeterince yavaş olarak uygulanırsa -ki test
hızının sonuçlar üzerinde pratik olarak ihmal edilebilir etkilere sahip olduğu
düşünülebilir- test, statik bir test olarak adlandırılır. Böyle testler, birkaç dakikadan
pek çok saate dek değişen dönemler üzerinden yapılabilir. Hemen hemen testlerin
çoğunluğu bu kategoriye girer. Eğer yük çok hızlı uygulanırsa -ki atalet etkisi ve zaman
elemanları içerilmektedir- bu testler dinamik testler olarak adlandırılır; yük bir darbe
vuruşu olarak aniden uygulandığı zamanki özel bir durumda, test bir darbe testi olarak
adlandırılır. Eğer yük çok uzun bir dönemde sürekli ise, -diyelim ki aylar veya hatta
yıllar- bu test uzun-süreli bir testtir, bunlar arasında sünme (creep) testleri özel bir
tiptir.
Yükün kaç kere uygulandığıyla alakalı olarak, testler iki gruba sınıflandırılabilir. Birinci
grupta tüm yapılan testlerin en büyük sayıda olanını kapsar , yükün tek kere
uygulanması testi oluşturur. İkinci grupta, test yükü pek çok kez tekrarlanır eğer
gerekirse milyonlarca kez ; bu gruptaki testlerin en önemli kategorisi dayanıklılık
(endurance) veya yorulma (fatigue) testleridir, ki bunların amacı bir malzemenin ki
bundan numuneler yapılmıştır veya bir gerçek parçanın dayanıklılık veya yorulma
limitlerini belirlemektir.
Açıkça, yukarıda bahsedilen pek çok sınıflandırmalar tarafından tanımlanmış yükleme
koşullarının birleşimleri, özel tipte birçok sayıda teste yol açar. Bir test tipi ayrıca, bir
sonraki bölümde tanımlandığı gibi, yükleme tipi haricinde test koşulları tarafından da
tanımlanabilir.
2-3 TEST KOŞULLARI
Yükleme koşullarına ek olarak, test esnasında malzemenin durumunun ve -eğer test
sonuçlarını etkiliyorsa- ortam koşullarının farkında olmak gereklidir.

HİLMİ COŞKUN 21
Testlerin yapıldığı sıcaklığa bağlı olarak, testlerin üç genel sınıfı dikkate alınır. Birinci
sınıfta -testlerin çoğunluğunu kapsar-, normal atmosferik veya oda sıcaklığında yerine
getirilen testler vardır. İkinci sınıfta, çok düşük sıcaklıklarda malzemelerin özelliklerini -
çeliğin gevrekliği (brittleness) gibi- belirlemek için yapılan testler vardır. Üçüncü
sınıftaki testler yüksek sıcaklıklarda yerine getirilirler –çeliğin sünme testleri gibi-.
Bazı malzemelerin mekanik özellikleri nem koşullarından etkilenir. Örneğin, beton,
tuğla, taş, ve ahşap gibi malzemelerin dayanımı test parçasındaki nem tarafından
belirgin miktarda etkilenir. Betonda standart testler, malzeme doygun bir durumda
iken yapılır; ama tuğlada bunlar etüvde-kurutulmuş numuneler üzerinde yapılır. Ahşap
testleri ya yeşil ya da havada-kurutulmuş durumda numunelerde yapılabilir, ancak test
esnasında nem içeriği her zaman belirlenir. Bu malzemelerin uzun-süreli testleri,
kontrollü nem koşullarının kullanımını gerektirebilir.
Özel amaçlar için, korozif atmosferlerin, tuz spreylerin, veya nötr veya korozif tepkileri
sağlamak için tasarlanmış maddeleri bulunduran banyoların kullanımını içerebilen
testler yerine getirilebilir.
Bir testi planlarken veya detaylarını belirlerken, -malzemenin doğasıyla veya fiziki
durumuyla bağlantılı olarak- numunenin hazırlanması düşünülmelidir. Numunenin
hazırlanması ve seçiminde bulunan faktörlerden bazıları, Bölüm -17 ve 2- ’de
tartışılmıştır. Belirli bir testin yerine getirilmesinde, numunenin tutulması, kavranması,
desteklenmesi, veya yataklanması bu sırada da numunenin veya parçalarının
stabilitesi) hususlarına dikkat edilmesi gerekir.
Araştırma incelemelerinde, verilmiş bir değişkenin etkisini bulmaktaki yöntem,
inceleme altında olan hariç tüm koşulları sabit korumaktır. Testleri tasarlarken, yerine
getirirken, veya raporlarken, önemli test koşulları mutlaka belirtilmeli, kontrol
edilmeli, veya bilinir olmalıdır.
2-4 GERİLME VE BİRİMUZAMA
Malzemelerin test edilmesinde, yükler, Bölüm ’de anlatıldığı gibi test makineleri
yoluyla uygulanır ve ölçülür. Yükler genellikle kilogram-kuvvet gibi) kuvvet birimleri
olarak ifade edilir; yine de belli testler için burulma testi gibi , yük moment
terimleriyle (misal, metre-kilogram-kuvvet) ifade edilebilir. Yükler en azından yüzde
hassasiyet ile ölçülmelidir.
Gerilme burada, bir cismin biçiminde bir değişikliğe karşı koyan kuvvetlerin bileşkesi
veya içsel yayılmış kuvvetlerin şiddeti olarak ifade edilmiştir. Gerilme birim alana
düşen kuvvetin cinsinden ölçülmüştür. ABD’de yapısal malzemeler için yaygın
kullanılmış birimler, inçkarede libre psi veya inçkarede kilolibredir ksi . Metrik
sistemde, santimetrekarede kilogram yaygın kullanılan birimdir. Üç temel tip gerilme
vardır: çekme, basınç, ve kesme. Geleneksel olarak bir parçanın yüklenmesinden
önceki kesitinin ebatları genellikle orijinal boyutlar olarak adlandırılır üzerinden
gerilme hesaplanır. Basit çekme ve basınç testlerinde, ki numune üniform olarak

