SlideShare a Scribd company logo
1
Malzemelerin Mekanik Özellikleri
Mekanik tasarım ve imalat sırasında malzemelerin
mekanik davranışlarının bilinmesi çok önemlidir.
Başlıca mekanik özellikler:
– Çekme / basma (tensile /compression)
– Sertlik (hardness)
– Darbe (impact)
– Kırılma (fracture)
– Yorulma (fatigue)
– Sürünme (creep)
2
Bu Gün
• Çekme deneyi ve Gerilme (stress) / Birim uzama
(strain-gerinim) kavramları
• Gerilme-Birim uzama eğrileri
3
Çekme deneyi
Çekme deneyi
Malzemenin statik kuvvetler altında dayanımı vs mekanik
özelliklerinin test edilmesinde kullanılır.
4
Çekme deneyinden elde edilen
F-L (kuvvet uzama) eğrisi
F- L deki verilerinde elde
edilen - (Gerilme-Birim
uzama) eğrisi

o
A
F


o
o
o l
l
l
l
l 




 : Gerilme
 : Birim şekil değiştirme
5
1. Belirgin akma göstermeyen malzemeler
2. Belirgin akma gösteren malzemeler
Belirgin
akma
noktası
p =0.002 = % 0.2 e
0.2
a
Malzemenin plastik şekil değiştirmeye başladığı gerilme
değerine “akma dayanımı” adı verilir.
Belirgin olmaması
durumunda, akma
dayanımı % 0.2 kalıcı pşd
oluşturan gerilme değerine
eşittir.
.
6
Elastik
Bölge


a = 0.2
Ç
0.002
Plastik Bölge
x
x
Çekme dayanımı
(boyun verme
başlangıcı) Kırılma-
kopma
Homojen PŞD Heterojen PŞD
a

 
Akma noktası
(akma dayanımı)
x
Elastik
sınır
Boyun
verme
(necking)
elastik
plastik
dayan.
akma
gerilme
uygulanan
elastik
dayan.
akma
gerilme
uygulanan





a

 
7
Elastik Şekil Değişimi
8


0.2
Ç
K
0.002
Plastik Bölge
9
Elastik Şekil Değişimi
Elastik şekil değişiminde atomsal
bağlardaki uzamalar.
a

 
E, Elastiklik
modülü
10
Elastik şekil değişimi
• Elastik bölgede Hook kanunu geçerlidir.
• Gerilme ile birim uzama lineer olarak değişir.
• Kuvvet kalkınca, elastik uzama ortadan kalkar.
• E, Elastiklik Modülü, lineer kısmın eğimine eşittir
– Malzemenin karakteristik özelliğidir (malzemeden
malzemeye değişir)
– E büyüdükçe malzeme daha rijit hale gelir yani gerilme ile
daha az şekil değişimi gösterir. Küçüldükçe daha elastik
davranır.
11

 
 E
 = Normal gerilme
 = Birim şekil değişimi
E = Elastiklik modülü

 
 G
 = Kayma gerilmesi
 = Kayma birim şekil değişimi
G = kayma modülü
Hook Kanunu
Kayma gerilmesi
Normal gerilme
12
E ye etki eden parametreler:
• Kimyasal bileşim (Al ve çelikte farklı)
• Ortam sıcaklığından etkilenir.
• Isıl işlemden etkilenmez. (Aynı çeliğin yumuşak
hali ile sertleştirilmiş hali aynı E ye sahiptir).
13
E, bir malzeme özelliğidir. E, kimyasal kompozisyondan etkilenir.
Çelik Alüminyuma göre daha rijittir.
Kimyasal kompozisyonun etkisi
14
Sıcaklık arttıkça E, azalır.
Sıcaklığın etkisi
15
• Malzemelerin elastik özelliklerini belirleyen diğer bir
parametredir.
• Elastik şekil değişimi sırasında malzeme hacminde
değişiklik olur (plastik deformasyonda hacim sabit kalır).
• Çekme yönünde malzeme uzarken buna dik yönde
kısalma gerçekleşir.
• Aradaki oran poisson oranı ile belirlenir.
Poisson Oranı
de)
malzemeler
(izotropik 











z
y
z
x





16
• Metaller için 0.28 ile 0.32 arasında değişir.
Genelde 0.3 tür (elastik ş.d.).
• Plastik şekil değişiminde hacim sabit kalır ve
poisson oranı 0.5 değeri alır.
17
Plastik Şekil Değişimi
18
• Malzemelerin dayanımını ifade eden Akma
dayanımının üzerinde gerilmeler uygulanması
durumunda plastik şekil değişimleri (kalıcı-geri
dönüşsüz) (PŞD) başlar.
• Bu noktada PŞD, dislokasyonlar kaymaya
başlamasıyla meydana gelir.
a

 
19
• PŞD de sıcaklık seviyelerine bağlı olarak farklı şekil
değiştirme mekanizmaları mevcuttur.
• Bunlar;
1. Soğuk plastik şekil değiştirme,
2. Sıcak Plastik şekil değiştirme
3. Ilık Plastik şekil değiştirme
• Bu sıcaklık seviyeleri benzeş sıcaklık ile belirlenir.
20
Benzeş sıcaklık (homologous temperature):
TE = Malzemenin erime sıcaklığı
TÇ = Çalışma sıcaklığı
 
 
K
T
K
T
T o
E
o
Ç
B 
0 < TB < 0.25 Soğuk Şekil Değişimi
0.25 < TB < 0.5 Ilık Şekil değişimi
0.5 < TB < 1 Sıcak Şekil değişimi
21
Oda sıcaklığı;
• Fe, Cu, Al gibi bir çok metal için soğuk
şekil değişim bölgesi iken
• Pb, Sn gibi düşük erime sıcaklığına sahip
malzemeler için sıcak şekil değişim
bölgesi olur.
22
Soğuk Şekil Değiştirme
Soğuk şekil değişiminde iki tür şekil
değiştirme mekanizması etkin olabilir.
1.Kayma
2.İkizleme
PŞD, Kayma ile yani
dislokasyonların
kayarak hareket
etmeleri ile
gerçekleşir.
Kaymanın zor olduğu durumlarda
plastik şekil değişimi ikizleme
(twinning) ile gerçekleşir.
23

0.2
Ç
K
0.002

Soğuk Şekil Değiştirme
Normal çekme deneyi soğuk
Şekil Değiştirme alanında
gerçekleştiği için aynı eğri elde
edilir.
24
KAYMA: PEKLEŞME KAVRAMI
• Plastik deformasyon sırasında, dislokasyonlar kayma
düzlemlerinde kayarak hareket ederler.
• Fakat bu sırada yeni dislokasyonlar meydana gelir ve
yoğunlukları artar.
• Sayılarının artması ile birbirlerinin hareketini engellemeye
veya başka engellere (boşluk, yer alan, ara yer, tane sınırı,
çökelti, vs.) takılmaya başlarlar.
• Böylece hareketleri için daha yüksek gerilmeler gerekir.
• Bu durum deformasyon sertleşmesi veya PEKLEŞME
(strain hardening-work hardening) olarak adlandırılır.
25
HOMOJEN PŞD BÖLGESİ
•  -  eğrisinin akma noktası ile tepe noktası (boyun
verme) arasında kalan kısmıdır.
Açıklama:
• PŞD de parça uzunluğu sürekli artar. Hacim sabit
kalır ve uzunluktaki artış kesit alanında daralma ile
dengelenir.
• Akma noktasından sonra tepe noktasına kadar
malzeme pekleşir ve daha çok gerilme gerekir fakat
pşd oldukça kesit küçülür böylece gerilme artar bu iki
durum birbirini dengeler.
26
•  -  eğrisinin tepe noktası (boyun verme) ile kopma
noktası arasında kalan kısmıdır.
Açıklama:
• Tepe noktasından (çekme dayanımı) sonra plastik
kararsızlık başlar. Kesit bir bölgede hızla daralmaya
başlar ve malzeme boyun (neck) verir.
• Şekil değişimi için gereken kuvvet azalır. Bu nedenle
eğri aşağı doğru döner. Belli bir noktada kopma
gerçekleşir.
HETOROJEN PŞD BÖLGESİ
27