HİLMİ COŞKUN 22
dağılmış gerilmelere maruz kalır gerilme, -bilinen- yükün minimum orijinal kesit
alanına bölünmesiyle hesaplanır; eğer boyutlar hafifçe değişiyorsa, alan kritik
boyutların ortalamasına dayandırılabilir*. Gerilme dağılımının üniform olmadığı
durumlarda, belirli yerlerdeki gerilme dolaylı yöntemlerle belirlenebilir. Eğilme ve
burulma testlerinde, elastik hareket sınırları içinde, gerilmeler teorik ilişkilerin
kullanılmasıyla hesaplanabilir. Elastik bölgede, gerilmeler ölçülmüş uzamalardan,
elastisite modülünün kullanımı yoluyla, bulunabilir.
* sıradan test pratiklerinde, ve aksine belirtilmedikçe, gerilmeler ve birimuzamalar yük uygulanmadan
önceki numunenin boyutları temelinde hesaplanır. Bunlar bazen, gerekirse bunları gerçek gerilmeler
ve doğal birimuzamalar -ki bunlar verilen yük altında anlık boyutlar temelinde hesaplanır-
denilenlerden ayırt etmek için nominal gerilmeler ve nominal birimuzamalar veya geleneksel gerilmeler
ve birimuzamalar olarak adlandırılır. Gerçek gerilmeler ve doğal birimuzamalar hakkında daha fazla
tartışma için Bölüm - ’ye bakınız.
Biçim-bozulması terimi burada, bir cismin biçiminde değişmeyi belirtmek için genel bir
terim olarak kullanılmıştır; bu değişme gerilme, ısıl değişim, nemdeki değişiklik, veya
diğer sebepler yüzünden olabilir. Doğrudan gerilmeyle bağlantılı olarak, biçim-
bozulması genellikle doğrusal bir değişim olarak alınır ve uzunluk birimlerinde ölçülür.
Burulma testlerinde, biçim-bozulmasını iki belirli kesit arasında dönmenin bazen
detrusion denir açısı olarak ölçmek gelenekseldir; parçanın boyutlarının dikkate
alınmasından hareketle, silindirik bir parçada dönmenin açısı, kesme birimuzaması
terimlerine dönüştürülebilir. Eğilme testlerinde, biçim-bozulması kirişin belirli bir
noktasının orijinal konumundan sehimi terimlerinde ifade edilebilir.
Birimuzama bir cismin doğrusal bir boyutunda uzunluğun birimindeki değişim olarak
belirlenir ki değişim gerilmedeki bir değişime eşlik eder. Bu gerilmeye bağlı birim
biçim-bozulmasıdır. Bu bir orandır veya boyutsuz bir sayıdır, ve dolayısıyla uzunluğun
inçinde inç veya santimetrede santimetre, vb. ölçülmüş olsa da aynıdır. Birimuzamayı
(birim olarak) ifade etmenin uygun yolu milyonda-bir terimleriyledir; böylece,
0.000001 birimuzama = 1 milyonda-bir ve 0.0001 = 100 milyonda-bir birimuzamadır.
Çekme veya basınç gerilmeleri altında başka bir şekilde belirtilmedikçe birimuzama,
kuvvetin yönüne paralel ve kastedildiği yönle paralel ölçülür. Kesme biçim-bozulması,
kesme kuvvetinin yönüne paralel ölçülür, fakat kesme birimuzaması kuvvetin yönüne
dik olan boyuta göre hesaplanır; kesme birimuzaması, o halde, radyan olarak ifade
edilen bir açıdır. Şekil -1 birimuzamanın bu tanımlarını göstermektedir.