0.2
Ç
0.002
Akma noktasından
sonra homojen PŞD.
(pekleşme / kesit
daralması dengesi)
Boyun verme
başlangıcı
Max noktadan
sonra heterojen
PŞD.(dengenin
bozulması)
Kırılma
(kopma)
a

 
28
29
Tablo 6.1: Çekme dayanım değerleri.
30
Çekme diyagramından elde edilen veriler
• E, Elastiklik modülü
• a, Akma dayanımı
• ç, Çekme dayanımı
• k, Kopma gerilmesi
• , Kopma uzaması
• , Kesit daralması
• ün, Üniform uzama
• Statik tokluk
• Rezilyans
Ayrıca her hangi bir
noktada
• Elastik şekil değişim
miktarı
• Plastik şekil değişim
miktarı, vs
bulunabilir
31
A; Akma dayanımı
Ç; Çekme dayanımı
Elastiklik modülü
k;
Kopma
gerilmesi
Kopma
uzaması
Elastik Sınır
Plastik deformasyon
Elastik
deformasyon
A noktası
T (= E + P)

E
P
32
Süneklik / Gevreklik / Tokluk / Rezilyans
• Süneklik: plastik şekil değiştirme kabiliyetini ifade eder. Bu değerin
büyümesi, malzeme kopana kadar daha büyük plastik şekil
değiştirme göstermesi anlamına gelir.
Kopma uzaması ve alan daralması parametreleri ile ifade edilebilir.
• Gevreklik: Plastik şekil değiştirme kabiliyetinin olmaması
durumunu ifade eder. Eğri bazen elastik sınırda bazen de elastik
sınıra çok yakın bir noktada son bulur.
• Tokluk: Malzemenin kopana dek absorbe ettiği toplam enerjiyi ifade
eder.  -  eğrisinin altında kalan alana eşittir. Sünek malzemelerin
tokluğu gevrek malzemelere göre daha yüksektir.
• Rezilyans: Malzemenin elastik şekil değişimi sırasında depoladığı
enerjidir. -  eğrisinde elastik bölgenin altında kalan alana eşittir.
33
Ao = İlk kesit alanı
Ak = Kopmadan sonra
ölçülen kesit alanı
o
k
o
A
A
A 


• Kesit daralması: Ak, Eğriden bulunamaz.
lk = Kopma anında ölçü boyu
lo = ilk ölçü boyu
• Kopma uzaması; lk, eğriden de bulunabilir.
o
o
k
l
l
l 


Süneklik
34
Statik Tokluk
Tokluk malzeme kırılıncaya kadar harcadığı enerjiyi ifade eder
 -  eğrisinin altında kalan alandır

 d
Tokluk 
 


35
Statik Tokluk
Malzemenin kırılana kadar ne
kadar enerji yutacağının
göstergesidir.

 d
Tokluk 
 
Orta süneklik
Gevrek
Yüksek süneklik
36
Basit karbonlu çelik
Yay çelik
Rezilyans
Rezilyans,  -  eğrisinde, elastik bölge altında kalan alandır.
Elastik davranış sırasında depoladığı enerjiyi ifade eder.
2
.
.
:
Rezilyans
0
e
e
p
e
d
U








37
38
Gerçek Gerilme-birim şekil değiştirme
• Şu ana kadar hesaplamalarda başlangıç geometrik
veriler kullanıldı. Bu şekilde hesaplanan veriler
“Mühendislik” değerlerdir.
• Gerçekte plastik şekil değiştirme ile birlikte kesit
alanı (hacmin sabit kalması ile) sürekli azalır.
• Bu şekilde elde edilen verilere “Gerçek” değerdir.
• Özellikle metal şekillendirme uygulamalarında
gerçek değerler kullanılır.
39
o
A
F


l
dl
d g 

1

 
o
l
l
)
1
( 

 






o
o
g
l
A
l
F
A
F
1






o
o
o
o l
l
l
l
l
l
l

o
l
l
g
l
l
l
dl
o
ln

 

)
1
ln( 
 
g
Mühendislik birim uzama.
Gerçek birim uzama.
l
l
A
A
l
A
l
A o
o
o
o 





PŞD de Hacim
sabit kalır.
Gerçek gerilme.
Mühendislik
Gerilme.


40
Şekil 6.7: Gerçek ve mühendislik
- (Gerilme-Gerinme) eğrileri.
Gerçek değerlere göre çizilen
gerçek gerilme-birim uzama
eğrisine “Akama eğrisi” (Flow
curve) de denir.
• Elastik bölgede fark yoktur.
• Boyun vermeden sonra
homojen olmayan şekil
değişiminden dolayı uzama
hesaplanamaz.
1’
4’
2’
3’
x
x
x
x
1
4
2
3
x
xx
41
Akma Eğrileri
• Akma eğrileri: genelde Holloman
bağıntısı ile ifade edilir.
g
g n
K 
 ln
ln
)
ln( 


n
g
g K 
 

K = Dayanım sabiti
n = Pekleşme üsteli
K ve n; malzeme sabitleri
n=0 n=0.4
n=0.15
g
g g
g g
g
42
• Doğrunun eğimi, n, pekleşme üstelini verir.
• n, pekleşme (deformasyon sertleşmesi) kabiliyetini
gösterir.
• n arttıkça boyun verme zorlaşır, homojen şd. kabiliyeti
artar.
• 0 < n < 0.4 arasında değerler alır.
• Bir çok mühendislik malzemede 0.15 < n < 0.25
• Sıcak deformasyonda n  0
• K, doğrudan malzemenin dayanımı hakkında bilgi verir.
43
Tablo 6.2: Çeşitli metal ve alaşımlar için
pekleşme parametre değerleri.
44
Çekme diagramı
1. Belrigin akma gösteren malzemelerin  -  diyagramları
2. Belirgin akma göstermeyen malzemeler  -  diyagramları
Belirgin
akma
noktası
45
Şekil 6.10: Düşük karbonlu çelik belirgin akma
noktası gösterir. Ayrıca 2 adet akma noktası
tanımlanmıştır: (a)Üst akma noktası, (b) Alt
akma noktası.
Belirgin akma gösteren malzemeler
Çekme dayanımı
Boyun verme
Büzülme
Kırılma-kopma
Pekleşme
Luders
bantlarının
oluşumu
46
Belirgin akma ve Cottrel atmosferi
• Bu olaya C, N gibi arayer atom kümelerinin dislokasyonların
alt kısmına yerleşip hareketlerini kilitlemesinin sebep olduğu
düşünülür.
• Bu arayer atom bulutuna “Cottrell atmosferi” adı verilir.
• C ve N den arındırılmış malzemeler belirgin akma
göstermiyor.
47


Akma uzaması
Alt akma noktası
Üst akma noktası
Lüders bantlar
Akmamış bölge
• Üst akma noktası mekanik olarak bu kilitlerin kırılmasını ifade
eder. İlk akmanın meydana geldiği kayma bandının pekleşme ile
kilitlenmesinden sonra diğer düzlemlerde akma meydana gelir.
• Bu olayın kesit boyunca devamı ile luders bantları oluşur.
• Bu olay tamamlanınca homojen şekil değişimi başlar.
48
Normal malzemenin davranışı.
A. Eğer deney x te durdurulup, beklenmeden devam ettirilirse, eğri
kaldığı yerden devam eder.
B. Eğer deney y de durdurulup 100-200oC civarında ısıl aktivasyon
uygulanırsa ve soğutulan malzemeye yeniden çekme uygulanırsa,
belirgin akma noktası tekrar görülür.
Deformasyon yaşlanması
49
50
Sıcak şekil değiştirme
Şekil değişiminin sıcakta gerçekleşmesi ile ısıl aktivasyon
mekanizmaları aktif hale gelir.
• Pekleşme olamaz:
– Kenar dislokasyonlarda tırmanma (climb)
– Vida dislokasyonlarında çapraz kayma (cross slip)
Mekanizmaları aktif hale gelir ve dislokasyonlar engellerden
kurtularak kaymaya devam ederler
• Dislokasyon yoğunluk artışı olmaz. Pozitif ve negatif kenar
dislokasyonları üst üste dizilip tam düzlem haline gelir ve
dislokasyon yoğunluğunu azalır.
• Tane sınırı kayması olur: Artan sıcaklıkla birlikte taneleri bir
arada tutan kuvvet azalır. Difüzyon mekanizmasının
etkinleşmesi ile taneler birbirleri üzerinde kayarlar.
51
(a) Dislokasyon tırmanması: artan atom
arayer veya boşluklara yerleşebilir
(b) Fazla atomların eklenmesi
dislokasyon aşağı inebilir.
Sıcaklığın artması ile;
• Elastiklik modülü azalır,
• Pekleşme etkisi azalır veya ortandan
kalkar.
 



52
KAYMA: PEKLEŞME KAVRAMI
• Plastik deformasyon sırasında, dislokasyonlar kayma
düzlemlerinde kayarak hareket ederler.
• Fakat bu sırada yeni dislokasyonlar meydana gelir ve
yoğunlukları artar.
• Sayılarının artması ile birbirlerinin hareketini engellemeye
veya başka engellere (boşluk, yer alan, ara yer, tane sınırı,
çökelti, vs.) takılmaya başlarlar.
• Böylece hareketleri için daha yüksek gerilmeler gerekir.
• Bu durum deformasyon sertleşmesi veya PEKLEŞME
(strain hardening-work hardening) olarak adlandırılır.
53
53
HOMOJEN PŞD BÖLGESİ
•  -  eğrisinin akma noktası ile tepe noktası (boyun
verme) arasında kalan kısmıdır.
Açıklama:
• PŞD de parça uzunluğu sürekli artar. Hacim sabit
kalır ve uzunluktaki artış kesit alanında daralma ile
dengelenir.
• Akma noktasından sonra tepe noktasına kadar
malzeme pekleşir ve daha çok gerilme gerekir fakat
pşd oldukça kesit küçülür böylece gerilme artar bu iki
durum birbirini dengeler.
54
54
 -  eğrisinin tepe noktası (boyun verme) ile kopma
noktası arasında kalan kısmıdır.
Açıklama:
• Tepe noktasından (çekme dayanımı) sonra plastik
kararsızlık başlar. Kesit bir bölgede hızla daralmaya
başlar ve malzeme boyun (neck) verir.
• Şekil değişimi için gereken kuvvet azalır. Bu nedenle
eğri aşağı doğru döner. Belli bir noktada kopma
gerçekleşir.
HETOROJEN PŞD BÖLGESİ
55
55

0.2
Ç
0.002
Akma noktasından
sonra homojen PŞD.
(pekleşme / kesit
daralması dengesi)
Boyun verme
başlangıcı
Max noktadan
sonra heterojen
PŞD.(dengenin
bozulması)
Kırılma
(kopma)
a

 
56
56
57
57
Tablo 6.1: Çekme dayanım değerleri.
58
58
Sertlik
• Sertlik deneyi; malzemelerin dayanımları
ile ilgili bağıl değerler veren tahribatsız
bir test yöntemidir.
• Sertlik ölçme yöntemleri: Batıcı ucun
geometrisine ve uygulanan kuvvet
büyüklüğüne göre:
– Brinell sertlik ölçme metodu
– Vickers sertlik ölçme metodu
– Rockwell sertlik ölçme metodu
• Sertlik: Bir malzemenin yüzeyine batırılan sert bir cisme karşı
gösterdiği dirençtir.
• Sertlik değerleri direk olarak malzemelerin dayanımları ile
alakalı olduğu için büyük önem taşır.
59
59
• Sertlik ölçme yöntemleri: Batıcı ucun geometrisine ve
uygulanan kuvvet büyüklüğüne göre:(a) Brinell, (b)Vickers,
(c) Rockwell sertlik ölçüm metotları.



60
60
Brinell Yöntemi
BSD = Brinell sertlik değeri
D = Bilye çapı
F = Uygulanan kuvvet
d = izin çapı.
]
[
2
2
2
d
D
D
D
F
BSD




• Standart test: 10mm çaplı sert
bilye ve 3000kgf yük ile yüzeye
bastırılır.
• Yüzeyde bıraktığı iz dikkate
alınır: izin çapı ölçülür.
Malzeme A
Demir / Çelik 30
Cu / Pirinç / Bronz 10
Al / Pb vb. 5
• Pratikte daha küçük yük/çap
kombinasyonları mevcut.
• Yük: F(kgf) = A.D2(mm2)
• A malzemenin türüne bağlıdır.
• 2.5mm bilye ile çelik ölçülüyorsa,
187.5 kgf, Al ölçülüyorsa 31.25kgf
yük gerekir.
iz
61
61
Brinell
• Yüzeyi düzgün hazırlanması gerekir.
• Malzemeye göre değişen yük/çap oranları
• Sertleştirilmiş çelik bilye ile 400BSD ne kadar, sinterlenmiş
karbür bilye ile 550BSD ne kadar ölçüm yapılabilir.
• Bu metot daha büyük sertliklere uygun değildir.
• Eğer bilye ezilmeye başlarsa yanlış ölçümler yapılır.
62
62
63
63
Brinell
10
3
)
/
(
)
(
3
)
/
(
)
/
(
2
2
2



mm
kgf
BSD
MPa
mm
kgf
BSD
mm
kgf
ç
ç


• Metallerde BSD ile çek arasında 400 BSD ye kadar doğrusal
ilişki vardır.
64
64
10
3
)
/
(
)
(
3
)
/
(
)
/
(
2
2
2




mm
kgf
BSD
MPa
mm
kgf
BSD
mm
kgf ç
ç 

65
65
Vickers
• Batıcı uç tepe açısı 136o olan elmas
piramit yüzeye bastırılır.
• Yüzeyde bıraktığı iz dikkate alınır:
Kare şeklindeki izin köşegenleri
mikroskopla ölçülür.
• Sert veya yumuşak tüm malzemelere
uygulanabilir.
• Kuvvet seçiminde malzeme kriteri
yoktur.
• BSD değeri gibi çekme dayanımının
tespitinde kullanılabilir.
2
72
.
1
ort
d
F
VSD 
VSD= Birinell sertlik değeri
F = Uygulanan kuvvet
dort = izin köşegen ortalaması.
2
2
1 d
d
dort