HİLMİ COŞKUN 23
Şekil -1. Birimuzama ve biçim-bozulması arasındaki ilişki
Set veya kalıcı-set, yükün kaldırılmasından sonra önceden gerilmiş bir cisimde kalan
birimuzama veya biçim-bozulmasıdır.
Biçim-bozulmaları, bir birimuzama-metre (strainometer) yoluyla ölçülür (herhangi bir
biçim-bozulma-ölçme cihazı belirtmek için kullanılan bir terim , ekstensometre,
kompressometre, deflektometre, veya detrusion göstergesi gibi. Ölçülmüş bir biçim-
bozulması ölçücü (gage) uzunluğunun yani, biçim-bozulmasını ölçen birimuzama-
metre üzerinden uzunluk dikkate alınmasıyla birimuzamaya indirgenir. Sıradan ticari
test etme için, uzunluğunun inçinde . inç [0.002 mm/mm] ölçebilen bir
birimuzama-metre yeterince hassastır. Mekanik özelliklerde araştırma için, fakat,
ölçücü uzunluğunun en azından inçinde . inç [0.0002 mm/mm] veya daha
küçük okuyabilen bir ölçücü istenilebilir.
Eğer bir cisim belirli bir yönde çekme veya basınç gerilmesine maruz ise, burada bu
yönde sadece birimuzama (eksenel birimuzama değil fakat aynı zamanda bu yöne dik
yönlerde birimuzamalar (yanal birimuzama olur. Elastik hareketin aralığı içinde, tek-
eksenli yükleme koşulları altında yanalın eksenel birimuzamaya oranı Poisson oranı
olarak adlandırılır. Eksenel uzayış yanal büzülüşe ve aksine de sebep olur. Pek çok
yapısal malzemeler için, Poisson oranı üçte-bir ile beşte-bir arasında yer alan değerlere
sahiptir; böylece, sıradan ölçme araçlarıyla, yanal-birimuzama ölçümlerinin hassasiyeti
karşılık gelen eksenel-birimuzama ölçümlerinin hassasiyeti kadar yüksek değildir.
Poisson oranı nadiren sıradan ticari test etmede belirlenir.
Ara sıra, hacimsel biçim-bozulmaları belirlenir. Katı cisimler için, hacimsel birimuzama
bazen kübik genleşme veya dilatasyon denilir sıklıkla doğrusal birimuzamaların
ölçümlerinden hesaplanır. Gözenekli ve yüksek oranda biçim-bozulması olan cisimler
durumlarında, yani zemin toprağı hacim değişimi bazen bir akışkanın
yerdeğiştirmesiyle belirlenir.
L
e
Çek e
L
e
Bası ç
L
e
Kesme
e : Biçi -bozul ası
ε : Biri uza a = e/L

HİLMİ COŞKUN 24
2-5 GERİLME-BİRİMUZAMA İLİŞKİLERİ
Gerilme ve birimuzama arasındaki ilişki sıklıkla bir gerilme-birimuzama diyagramı
gerilme değerlerinin düşey eksen ve birim uzama değerlerinin yatay eksen olarak
işaretlendiği diyagramlardır yoluyla gösterilir. Ancak, gerilme-birimuzama diyagramı
teriminin kullanımı sıklıkla yatay eksenin uygulanan yük veya uygulanan moment
değerleri olan ve yatay eksenin uzayış, sıkışma, sehim, veya dönme değerleri olduğu
diyagramları kapsayacak şekilde genişletilmiştir.
Gerilme-birimuzama diyagramını elde etmede genel izlek, bir birimuzama-metrenin
okumalarındaki veriye karşılık gelen yük okumalarının bir serisinin verisini
işaretlemektir. Bazı durumlarda, gerilme-birimuzama diyagramları test makinesine
iliştirilmiş bir otografik eklentiyle doğrudan elde edilir.
Gerilme-birimuzama verisi gerektiren bir testin planlanmasında, izleyen okumalar
arasında kullanmak için birimuzama-metrenin artışlarını veya yükün artışlarını seçmek
gerekli olur. Şekil - ’de idealleştirilmiş bir gerilme-birimuzama diyagramı
gösteriliyor , gerilme-birimuzama okumaları kullanımının iki yöntemi gösterilmiştir.
Şekil -2A yükün eş artışlarının kullanılma yöntemini göstermektedir. Şekilden
görülmektedir ki, A ve B noktaları arasında eğriyi yeterince yerleştirmek için yeterli
veri bu yöntemde eksik olabilir. A ve B arasındaki eğrinin bu özel kısmı eğrinin diz
kısmı sıklıkla diyagramda birçok noktayı belirlemek için özellikle istenilen bir kısımdır.
Şekil -2. Gerilme-birimuzama ilişkilerinin belirlenmesi
Bazen gerilme-birimuzama diyagramının dizine denk gelen yükleme aşamasında yük
uygulanmasının erken dönemlerindekine göre daha küçük yük artışları kullanılır. Bu
izlek ancak her zaman yeterli değildir, çünkü gerçekte gerektiğinden çok daha fazla
Birimuzama
Gerilme
A
B
O O’
A. Eşit geril e artışları
Birimuzama
Gerilme
A
B
O O’
B. Eşit biri uza a artışları