66
66
Rockwell metodu
• Batıcı uç olarak sertleştirilmiş çelik bilye veya elmas koni kullanılır.
• Ucun yüzeye battığı derinlik dikkate alınır.
• Malzemeye göre uç/yük kombinasyonu seçilmelidir.
• Plastik malzemelerin ölçümü de yapılabilir: bir çok skalası
mevcuttur.
• C skalası; sert metaller için
kullanılır: 150kgf yük ve tepe açısı
120o olan elmas koni uç kullanılır.
• B; 100kgf yük ve 1/16” çapında sert
bilye kullanılır.
67
67
68
68
• Ölçüm yüzeyleri temiz olmalıdır.
• Deney parçası yeterli kalınlıkta olmalı, kenara yakın
ölçümler yapılmamalı, birbirine yakın ölçümler
yapılmamalı, en az 3 ölçüm yapılmalıdır.
69
69
Çentik/Darbe
Çentik darbe deneyi, malzemeyi gevrek davranmaya iten şartlar
altında malzemenin dinamik tokluğunu ölçmek için yapılır
Normal şartlarda sünek malzeme
•Üç eksenli yükleme hali
•Düşük sıcaklıkta zorlama
•Kuvvetin ani uygulanması (darbe)
durumlarında plastik şekil değişimine imkan bulamaz ve gevrek
davranış gösterirler.
Bu şartlardan biri veya bir kaçı gerçekleşmişse malzeme gevrek
davranabilir.
Bu amaç için Charpy (üç noktadan eğme) veya Izod (ankastre
eğme) deneyleri mevcuttur.
70
70
• Belli bir potansiyel enerjiye
sahip kütle V-çentik açılmış
numuneye çarptırılır.
• Numunenin kırılması için
gereken enerji “Darbe
Enerjisi - Ek” saptanır.
)
'
( h
h
mg
Ek 


71
71
Darbe enerjisine etki eden faktörler:
a) Dayanım
b) Kristal yapı,
c) Sıcaklık
d) Kimyasal bileşim
a) Dayanım:
• Darbe deneylerin dinamik tokluğu belirlemektedir.
• Fakat statik toklukla (- grafiğinin altındaki alan) arasında
ilişki vardır.
• Dayanımı yüksek malzemeler darbeye karşı direnci zayıf
olurken düşük dayanımlı malzemelerin darbe dirençleri yüksek
olabilir.
72
72
73
73
Kristal Yapı
• YMK; sünek ve tok ,
• SDH; gevrek,
• HMK; bazı şartlarda gevrek bazılarında tok
davranmaktadır.
• Belirli bir sıcaklık altında HMK tokluğunu
yitirerek gevrek davranış göstermeye başlar.
Bu sıcaklığa “Sünek-gevrek geçiş sıcaklığı”
adı verilir (ductile-brittle transition
temperature).
74
74
Kristal Yapı /Sıcaklık
HMK da ki bu düşüşün
sebebinin arayer atomalarının
düşük sıcaklıklarda,
dislokasyon hareketlerini
engellemesi olarak düşünülür.
Nispeten yüksek sıcaklıklarda
dislokasyonlar engellerden
kurtulabildiği düşünülmekte
ve bu yüzden darbe enerjisini
arttığı varsayılmaktadır.
SDH
75
75
Sünek-gevrek geçiş Sıcaklığı
2
min
max
@ E
E
T
g
T 

76
76
Kompozisyon
• HMK da geçiş sıcaklığı, kimyasal bileşimden çok etkilenir.
• Örneğin, C artarsa Tg artar. Mn (ve Ni) artarsa Tg azalır.
Düşük sıcaklıklarda yüksek tokluk için ideal alaşım
elementleridir.

More Related Content

What's hot

Genetik 1 ders notları
Genetik 1 ders notlarıGenetik 1 ders notları
Genetik 1 ders notları
Senin Biyolojin
 
Yapi malzemesi Ahsap, wood.
Yapi malzemesi Ahsap, wood.Yapi malzemesi Ahsap, wood.
Yapi malzemesi Ahsap, wood.
Mujde Ahsap Tasarim
 
Biyokimya: Asit baz kavramı
Biyokimya: Asit baz kavramıBiyokimya: Asit baz kavramı
Biyokimya: Asit baz kavramı
Hikmet Geckil
 
Metal yapı malzemeleri
Metal yapı malzemeleriMetal yapı malzemeleri
Metal yapı malzemeleriCemal Evci
 
Biyokimya: Giriş
Biyokimya: GirişBiyokimya: Giriş
Biyokimya: Giriş
Hikmet Geckil
 
7639952.ppt
7639952.ppt7639952.ppt
7639952.ppt
Yahiya Ahmed
 
Cr320 grain growth-lectureslides
Cr320 grain growth-lectureslidesCr320 grain growth-lectureslides
Cr320 grain growth-lectureslides
janmintu
 
Kolera (fazlası için www.tipfakultesi.org )
Kolera (fazlası için www.tipfakultesi.org )Kolera (fazlası için www.tipfakultesi.org )
Kolera (fazlası için www.tipfakultesi.org )www.tipfakultesi. org
 
ANATOMİ urogenital sistem
ANATOMİ urogenital sistemANATOMİ urogenital sistem
ANATOMİ urogenital sistemSemih Tan
 
Yapı Malzemeleri: Plasti̇k
Yapı Malzemeleri: Plasti̇kYapı Malzemeleri: Plasti̇k
Yapı Malzemeleri: Plasti̇k
İrfan Meriç
 
Phase Transformations Lecture Notes
Phase Transformations Lecture NotesPhase Transformations Lecture Notes
Phase Transformations Lecture Notes
FellowBuddy.com
 
Karaciğer yağlanması
Karaciğer yağlanmasıKaraciğer yağlanması
Karaciğer yağlanması
Hamed Hajizadeh
 
malzeme bilgisi giris
malzeme bilgisi girismalzeme bilgisi giris
malzeme bilgisi giris
yusuf874402
 
Hybrid and metallic foam
Hybrid and metallic foamHybrid and metallic foam
Hybrid and metallic foamSethu Ram
 
Bergamalı lokman-hekim-galenos
Bergamalı lokman-hekim-galenosBergamalı lokman-hekim-galenos
Bergamalı lokman-hekim-galenos
Bilal Emrah
 
Endokrin Vakalar 3
Endokrin Vakalar 3Endokrin Vakalar 3
Endokrin Vakalar 3
Dilek Gogas Yavuz
 
Doğumsal metabolik Hast(fazlası için www.tipfakultesi.org)
Doğumsal metabolik Hast(fazlası için www.tipfakultesi.org)Doğumsal metabolik Hast(fazlası için www.tipfakultesi.org)
Doğumsal metabolik Hast(fazlası için www.tipfakultesi.org)www.tipfakultesi. org
 
Epitel dokusu (fazlası için www.tipfakultesi.org)
Epitel dokusu (fazlası için www.tipfakultesi.org)Epitel dokusu (fazlası için www.tipfakultesi.org)
Epitel dokusu (fazlası için www.tipfakultesi.org)www.tipfakultesi. org
 

What's hot (20)

Genetik 1 ders notları
Genetik 1 ders notlarıGenetik 1 ders notları
Genetik 1 ders notları
 
Yapi malzemesi Ahsap, wood.
Yapi malzemesi Ahsap, wood.Yapi malzemesi Ahsap, wood.
Yapi malzemesi Ahsap, wood.
 