HİLMİ COŞKUN 25
sayıda okuma içerebilir, ve bilinmeyen bir malzemenin bir testinde küçük-artışlı
yüklemenin yeterince erken başlayamayacak olması olasılığı vardır.
Şekil - B birimuzamanın eşit artışlarının kullanıldığı yöntemi göstermektedir. Bu
yöntemle, eğrinin dizine yakın birçok nokta yerleştirilebilir, bu sayede bu bölgede
diyagramın şekli eşit yük artışları yöntemindekinden daha kesin olarak belirlenebilir.
Birimuzama artışları yerine yük artışları kullanımı yaygın pratiktir çünkü, genelde,
birimuzama-metre okumalarının artışları yerine yük artışlarını programlamak daha
basittir. Test numunesini eğrinin dizine karşılık gelen bir değere germek için gerekli
yük tahmin edilir, ve bu değerin bir kesri sıklıkla onda-biri kullanılacak artış olarak
alınır. Birimuzama-metre okumasının uygun bir artışının belirlenmesi kısmen daha
karmaşıktır fakat zor değildir. Şu izleyen izlek önerilir. Gerilme-birimuzama
diyagramının dizine karşılık gelen yük tahmin edilir, ve bu yükün onda-biri test
numunesine uygulanır. Ekstensometre okumasında değişim sonra not edilir, ve testin
geri kalanı için (birimuzama-metrenin ölçeğinde uygun bir aralığa eşit ve bu ilk
birimuzama artışına yaklaşık eşit olan birimuzama-metre okumasının bir artışı
böylece seçilir. Verilmiş bir malzemenin sıradan testlerinde, uygun birimuzama
artışları tecrübeden bilinir. Birimuzamanın eşit artışları kullanımının tercih edilmesi
göz önüne alınabilir.
Gerilme-birimuzama ilişkisinin pratik belirlenmesiyle alakalı olarak, ilk veya sıfır-
noktası birimuzama-metre okumasının sıklıkla biraz küçük bir ilk yük uygulandıktan
sonra alındığı not edilmelidir. Test numunesinin sıkıca kavranması ve dayanması elde
edilebilmesi ve böylece birimuzama-metrenin sıkıca oturmasının gerçekleşmesi için bu
tür bir izlek arzu edilir. Bu izlek altında alınmış veri, işaretlendiği zaman, sıfır
bizimuzamada gerilmenin sonlu bir değerini gösteren bir gerilme-birimuzama
diyagramı verir; bu durum, gerilme ekseni orijini O' nde olmak koşuluyla, Şekil -2 de
gösterilmiştir. Gerilme-birimuzama diyagramının etkin orijini gerilme ekseninin sola
doğru kaydırılmasıyla -ki O (birimuzama ekseniyle gerilme-birimuzama diyagramının
uzantısının kesişimi noktasından geçsin- elde edilebilir. Kolaylık için, ileriki
tartışmalarda, gerilme-birimuzama diyagramı etkin orijin O noktasından çizilecektir.
2-6 ELASTİSİTE
Elastisite bir malzemenin özelliğidir ki bu sayede gerilmenin sebep olduğu biçim-
bozulmaları gerilmenin uzaklaştırılmasıyla ortadan kalkar. Bazı maddeler, gazlar gibi,
sadece hacimsel elastisiteye sahiptir, fakat katılar ek olarak biçim veya şekil
elastisitesine de sahip olabilir. Mükemmel bir elastik cisim, gerilmenin
kaldırılmasından sonra orijinal şekil ve boyutlarını tam olarak tekrar kazanan bir cisim
olarak düşünülebilir. Kopmaya dek gerilmenin tüm erimi boyunca tam elastik bir
malzeme bilinmemektedir; buna karşılık bazı malzemeler, çelik gibi, gerilmenin
epeyce bir erimi üzerinde elastik görünmektedir. Bazı malzemeler, döküm demir,
beton, ve belli bazı demirdışı metaller gibi, göreceli düşük gerilmelerde bile tam
elastik değildir; fakat kısa süreli yükleme altında kalıcı-set büyüklüğü küçüktür;

HİLMİ COŞKUN 26
dolayısıyla pratik amaçlar için malzeme gerilmenin epeyce büyük değerlerine dek
elastik olarak dikkate alınabilir.
Sergilenen elastik hareketin derecesi sıklıkla test koşullarının bir fonksiyonudur. İlk kez
yükleme altında tam elastik olmayan bazı malzemeler, ön-gerilme uygulandıktan
sonra elastik hale gelmiş görünürler; ve bazı metallerde aşırı-gerilme uygulanması
elastik hareketin limitini yükseltir görünür; dolayısıyla öncül birimuzama geçmişi
elastik hareketin limitlerini belirlenmesiyle bir şekilde alakalıdır. Elastik hareketin
erimi, -normal sıcaklıklarda bazı malzemeler için göreceli büyük olabilir- artan sıcaklık
ile genellikle azalır. Ayrıca, yüklemenin hızı bazı malzemelerin görünür elastisitesini
etkiler; örneğin, ahşap ve beton ile kısa-süreli bir testte pratik olarak şeklin tam geri
kazanıldığı bir yük eğer uzun bir süre bırakılırsa dikkate değer bir kalıcı-set üretebilir.
Yukarıda tanımlandığı haliyle elastik davranış kavramıyla alakalı olarak, bir
malzemenin elastisitesinin niceliksel bir ölçümü -mantıksal olarak- elastik hareketin
limitleri içinde malzemenin biçim değiştirebilmesi kapsamında ifade edilebilir. Ancak,
mühendisler genelde birimuzama değil de gerilme terimleriyle düşündükleri için,
elastisitenin pratik bir endeksi, elastik davranışın etkin limitini işaret eden gerilmedir.
Elastik davranış diğer iki olguyla yaygın olmayan şekilde ilişkilendirilmez: gerilme ve
birimuzamanın doğrusal orantısallığı; ve gerilmedeki çevrimsel değişim esnasında
enerjinin emilmemesi*. Bu iki olgu elastisitenin özelliklerinin kriterleri olması
gerekmez ve aslında bu yüzden bağımsızdırlar. Yumuşak vulkanize kauçuk, örneğin,
gerilme ve birimuzama arasında -elastik hareket limitleri içinde bile- bir düz-çizgi
ilişkisi sergilemez ve bir yükleme ve yük-boşaltma çevrimi esnasında histerezis
sergiler. Ancak şu da bir unsurdur ki, doğrusal-olmayan gerilme-birimuzama
davranışındaki veya gerçek akmanın başladığındaki gerilmeler, yaygın yapısal
malzemelerin elastik kısımlarının pratik sınırlarını tanımlamada kullanışlıdır.
* Elastik erim içinde çevrimsel gerilme altında kalıcı enerji emiliminin etkisi -elastik histerezis veya
sürtünmeli sönümleme olarak adlandırılır- bir elastik yayın serbest titreşiminin genliğindeki azalma ile
gösterilebilir.
2-7 ELASTİK DAYANIMIN ÖLÇÜTLERİ
Tek-eksenli yükleme altında malzemelerin testlerinde, elastik dayanımın veya elastik
göçmenin değişik kriterleri kullanılmaktadır: bunlar elastik limit, orantısal limit, ve
akma (yield) dayanımı.
Elastik limit, bir malzemenin gerilmenin tamamen kaldırılmasıyla geride kalıcı-set
olmama kapasitesi olan en büyük gerilme olarak tanımlanır. Bu kavramın katı yorumu
içinde elastik limiti belirlemek, kalıcı-setin elde edildiği bir yük değeri bulununcaya dek
tekrarlamalı olarak daha ve daha büyük yüklerin uygulanmasını ve kaldırılmasını
gerektirecekti. Bu sadece çetin bir izlek değil ama aynı zamanda setin ilk geliştiğindeki
gözlenen yük açıkça test için kullanılan birimuzama-metrenin işletilmesinin titizliğine
ve hassasiyetine bağlıdır.

HİLMİ COŞKUN 27
Orantısal limit, bir malzemenin gerilme ve birimuzama arasında düz-çizgi
orantısallığından sapma olmadan geliştirebileceği en büyük gerilme kapasitesi olarak
tanımlanır. Gözlenmiştir ki pek çok malzeme elastik erim içinde gerilme ve
birimuzama arasında bu doğrusal ilişkiyi sergilemektedir; ve kalıcı-setin
gözlemlemeleri yoluyla bulunmuş metaller için elastik limit değerleri, orantısal limitin
değerlerinden çok büyük miktarda değişmemektedir [ ]. Orantısal limit
belirlenmesinde mevcut işlemler göreceli basittir; bu yüzden orantısal limit sıklıkla
elastik limitin bir ölçümü olarak kullanılır, ve bu terimler sıklıkla birbiri yerine yanlış
olarak kullanılır. Orantısal limit bazen orantısal elastik limit olarak adlandırılır.
Bu bağlamada belirtilmesi ilgi alanımızda olan husus şudur ki, gerilme ve birimuzama
arasında orantısallık kavramı Hooke kanunu -Robert Hooke’un yayların davranışına
dair gözlemlerinin sonuçlarının tarihi genellemesi sebebiyle *- olarak bilinir.
Hooke kanunu gerilmenin sadece sınırlı bir eriminde malzemelerin hareketinin bir
davranışı olmasına rağmen ve pek çok durumda düşük gerilmelerde dahi gerçek
davranışın sadece bir yaklaşıklığını göstermesine rağmen; geniş açıdan bakıldığında
pek çok durumda makul ve pratik bir genelleme olarak hizmet eder ve bizim gerilme
analizi yöntemlerinin dayandığı bir kavramdır.
* Hooke ve adını taşıyan kanunun ilginç bir tartışması için Kaynak ’e bakınız.
Orantısal limit bir gerilme-birimuzama diyagramının veya değiştirilmiş diyagramının
kullanılmasıyla belirlenir. Böyle elde edilmiş orantısal limitin değerleri bazı değişimlere
maruzdur; kısmen birimuzama-metrenin hassasiyetine bağlıdır ve kısmen işaretleme
yöntemine bağlıdır; bu değerler aynı zamanda yorumda dikkate değer değişimlere de
maruz olabilir. Orantısal limite dek birimuzamalar genellikle nispeten küçüktür ve
bunların ölçülmesi için hassas cihazlara gerek vardır. İşaretleme ve yorumun
yöntemine bağlı değişimlerin bir minimuma azaltıldığı hesaplamanın bir yöntemi için
Kaynak ve ’e bakınız.
Orantısal limitin önemli ölçüde doğru ölçümlerini elde etmek için gerekli zaman ve
dikkat sebebiyle, bunun belirlenmesi araştırma incelemeleriyle bağlantılı öncelikli
olarak öneme sahiptir.
Yukarıdaki tartışmadan açıkça anlaşılıyor ki elastik-olmayan hareketin başladığı
gerilmenin gerçek değerini elde etmek imkansız olmasa da zordur; ve ticari ve sıradan
amaçlar için pratik kesinlikle değildir. Neredeyse tüm elemanlarda plastik hareket
akma , dikkatlice kontrol edilmiş laboratuar testlerindeki numunelerde dahi,
yerelleşmiş hareketler olarak başlar ve yalnızca pek çok yerel içsel ayarlamalardan
sonra ve parçanın dikkate değer bir kısmının akmadan etkilenmesinden sonra
ölçülebilir hale gelir. Sıradan sıcaklıklarda yaklaşık statik yüklemelere maruz kalan
elemanlarda birçok malzemelerin, özellikle metallerin, kullanışlılığının limiti, şu halde,
malzemenin plastik akmasının belli bazı dereceleri -bu değerin üzerinde malzeme
hasarlanmış olarak dikkate alınabilir ve altında hasar etkileri imal edilebilir olarak
dikkate alınabilir- tarafından tanımlanmış olur. Bu limit genel olarak akma dayanımı
olarak isimlendirilebilir; pratiktir ve elastik dayanımın en yaygın kullanılan ölçüsüdür.