Biyokimya: Asit baz kavramı
Biyokimya: Asit baz kavramıBiyokimya: Asit baz kavramı
Biyokimya: Asit baz kavramı
 
Metal yapı malzemeleri
Metal yapı malzemeleriMetal yapı malzemeleri
Metal yapı malzemeleri
 
Biyokimya: Giriş
Biyokimya: GirişBiyokimya: Giriş
Biyokimya: Giriş
 
7639952.ppt
7639952.ppt7639952.ppt
7639952.ppt
 
Genel farmakoloji
Genel farmakolojiGenel farmakoloji
Genel farmakoloji
 
Cr320 grain growth-lectureslides
Cr320 grain growth-lectureslidesCr320 grain growth-lectureslides
Cr320 grain growth-lectureslides
 
Kolera (fazlası için www.tipfakultesi.org )
Kolera (fazlası için www.tipfakultesi.org )Kolera (fazlası için www.tipfakultesi.org )
Kolera (fazlası için www.tipfakultesi.org )
 
ANATOMİ urogenital sistem
ANATOMİ urogenital sistemANATOMİ urogenital sistem
ANATOMİ urogenital sistem
 
Yapı Malzemeleri: Plasti̇k
Yapı Malzemeleri: Plasti̇kYapı Malzemeleri: Plasti̇k
Yapı Malzemeleri: Plasti̇k
 
Phase Transformations Lecture Notes
Phase Transformations Lecture NotesPhase Transformations Lecture Notes
Phase Transformations Lecture Notes
 
Karaciğer yağlanması
Karaciğer yağlanmasıKaraciğer yağlanması
Karaciğer yağlanması
 
malzeme bilgisi giris
malzeme bilgisi girismalzeme bilgisi giris
malzeme bilgisi giris
 
Hybrid and metallic foam
Hybrid and metallic foamHybrid and metallic foam
Hybrid and metallic foam
 
Bergamalı lokman-hekim-galenos
Bergamalı lokman-hekim-galenosBergamalı lokman-hekim-galenos
Bergamalı lokman-hekim-galenos
 
Endokrin Vakalar 3
Endokrin Vakalar 3Endokrin Vakalar 3
Endokrin Vakalar 3
 
Doğumsal metabolik Hast(fazlası için www.tipfakultesi.org)
Doğumsal metabolik Hast(fazlası için www.tipfakultesi.org)Doğumsal metabolik Hast(fazlası için www.tipfakultesi.org)
Doğumsal metabolik Hast(fazlası için www.tipfakultesi.org)
 
Epitel dokusu (fazlası için www.tipfakultesi.org)
Epitel dokusu (fazlası için www.tipfakultesi.org)Epitel dokusu (fazlası için www.tipfakultesi.org)
Epitel dokusu (fazlası için www.tipfakultesi.org)
 
H2O biokimya
H2O biokimyaH2O biokimya
H2O biokimya
 

Similar to 4.hafta.ppt

Mekanik özellikler
Mekanik özelliklerMekanik özellikler
Mekanik özellikler
Abdullah Günal
 
Merchant teorisi
Merchant teorisiMerchant teorisi
Merchant teorisiZahit BULUT
 
Seramih
SeramihSeramih
Polimer+Malzemeler-VIII.pdf
Polimer+Malzemeler-VIII.pdfPolimer+Malzemeler-VIII.pdf
Polimer+Malzemeler-VIII.pdf
Pinar40
 
Dinamik zorlamaya maruz makine elemanları tasarımı - sunum
Dinamik zorlamaya maruz makine elemanları tasarımı - sunumDinamik zorlamaya maruz makine elemanları tasarımı - sunum
Dinamik zorlamaya maruz makine elemanları tasarımı - sunumOnur Beştepe
 
Dinamik zorlamaya maruz makine elemanları tasarımı - düz yazı
Dinamik zorlamaya maruz makine elemanları tasarımı - düz yazıDinamik zorlamaya maruz makine elemanları tasarımı - düz yazı
Dinamik zorlamaya maruz makine elemanları tasarımı - düz yazı
Onur Beştepe
 
TIMIS_ders12_2020.pdf
TIMIS_ders12_2020.pdfTIMIS_ders12_2020.pdf
TIMIS_ders12_2020.pdf
ElinaAkbarzade
 
Soğuk-Hadde Çelik yapı Tasarımı- Dan Dubina__.pdf
Soğuk-Hadde Çelik yapı Tasarımı- Dan Dubina__.pdfSoğuk-Hadde Çelik yapı Tasarımı- Dan Dubina__.pdf
Soğuk-Hadde Çelik yapı Tasarımı- Dan Dubina__.pdf
HilmiCoskun
 
Yorulma Mukavemeti ( Fatigue )
Yorulma Mukavemeti ( Fatigue )Yorulma Mukavemeti ( Fatigue )
Yorulma Mukavemeti ( Fatigue )
Burak ERBILEN
 
Triboloji.pdf
Triboloji.pdfTriboloji.pdf
Triboloji.pdf
sinannn
 

Similar to 4.hafta.ppt (11)

Mekanik özellikler
Mekanik özelliklerMekanik özellikler
Mekanik özellikler
 
Mukavemet bolum3
Mukavemet bolum3Mukavemet bolum3
Mukavemet bolum3
 
Merchant teorisi
Merchant teorisiMerchant teorisi
Merchant teorisi
 
Seramih
SeramihSeramih
Seramih
 
Polimer+Malzemeler-VIII.pdf
Polimer+Malzemeler-VIII.pdfPolimer+Malzemeler-VIII.pdf
Polimer+Malzemeler-VIII.pdf
 
Dinamik zorlamaya maruz makine elemanları tasarımı - sunum
Dinamik zorlamaya maruz makine elemanları tasarımı - sunumDinamik zorlamaya maruz makine elemanları tasarımı - sunum
Dinamik zorlamaya maruz makine elemanları tasarımı - sunum
 
Dinamik zorlamaya maruz makine elemanları tasarımı - düz yazı
Dinamik zorlamaya maruz makine elemanları tasarımı - düz yazıDinamik zorlamaya maruz makine elemanları tasarımı - düz yazı
Dinamik zorlamaya maruz makine elemanları tasarımı - düz yazı
 
TIMIS_ders12_2020.pdf
TIMIS_ders12_2020.pdfTIMIS_ders12_2020.pdf
TIMIS_ders12_2020.pdf
 
Soğuk-Hadde Çelik yapı Tasarımı- Dan Dubina__.pdf
Soğuk-Hadde Çelik yapı Tasarımı- Dan Dubina__.pdfSoğuk-Hadde Çelik yapı Tasarımı- Dan Dubina__.pdf
Soğuk-Hadde Çelik yapı Tasarımı- Dan Dubina__.pdf
 
Yorulma Mukavemeti ( Fatigue )
Yorulma Mukavemeti ( Fatigue )Yorulma Mukavemeti ( Fatigue )
Yorulma Mukavemeti ( Fatigue )
 