HİLMİ COŞKUN 28
Pek çok malzemeler için, önemli bir akmanın olmuş olduğu söylenebilecek gerilme,
gerilme-birimuzama ilişkilerinden hemen açıkça belli olmayabilir; bu yüzden, bu kritik
gerilmenin -akma dayanımının- birçok az çok keyfi kriterleri veya göstergeleri
kullanılır. Hepsi belirleme için göreceli basit bir yöntem vermeyi amaçlıyor olsalar da,
her biri geliştirilmede bağlı olduğu malzemenin doğası tarafından, malzemenin
amaçlandığı hizmet tarafından, mevcut cihaz tipi tarafından, ve test etme probleminin
ekonomisi tarafından koşullandırılmıştır. Akma dayanımı belirlenmesi için farklı
kriterler şu şekilde sınıflandırılabilir: kalıcı-setin ölçümünü içeren yöntem, denk-
öteleme offset yöntemi; akma dayanımına dek toplam biçim-bozulmasını veya
ölçümünü içeren yöntemler; birimuzama oranındaki fark edilir artışı veya
hızlanmayı içeren yöntemler.
Biçim-bozulmasının oranındaki artış fikrini içeren ve gerilme-birimuzama
diyagramının oluşturulmasını gerektiren, -artık öyle çok büyük ölçüde kullanılmayan-
elastik dayanımın bir diğer ölçüsü Johnson’un görünen elastik limit idir [ ]. Bu,
biçim-bozulmasının oranının yüklemenin başlangıcında biçim-bozulması oranından
% daha fazla olduğu gerilme olarak alınır. Bu kavram aynı zamanda kullanışlı limit
noktası olarak adlandırılan bir faktörün yapısal elemanların testleriyle bağlantılı
olarak kullanılmaktadır de temelidir [ , ]. Görünen elastik limit orantısal
limitten bir miktar daha büyüktür ama akma dayanımından daha küçük olabilir.
2-8 DENK-ÖTELEME (OFFSET) YÖNTEMİYLE AKMA DAYANIMI
Şekil - A orantısal limit PL biraz üzerinde bir gerilmeye (YS dek yüklenmiş ve sonra
yükün kaldırıldığı bir malzeme için varsayımsal bir gerilme-birimuzama diyagramını
göstermektedir. Diyagramdaki CA mesafesi YS gerilmesinde Hooke kanunundan bir
sapmayı veya denk-ötelemeyi temsil etmektedir. Yükün kaldırılmasından sonraki set
diyagramda a birimuzaması olarak gösterilmiştir. Şu da gözlenen bir gerçektir ki pek
çok sayıda malzemelerde, orantısal limitin bir miktar üzerindeki bir gerilmeden yükün
kaldırılması esnasında gerilmenin birimuzamaya oranı sabittir ve elastik erim içindeki
gerilmenin birimuzamaya oranına epey yakındır. Bu da Şekil - A’da AB çizgisidir,
pratik olarak OC çizgisine paraleldir, ve denk-öteleme CA kalıcı-set a’ya yaklaşır. denk-
öteleme bu halde verilen bir gerilmedeki elastik-olmayan biçim-bozulmasına yaklaşır.
Bu kavram denk-öteleme yöntemiyle akma dayanımının ASTM tarafından verilen
akma dayanımının tanımı -yani, ASTM E belirli bir sınırlayıcı kalıcı-set sergileyen bir
malzemedeki gerilme- uyarınca belirlenmesi için temeldir.

HİLMİ COŞKUN 29
Şekil - . Akma dayanımın belirlenmesi diyagrama dayalı
Şekil - B’de OX -herhangi bir gerilmede işaretlenmiş bir akma göstermeyen ama
orantısal limit aşıldıktan sonra yavaşça akma olan-bir malzeme için gerilme-
birimuzama diyagramının bir parçasını sergilemektedir. Bu genel bir durum olarak göz
önüne alınabilir. B noktası birimuzama ekseninde -birimuzama ekseni ile gerilme-
birimuzama eğrisinin O’da kesişmesinden belirli bir denk-ötelemesinde, a
mesafesinde- işaretlenmiştir. BA çizgisi gerilme-birimuzama diyagramının ilk düz çizgi
bölümüne paralel, A’da eğriyle kesişecek şekilde çizilmiştir; dolayısıyla denk-öteleme
yöntemiyle belirlendiği gibi akma dayanımı YS) belirlenir.
Akma dayanımının belirlenmesinin doğruluğu, denk-ötelemenin büyüklüğü azaldıkça
daha az kesin hale gelir. Bu yüzden denk-ötelemenin çok küçük bir değeri
belirtilmemelidir.
Denk-öteleme a’nın büyüklüğü ölçülebilen -elastik erimi tanımlamada pratik öneme
sahip olacak şekilde tecrübeden göz önüne alınan- bir değer olarak seçilir. Metaller için
kullanımı yaygın a değerleri . ve . dir ölçücü uzunluğunun inçinde . ve .
yüzde birimuzama . Denk-öteleme yöntemiyle elde edilen akma dayanımının
değerlerini rapor ederken, kullanılan özel değer belirtilmelidir. Örneğin, akma
dayanımı denk-öteleme = yüzde . = psi [358 MPa] göstermektedir ki,
psi [358 MPa] gerilmede, test edilen malzemenin yaklaşık kalıcı-seti ölçücü
uzunluğunun inçinde yüzde . idi.
Döküm demir ile kullanmak için önerilmiş olan denk-ötelemenin değerleri . ile
. arası; damara paralel ahşap ile kullanmak için . 05; ve beton ile kullanmak
için . veya . dir.
İngiliz şartnamelerinde yer alan kanıt gerilmesi terimi denk-öteleme yöntemi ile
belirlendiği haliyle akma dayanımı terimine çok benzerdir.
Elastik limit ve orantısal limit sınırlandıran denkliğin sıfır olduğu, akma dayanımının
özel değerleri olarak göz önüne alınabilir.
A.
O B
C A
Birimuzama
Gerilme
YS
PL
a
O B
X
A
Birimuzama
Gerilme
YS
PL
a
B. C.
O B
L
U
Birimuzama
Gerilme
YS
a

HİLMİ COŞKUN 30
2-9 SÜNEK METALLERİN AKMA NOKTASI
Yumuşak çelik gibi sünek malzemeler belli bir gerilmede artış olmadan birimuzamada
belirgin bir artış olduğu gerilme olarak tanımlanan akma noktası sergilerler. Sadece
bu olguyu sergileyen malzemeler, bu terimin anlamı içinde bir akma noktasına
sahiptirler; ve bu akma noktası terimi orantısal limitin üzerinde gerilme-birimuzama
diyagramı sürekli artan gerilme ile kademeli eğrinin bir çizgisi olan) bir malzemeyle
alakalı olarak kullanılmamalıdır. Denk-öteleme yöntemi, Şekil - C’de gösterildiği gibi
keskin-dizli gerilme-birimuzama diyagramlarına sahip malzemeler için akma noktası
belirlenmesi için belirli bir dizinin uygun değerlerinin seçimi yoluyla kullanılabilir;
fakat gerilmenin bu kritik eriminde karakteristik işaretlenmiş bir akma, birimuzama
ölçümlerinin alınmasını içermeyen daha basit yöntemlere izin verir.
Akmanın bir kriteri olarak biçim-bozulması veya toplam birimuzamaya bağlı olan üç
yöntem kullanılır: birisinde bir birimuzama-metre veya hatta basit katlayıcı
manivela cihazı kullanılır, bazen ayıraç yöntemi olarak adlandırılanı, ve
pullanma yöntemi olarak da adlandırılanı. Bu yöntemler bir gerilme-birimuzama
diyagramının yapımını gerektirmeme avantajına sahiptir, ancak bunların yaklaşık
oldukları göz önüne alınmalıdır. Bunlar sadece gerilme-birimuzama karakteristikleri
önceki testlerden iyi-bilinen malzemelerin ticari testleri için kullanılır.
Birimuzama-metre kullanıldığı zaman, setin kabul edilir bir değerine karşılık gelen
toplam biçim-bozulması tanımlanır ve belirlenir; birimuzama-metrede gösterildiği
haliyle bu biçim-bozulması değerine ulaşıldığı zaman akma noktasına ulaşılmıştır. Bu
yöntem hem kesin bir akma noktası sahip olmayan hem de akma noktasına sahip
malzemelere uygulanabilmektedir. Pek çok sayıda metaller için ASTM Standartları
örn., ASTM A , Dövülebilir Demir Dökümler yüzde 0.5 toplam uzama temelinde
akma noktası tanımlar.
Ayıraçlar yönteminde, gözlemci test parçası boyunca aralarında belli bir mesafe
bırakılarak yerleştirilmiş iki işaret arasında görünür uzamayı izler. Bir izlek ayıraçların
bir noktasını bir baskı işaretinde yerleştirirken diğer nokta pudralanmış veya bir başka
şekilde hazırlanmış yüzeyde çok ince bir hat çiziktirmek için kullanılır. Sıradan çeliğin
testinde ki bu yöntem prensipte uygulanabilir, akma dayanımı çiziktirilen hat
genişliyor görününce ulaşılmıştır. Farkedilebilir genişleme, muhtemelen yaklaşık .
inç . mm uzama olduğu zaman oluşur. Bir inç mm ölçücü uzunluğunda bu
toplam birimuzamada yaklaşık yüzde . ’e karşılık gelir.
Sıcak hadde pulu ile kaplı bir sünek metal parçasında işaretlenmiş akma olduğu
zaman, hadde pulu gevrek olduğu ve altındaki metalden daha az uzayabilir
olduğundan soyularak dökülür. Metalin yüzeyinde sıcak hadde pulu olmadığı zaman,
gevrek boya veya vernik kaplama bazen kullanılır. Bu pullanma yöntemi veya
gevrek-kaplama yöntemi bazen akma dayanımının kabaca bir göstergesi olarak
kullanılır. Bu yöntem -kaba olmakla birlikte- bazen, karmaşık bir araya getirilmiş
şekillerin veya dökümlerin testlerinde, akmanın ilk ortaya çıkma bölgesinin ve