Triboloji.pdf
Triboloji.pdfTriboloji.pdf
Triboloji.pdf
 

4.hafta.ppt

  • 1. 1 Malzemelerin Mekanik Özellikleri Mekanik tasarım ve imalat sırasında malzemelerin mekanik davranışlarının bilinmesi çok önemlidir. Başlıca mekanik özellikler: – Çekme / basma (tensile /compression) – Sertlik (hardness) – Darbe (impact) – Kırılma (fracture) – Yorulma (fatigue) – Sürünme (creep)
  • 2. 2 Bu Gün • Çekme deneyi ve Gerilme (stress) / Birim uzama (strain-gerinim) kavramları • Gerilme-Birim uzama eğrileri
  • 3. 3 Çekme deneyi Çekme deneyi Malzemenin statik kuvvetler altında dayanımı vs mekanik özelliklerinin test edilmesinde kullanılır.
  • 4. 4 Çekme deneyinden elde edilen F-L (kuvvet uzama) eğrisi F- L deki verilerinde elde edilen - (Gerilme-Birim uzama) eğrisi  o A F   o o o l l l l l       : Gerilme  : Birim şekil değiştirme
  • 5. 5 1. Belirgin akma göstermeyen malzemeler 2. Belirgin akma gösteren malzemeler Belirgin akma noktası p =0.002 = % 0.2 e 0.2 a Malzemenin plastik şekil değiştirmeye başladığı gerilme değerine “akma dayanımı” adı verilir. Belirgin olmaması durumunda, akma dayanımı % 0.2 kalıcı pşd oluşturan gerilme değerine eşittir. .
  • 6. 6 Elastik Bölge   a = 0.2 Ç 0.002 Plastik Bölge x x Çekme dayanımı (boyun verme başlangıcı) Kırılma- kopma Homojen PŞD Heterojen PŞD a    Akma noktası (akma dayanımı) x Elastik sınır Boyun verme (necking) elastik plastik dayan. akma gerilme uygulanan elastik dayan. akma gerilme uygulanan      a   
  • 9. 9 Elastik Şekil Değişimi Elastik şekil değişiminde atomsal bağlardaki uzamalar. a    E, Elastiklik modülü
  • 10. 10 Elastik şekil değişimi • Elastik bölgede Hook kanunu geçerlidir. • Gerilme ile birim uzama lineer olarak değişir. • Kuvvet kalkınca, elastik uzama ortadan kalkar. • E, Elastiklik Modülü, lineer kısmın eğimine eşittir – Malzemenin karakteristik özelliğidir (malzemeden malzemeye değişir) – E büyüdükçe malzeme daha rijit hale gelir yani gerilme ile daha az şekil değişimi gösterir. Küçüldükçe daha elastik davranır.
  • 11. 11     E  = Normal gerilme  = Birim şekil değişimi E = Elastiklik modülü     G  = Kayma gerilmesi  = Kayma birim şekil değişimi G = kayma modülü Hook Kanunu Kayma gerilmesi Normal gerilme
  • 12. 12 E ye etki eden parametreler: • Kimyasal bileşim (Al ve çelikte farklı) • Ortam sıcaklığından etkilenir. • Isıl işlemden etkilenmez. (Aynı çeliğin yumuşak hali ile sertleştirilmiş hali aynı E ye sahiptir).
  • 13. 13 E, bir malzeme özelliğidir. E, kimyasal kompozisyondan etkilenir. Çelik Alüminyuma göre daha rijittir. Kimyasal kompozisyonun etkisi
  • 14. 14 Sıcaklık arttıkça E, azalır. Sıcaklığın etkisi
  • 15. 15 • Malzemelerin elastik özelliklerini belirleyen diğer bir parametredir. • Elastik şekil değişimi sırasında malzeme hacminde değişiklik olur (plastik deformasyonda hacim sabit kalır). • Çekme yönünde malzeme uzarken buna dik yönde kısalma gerçekleşir. • Aradaki oran poisson oranı ile belirlenir. Poisson Oranı de) malzemeler (izotropik             z y z x     
  • 16. 16 • Metaller için 0.28 ile 0.32 arasında değişir. Genelde 0.3 tür (elastik ş.d.). • Plastik şekil değişiminde hacim sabit kalır ve poisson oranı 0.5 değeri alır.
  • 18. 18 • Malzemelerin dayanımını ifade eden Akma dayanımının üzerinde gerilmeler uygulanması durumunda plastik şekil değişimleri (kalıcı-geri dönüşsüz) (PŞD) başlar. • Bu noktada PŞD, dislokasyonlar kaymaya başlamasıyla meydana gelir. a   
  • 19. 19 • PŞD de sıcaklık seviyelerine bağlı olarak farklı şekil değiştirme mekanizmaları mevcuttur. • Bunlar; 1. Soğuk plastik şekil değiştirme, 2. Sıcak Plastik şekil değiştirme 3. Ilık Plastik şekil değiştirme • Bu sıcaklık seviyeleri benzeş sıcaklık ile belirlenir.
  • 20. 20 Benzeş sıcaklık (homologous temperature): TE = Malzemenin erime sıcaklığı TÇ = Çalışma sıcaklığı     K T K T T o E o Ç B  0 < TB < 0.25 Soğuk Şekil Değişimi 0.25 < TB < 0.5 Ilık Şekil değişimi 0.5 < TB < 1 Sıcak Şekil değişimi
  • 21. 21 Oda sıcaklığı; • Fe, Cu, Al gibi bir çok metal için soğuk şekil değişim bölgesi iken • Pb, Sn gibi düşük erime sıcaklığına sahip malzemeler için sıcak şekil değişim bölgesi olur.
  • 22. 22 Soğuk Şekil Değiştirme Soğuk şekil değişiminde iki tür şekil değiştirme mekanizması etkin olabilir. 1.Kayma 2.İkizleme PŞD, Kayma ile yani dislokasyonların kayarak hareket etmeleri ile gerçekleşir. Kaymanın zor olduğu durumlarda plastik şekil değişimi ikizleme (twinning) ile gerçekleşir.
  • 23. 23  0.2 Ç K 0.002  Soğuk Şekil Değiştirme Normal çekme deneyi soğuk Şekil Değiştirme alanında gerçekleştiği için aynı eğri elde edilir.
  • 24. 24 KAYMA: PEKLEŞME KAVRAMI • Plastik deformasyon sırasında, dislokasyonlar kayma düzlemlerinde kayarak hareket ederler. • Fakat bu sırada yeni dislokasyonlar meydana gelir ve yoğunlukları artar. • Sayılarının artması ile birbirlerinin hareketini engellemeye veya başka engellere (boşluk, yer alan, ara yer, tane sınırı, çökelti, vs.) takılmaya başlarlar. • Böylece hareketleri için daha yüksek gerilmeler gerekir. • Bu durum deformasyon sertleşmesi veya PEKLEŞME (strain hardening-work hardening) olarak adlandırılır.
  • 25. 25 HOMOJEN PŞD BÖLGESİ •  -  eğrisinin akma noktası ile tepe noktası (boyun verme) arasında kalan kısmıdır. Açıklama: • PŞD de parça uzunluğu sürekli artar. Hacim sabit kalır ve uzunluktaki artış kesit alanında daralma ile dengelenir. • Akma noktasından sonra tepe noktasına kadar malzeme pekleşir ve daha çok gerilme gerekir fakat pşd oldukça kesit küçülür böylece gerilme artar bu iki durum birbirini dengeler.
  • 26. 26 •  -  eğrisinin tepe noktası (boyun verme) ile kopma noktası arasında kalan kısmıdır. Açıklama: • Tepe noktasından (çekme dayanımı) sonra plastik kararsızlık başlar. Kesit bir bölgede hızla daralmaya başlar ve malzeme boyun (neck) verir. • Şekil değişimi için gereken kuvvet azalır. Bu nedenle eğri aşağı doğru döner. Belli bir noktada kopma gerçekleşir. HETOROJEN PŞD BÖLGESİ
  • 27. 27  0.2 Ç 0.002 Akma noktasından sonra homojen PŞD. (pekleşme / kesit daralması dengesi) Boyun verme başlangıcı Max noktadan sonra heterojen PŞD.(dengenin bozulması) Kırılma (kopma) a   
  • 28. 28
  • 29. 29 Tablo 6.1: Çekme dayanım değerleri.