HİLMİ COŞKUN 31
akmanın ilerlemesinin belirlenmesi için kıymetlidir. Açıkçası böyle bir yöntem,
parçanın yüzeyinde gerilmelerin göstergesi olarak sınırlıdır.
Biçim-bozulmasının oranının hızlanmasına bağlı yöntemler birimuzama-metre
yöntemi ve kiriş-düşme yöntemidir. Numuneye tutturulmuş birimuzama-metre ile,
gözlemci basitçe, biçim-bozulmasının oranında fark edilir bir artış oluncaya dek
birimuzama-metreyi izler ve karşılık gelen yükü kaydeder. Birimuzama-metre
okumasında ölçücü uzunluğunun inçinde . inç mm’de . mm yaygın olarak
belirtilir. Bu yöntem, daha önce tanımlandığı haliyle akma dayanımından çok
muhtemelen orantısal limite daha yakın bir sonuç verir.
Kiriş-düşme yöntemi sadece tam bir akma noktası olan malzemelere uygulanabilir. Bu
yöntemde, sabit-düzgün bir oranda gidecek şekilde ayarlanmış bir test makinesiyle
numuneye yük uygulanır. Akma noktası ulaşıldığı zaman, biçim-bozulmasının oranı
aniden artar, öyle ki yük uygulama oranı hızlı bir şekilde azalır. Bir denge kolu kullanan
ve bunun iğnesinin yükü gösterdiği bir makineyle, operatör akmaya ulaşıldığında
iğneyi denge konumunun çok az ilerisine dek çalıştırma eğilimindedir; ve denge kirişi
kısa fakat hissedilir bir zaman aralığı için düşer. Kendinden-göstergeli yük-ölçen bir
cihazla donatılmış makineyle, yük-gösterge ibresinin hareketinde kirişin düşmesine
karşılık gelen ani bir duraklama olur. Düşmede veya duraklamada yük kaydedilir
ve kavramalardaki kayma yanlış bir düşme veya duraklamaya sebep olmaması
şartıyla karşılık gelen gerilme akma noktasıdır. Bu yöntem testin yapılması için sadece
bir kişi gerektirir ve sünek çeliğin ticari test edilmesinde açık ara en yaygın kullanılan
yöntemdir.
Sünek bir malzeme ile eğer test uygun bir tarzda yapılmışsa akma eriminde iki kritik
nokta arasında ayırt edebilmek mümkündür; Şekil - C’de gösterildiği gibi, üst akma
noktası U ve alt akma noktası L). Üst akma noktası sıklıkla rapor edilendir ve kiriş-
düşme yöntemiyle belirtilendir. Bununla birlikte, alt akma noktası (malzemenin temel
özellikleriyle ilgilenildiği sürece muhtemelen daha gerçek öneme sahip
görünmektedir [ ].
2-10 NİHAİ DAYANIMIN ÖLÇÜTLERİ
Nihai dayanım terimi bir malzemede gelişebilecek maksimum gerilmeyle ilgilidir. Nihai
dayanımlar, test numunesi tarafından taşınan maksimum yük ve orijinal kesit boyutları
temelinde hesaplanır; bunlar belki nominal dayanımlar olarak da bahsedilebilir. Nihai
dayanımlar genelde göçmeyi üreten gerilmenin tipi terimlerinde ifade edilir.
Çekme dayanımı -bir malzemede gelişebilme kapasitesi olan- maksimum çekme
gerilmesidir; pratikte, kopmaya dek yükleme esnasında malzemenin numunesinde
ortaya çıkan maksimum gerilmedir. Şekil - A diyagram olarak, çekmede göçmeye
dek yüklenmiş bir sünek metal için gerilme-birimuzama ilişkilerini göstermektedir.
Kalın çizgi diyagram alışıldık şekilde çizilmiştir , orijinal kesit alanına göredir. Nihai
dayanım US bu diyagramda en yüksek noktadaki A) gerilmedir. Bu noktanın
ötesinde, numune son kopmaya dek ciddi veya boyun vermiş biçimde büzüldükçe;

Malzeme Deneyleri.pdf

Recommended

Recommended

More Related Content

What's hot

What's hot (9)

More from HilmiCoskun

More from HilmiCoskun (11)

Malzeme Deneyleri.pdf