  • 30. 30 Çekme diyagramından elde edilen veriler • E, Elastiklik modülü • a, Akma dayanımı • ç, Çekme dayanımı • k, Kopma gerilmesi • , Kopma uzaması • , Kesit daralması • ün, Üniform uzama • Statik tokluk • Rezilyans Ayrıca her hangi bir noktada • Elastik şekil değişim miktarı • Plastik şekil değişim miktarı, vs bulunabilir
  • 31. 31 A; Akma dayanımı Ç; Çekme dayanımı Elastiklik modülü k; Kopma gerilmesi Kopma uzaması Elastik Sınır Plastik deformasyon Elastik deformasyon A noktası T (= E + P)  E P
  • 32. 32 Süneklik / Gevreklik / Tokluk / Rezilyans • Süneklik: plastik şekil değiştirme kabiliyetini ifade eder. Bu değerin büyümesi, malzeme kopana kadar daha büyük plastik şekil değiştirme göstermesi anlamına gelir. Kopma uzaması ve alan daralması parametreleri ile ifade edilebilir. • Gevreklik: Plastik şekil değiştirme kabiliyetinin olmaması durumunu ifade eder. Eğri bazen elastik sınırda bazen de elastik sınıra çok yakın bir noktada son bulur. • Tokluk: Malzemenin kopana dek absorbe ettiği toplam enerjiyi ifade eder.  -  eğrisinin altında kalan alana eşittir. Sünek malzemelerin tokluğu gevrek malzemelere göre daha yüksektir. • Rezilyans: Malzemenin elastik şekil değişimi sırasında depoladığı enerjidir. -  eğrisinde elastik bölgenin altında kalan alana eşittir.
  • 33. 33 Ao = İlk kesit alanı Ak = Kopmadan sonra ölçülen kesit alanı o k o A A A    • Kesit daralması: Ak, Eğriden bulunamaz. lk = Kopma anında ölçü boyu lo = ilk ölçü boyu • Kopma uzaması; lk, eğriden de bulunabilir. o o k l l l    Süneklik
  • 34. 34 Statik Tokluk Tokluk malzeme kırılıncaya kadar harcadığı enerjiyi ifade eder  -  eğrisinin altında kalan alandır   d Tokluk     
  • 35. 35 Statik Tokluk Malzemenin kırılana kadar ne kadar enerji yutacağının göstergesidir.   d Tokluk    Orta süneklik Gevrek Yüksek süneklik
  • 36. 36 Basit karbonlu çelik Yay çelik Rezilyans Rezilyans,  -  eğrisinde, elastik bölge altında kalan alandır. Elastik davranış sırasında depoladığı enerjiyi ifade eder. 2 . . : Rezilyans 0 e e p e d U        
  • 37. 37
  • 38. 38 Gerçek Gerilme-birim şekil değiştirme • Şu ana kadar hesaplamalarda başlangıç geometrik veriler kullanıldı. Bu şekilde hesaplanan veriler “Mühendislik” değerlerdir. • Gerçekte plastik şekil değiştirme ile birlikte kesit alanı (hacmin sabit kalması ile) sürekli azalır. • Bu şekilde elde edilen verilere “Gerçek” değerdir. • Özellikle metal şekillendirme uygulamalarında gerçek değerler kullanılır.
  • 39. 39 o A F   l dl d g   1    o l l ) 1 (           o o g l A l F A F 1       o o o o l l l l l l l  o l l g l l l dl o ln     ) 1 ln(    g Mühendislik birim uzama. Gerçek birim uzama. l l A A l A l A o o o o       PŞD de Hacim sabit kalır. Gerçek gerilme. Mühendislik Gerilme.  
  • 40. 40 Şekil 6.7: Gerçek ve mühendislik - (Gerilme-Gerinme) eğrileri. Gerçek değerlere göre çizilen gerçek gerilme-birim uzama eğrisine “Akama eğrisi” (Flow curve) de denir. • Elastik bölgede fark yoktur. • Boyun vermeden sonra homojen olmayan şekil değişiminden dolayı uzama hesaplanamaz. 1’ 4’ 2’ 3’ x x x x 1 4 2 3 x xx
  • 41. 41 Akma Eğrileri • Akma eğrileri: genelde Holloman bağıntısı ile ifade edilir. g g n K   ln ln ) ln(    n g g K     K = Dayanım sabiti n = Pekleşme üsteli K ve n; malzeme sabitleri n=0 n=0.4 n=0.15 g g g g g g
  • 42. 42 • Doğrunun eğimi, n, pekleşme üstelini verir. • n, pekleşme (deformasyon sertleşmesi) kabiliyetini gösterir. • n arttıkça boyun verme zorlaşır, homojen şd. kabiliyeti artar. • 0 < n < 0.4 arasında değerler alır. • Bir çok mühendislik malzemede 0.15 < n < 0.25 • Sıcak deformasyonda n  0 • K, doğrudan malzemenin dayanımı hakkında bilgi verir.
  • 43. 43 Tablo 6.2: Çeşitli metal ve alaşımlar için pekleşme parametre değerleri.
  • 44. 44 Çekme diagramı 1. Belrigin akma gösteren malzemelerin  -  diyagramları 2. Belirgin akma göstermeyen malzemeler  -  diyagramları Belirgin akma noktası
  • 45. 45 Şekil 6.10: Düşük karbonlu çelik belirgin akma noktası gösterir. Ayrıca 2 adet akma noktası tanımlanmıştır: (a)Üst akma noktası, (b) Alt akma noktası. Belirgin akma gösteren malzemeler Çekme dayanımı Boyun verme Büzülme Kırılma-kopma Pekleşme Luders bantlarının oluşumu
  • 46. 46 Belirgin akma ve Cottrel atmosferi • Bu olaya C, N gibi arayer atom kümelerinin dislokasyonların alt kısmına yerleşip hareketlerini kilitlemesinin sebep olduğu düşünülür. • Bu arayer atom bulutuna “Cottrell atmosferi” adı verilir. • C ve N den arındırılmış malzemeler belirgin akma göstermiyor.
  • 47. 47   Akma uzaması Alt akma noktası Üst akma noktası Lüders bantlar Akmamış bölge • Üst akma noktası mekanik olarak bu kilitlerin kırılmasını ifade eder. İlk akmanın meydana geldiği kayma bandının pekleşme ile kilitlenmesinden sonra diğer düzlemlerde akma meydana gelir. • Bu olayın kesit boyunca devamı ile luders bantları oluşur. • Bu olay tamamlanınca homojen şekil değişimi başlar.
  • 48. 48 Normal malzemenin davranışı. A. Eğer deney x te durdurulup, beklenmeden devam ettirilirse, eğri kaldığı yerden devam eder. B. Eğer deney y de durdurulup 100-200oC civarında ısıl aktivasyon uygulanırsa ve soğutulan malzemeye yeniden çekme uygulanırsa, belirgin akma noktası tekrar görülür. Deformasyon yaşlanması
  • 49. 49
  • 50. 50 Sıcak şekil değiştirme Şekil değişiminin sıcakta gerçekleşmesi ile ısıl aktivasyon mekanizmaları aktif hale gelir. • Pekleşme olamaz: – Kenar dislokasyonlarda tırmanma (climb) – Vida dislokasyonlarında çapraz kayma (cross slip) Mekanizmaları aktif hale gelir ve dislokasyonlar engellerden kurtularak kaymaya devam ederler • Dislokasyon yoğunluk artışı olmaz. Pozitif ve negatif kenar dislokasyonları üst üste dizilip tam düzlem haline gelir ve dislokasyon yoğunluğunu azalır. • Tane sınırı kayması olur: Artan sıcaklıkla birlikte taneleri bir arada tutan kuvvet azalır. Difüzyon mekanizmasının etkinleşmesi ile taneler birbirleri üzerinde kayarlar.
  • 51. 51 (a) Dislokasyon tırmanması: artan atom arayer veya boşluklara yerleşebilir (b) Fazla atomların eklenmesi dislokasyon aşağı inebilir. Sıcaklığın artması ile; • Elastiklik modülü azalır, • Pekleşme etkisi azalır veya ortandan kalkar.     
  • 52. 52 KAYMA: PEKLEŞME KAVRAMI • Plastik deformasyon sırasında, dislokasyonlar kayma düzlemlerinde kayarak hareket ederler. • Fakat bu sırada yeni dislokasyonlar meydana gelir ve yoğunlukları artar. • Sayılarının artması ile birbirlerinin hareketini engellemeye veya başka engellere (boşluk, yer alan, ara yer, tane sınırı, çökelti, vs.) takılmaya başlarlar. • Böylece hareketleri için daha yüksek gerilmeler gerekir. • Bu durum deformasyon sertleşmesi veya PEKLEŞME (strain hardening-work hardening) olarak adlandırılır.
  • 53. 53 53 HOMOJEN PŞD BÖLGESİ •  -  eğrisinin akma noktası ile tepe noktası (boyun verme) arasında kalan kısmıdır. Açıklama: • PŞD de parça uzunluğu sürekli artar. Hacim sabit kalır ve uzunluktaki artış kesit alanında daralma ile dengelenir. • Akma noktasından sonra tepe noktasına kadar malzeme pekleşir ve daha çok gerilme gerekir fakat pşd oldukça kesit küçülür böylece gerilme artar bu iki durum birbirini dengeler.
  • 54. 54 54  -  eğrisinin tepe noktası (boyun verme) ile kopma noktası arasında kalan kısmıdır. Açıklama: • Tepe noktasından (çekme dayanımı) sonra plastik kararsızlık başlar. Kesit bir bölgede hızla daralmaya başlar ve malzeme boyun (neck) verir. • Şekil değişimi için gereken kuvvet azalır. Bu nedenle eğri aşağı doğru döner. Belli bir noktada kopma gerçekleşir. HETOROJEN PŞD BÖLGESİ
  • 55. 55 55  0.2 Ç 0.002 Akma noktasından sonra homojen PŞD. (pekleşme / kesit daralması dengesi) Boyun verme başlangıcı Max noktadan sonra heterojen PŞD.(dengenin bozulması) Kırılma (kopma) a   
  • 56. 56 56
  • 57. 57 57 Tablo 6.1: Çekme dayanım değerleri.
  • 58. 58 58 Sertlik • Sertlik deneyi; malzemelerin dayanımları ile ilgili bağıl değerler veren tahribatsız bir test yöntemidir. • Sertlik ölçme yöntemleri: Batıcı ucun geometrisine ve uygulanan kuvvet büyüklüğüne göre: – Brinell sertlik ölçme metodu – Vickers sertlik ölçme metodu – Rockwell sertlik ölçme metodu • Sertlik: Bir malzemenin yüzeyine batırılan sert bir cisme karşı gösterdiği dirençtir. • Sertlik değerleri direk olarak malzemelerin dayanımları ile alakalı olduğu için büyük önem taşır.
  • 59. 59 59 • Sertlik ölçme yöntemleri: Batıcı ucun geometrisine ve uygulanan kuvvet büyüklüğüne göre:(a) Brinell, (b)Vickers, (c) Rockwell sertlik ölçüm metotları.   
  • 60. 60 60 Brinell Yöntemi BSD = Brinell sertlik değeri D = Bilye çapı F = Uygulanan kuvvet d = izin çapı. ] [ 2 2 2 d D D D F BSD     • Standart test: 10mm çaplı sert bilye ve 3000kgf yük ile yüzeye bastırılır. • Yüzeyde bıraktığı iz dikkate alınır: izin çapı ölçülür. Malzeme A Demir / Çelik 30 Cu / Pirinç / Bronz 10 Al / Pb vb. 5 • Pratikte daha küçük yük/çap kombinasyonları mevcut. • Yük: F(kgf) = A.D2(mm2) • A malzemenin türüne bağlıdır. • 2.5mm bilye ile çelik ölçülüyorsa, 187.5 kgf, Al ölçülüyorsa 31.25kgf yük gerekir. iz
  • 61. 61 61 Brinell • Yüzeyi düzgün hazırlanması gerekir. • Malzemeye göre değişen yük/çap oranları • Sertleştirilmiş çelik bilye ile 400BSD ne kadar, sinterlenmiş karbür bilye ile 550BSD ne kadar ölçüm yapılabilir. • Bu metot daha büyük sertliklere uygun değildir. • Eğer bilye ezilmeye başlarsa yanlış ölçümler yapılır.
  • 62. 62 62
  • 65. 65 65 Vickers • Batıcı uç tepe açısı 136o olan elmas piramit yüzeye bastırılır. • Yüzeyde bıraktığı iz dikkate alınır: Kare şeklindeki izin köşegenleri mikroskopla ölçülür. • Sert veya yumuşak tüm malzemelere uygulanabilir. • Kuvvet seçiminde malzeme kriteri yoktur. • BSD değeri gibi çekme dayanımının tespitinde kullanılabilir. 2 72 . 1 ort d F VSD  VSD= Birinell sertlik değeri F = Uygulanan kuvvet dort = izin köşegen ortalaması. 2 2 1 d d dort  
  • 66. 66 66 Rockwell metodu • Batıcı uç olarak sertleştirilmiş çelik bilye veya elmas koni kullanılır. • Ucun yüzeye battığı derinlik dikkate alınır. • Malzemeye göre uç/yük kombinasyonu seçilmelidir. • Plastik malzemelerin ölçümü de yapılabilir: bir çok skalası mevcuttur. • C skalası; sert metaller için kullanılır: 150kgf yük ve tepe açısı 120o olan elmas koni uç kullanılır. • B; 100kgf yük ve 1/16” çapında sert bilye kullanılır.
  • 67. 67 67
  • 68. 68 68 • Ölçüm yüzeyleri temiz olmalıdır. • Deney parçası yeterli kalınlıkta olmalı, kenara yakın ölçümler yapılmamalı, birbirine yakın ölçümler yapılmamalı, en az 3 ölçüm yapılmalıdır.
  • 69. 69 69 Çentik/Darbe Çentik darbe deneyi, malzemeyi gevrek davranmaya iten şartlar altında malzemenin dinamik tokluğunu ölçmek için yapılır Normal şartlarda sünek malzeme •Üç eksenli yükleme hali •Düşük sıcaklıkta zorlama •Kuvvetin ani uygulanması (darbe) durumlarında plastik şekil değişimine imkan bulamaz ve gevrek davranış gösterirler. Bu şartlardan biri veya bir kaçı gerçekleşmişse malzeme gevrek davranabilir. Bu amaç için Charpy (üç noktadan eğme) veya Izod (ankastre eğme) deneyleri mevcuttur.
  • 70. 70 70 • Belli bir potansiyel enerjiye sahip kütle V-çentik açılmış numuneye çarptırılır. • Numunenin kırılması için gereken enerji “Darbe Enerjisi - Ek” saptanır. ) ' ( h h mg Ek   
  • 71. 71 71 Darbe enerjisine etki eden faktörler: a) Dayanım b) Kristal yapı, c) Sıcaklık d) Kimyasal bileşim a) Dayanım: • Darbe deneylerin dinamik tokluğu belirlemektedir. • Fakat statik toklukla (- grafiğinin altındaki alan) arasında ilişki vardır. • Dayanımı yüksek malzemeler darbeye karşı direnci zayıf olurken düşük dayanımlı malzemelerin darbe dirençleri yüksek olabilir.
  • 72. 72 72
  • 73. 73 73 Kristal Yapı • YMK; sünek ve tok , • SDH; gevrek, • HMK; bazı şartlarda gevrek bazılarında tok davranmaktadır. • Belirli bir sıcaklık altında HMK tokluğunu yitirerek gevrek davranış göstermeye başlar. Bu sıcaklığa “Sünek-gevrek geçiş sıcaklığı” adı verilir (ductile-brittle transition temperature).
  • 74. 74 74 Kristal Yapı /Sıcaklık HMK da ki bu düşüşün sebebinin arayer atomalarının düşük sıcaklıklarda, dislokasyon hareketlerini engellemesi olarak düşünülür. Nispeten yüksek sıcaklıklarda dislokasyonlar engellerden kurtulabildiği düşünülmekte ve bu yüzden darbe enerjisini arttığı varsayılmaktadır. SDH
  • 76. 76 76 Kompozisyon • HMK da geçiş sıcaklığı, kimyasal bileşimden çok etkilenir. • Örneğin, C artarsa Tg artar. Mn (ve Ni) artarsa Tg azalır. Düşük sıcaklıklarda yüksek tokluk için ideal alaşım elementleridir.