Malzemelerin Mekanik Davranışları

7/30/2019 Malzemelerin Mekanik Davranlar

1/172

MALZEMELERNMEKANK

DAVRANILARI


2/172

NDEKLER1. Giri2. Krlma Mekanizmalar2.1. Mikro Krlma Mekanizmalar2.1.1. Gevrek Krlma2.1.2. Snek Krlma3. Mekanik Test Uygulamalar3.1. ekme Testi3.1.1. ekme Sistemi3.1.2. ekme Makinalar3.1.3. ekme Numunesi

3.1.4. Test Koullar3.1.5. Testin Uygulanmas3.1.6. Mhendislik ekme Diyagram3.1.6.1. Akma Mukavemetinin lm3.1.6.2. ekil Deitirme lmleri


3/172

3.1.6.3. Gerek Gerilme ekil deitirme Diyagram3.1.6.3.1. Gerek Gerilmenin Belirlenmesi3.1.6.3.2. Gerek ekil Deitirmenin Hesaplanmas3.1.6.3.3. Gerek Gerilme ekil Deitirme Diyagramnn Matematiksel Tanm3.1.6.3.4. Boyun Verme Balangcnn Matematiksel Belirlenmesi

3.1.7. Dik Anizotropi3.2. Basma Testi3.3. Sertlik Testi3.3.1. Statik Sertlik lm Yntemleri3.3.1.1. Brinell Sertlik lm Yntemi (DIN EN 10003-1)3.3.1.2. VICKERS Sertlik lm Yntemi (DIN EN 50133)3.3.1.3. ROCKWELL Sertlik lm Yntemi (DIN EN 10109)

3.4. Malzemelerin Tokluk zelliklerinin Belirlenmesi ve Tokluk Testleri3.4.1.Krlma3.4.2.Krlma Mekanizmalar ve Krlma eitleri3.4.3.Gei Scaklklar ile Krlma Tiplerinin Belirlenmesi


4/172

3.4.4. entikli Darbe Tokluk Testi3.4.4.1. entikli Darbe Numunesinin Hazrlanmas ve Testin Uygulanmas3.4.4.2. Testin Uygulanmas3.4.4.3. Test Sonular

3.4.4.4. Test Sonularnn Kullanlmas3.4.5. Enstrmantal Darbe Tokluk Testi3.4.5.1. Numune Hazrlama ve Testin Uygulanmas3.4.5.2. Test Sonularnn Kullanm3.4.6. Tokluk zelliklerine Etki Eden Parametreler

3.4.6.1. D Etki Parametreleri3.4.6.1.1. Scaklk


5/172

3.4.6.1.2. ekil Deitirme Hz

3.4.6.1.3. Gerilme Durumu

3.4.6.2. Etki Parametreleri

3.4.6.2.1. Kristal Hatalar3.4.6.2.2. retim ve Kullanm Parametreleri

3.4.7. Krlma Mekanii

3.4.7.1. Genel


6/172

MALZEME ZELLKLERNNBELRLENMES


7/172

MEKANK ZELLKLER DAYANIM (MUKAVEMET)

YK TAIMA

SERTLK AINMA DRENC

TOKLUK KIRILMA DRENC

YORULMA EVRML YK ALTINDA ALIMA DRENC

SRNME YKSEK SICAKLIKTA MR


8/172

FZKSEL ZELLKLER

LETKENLK (r) TERMAL DEMLER

DREN (W) ISITICILAR

YOUNLUK (d) HAFF ALAIMLAR

ERGME VE KATILAMA SICAKLII (Tliq, T sol) PROSES KONTROL

MANYETK ZELLKLER (m) BLGSAYAR TEKNOLOJS YZEY ZELLKLER (e)

KAPLAMALAR


9/172

KMYASAL ZELLKLER KOROZYON

KORUMA

KAPLAMA MALZEME GELTRME

TERMODNAMK ZELLKLER

RETM VE PROSES KOMPOZT MALZEMELER


10/172

MALZEME ZELLKLERNN BELRLENMES

N KULLANILAN TEST YNTEMLER

HASARLI

YARI HASARLI

HASARSIZ


11/172

TEST SONULARI

DORU MALZEME SEM

MALAT PROSES

KULLANIM KOULLARI

YEN MALZEME GRUPLARI VEDZAYNI

MALZEME TASARRUFU

LGL STANDARTLARA UYGUNLUK


12/172

TEST YNTEMLER

SONULAR NMERK

KARILATIRILABLR KESN (HER YERDE AYNI)

HASSAS

KULLANIM AMACINA UYGUN YEN MALZEME ZELLKLER N

ESNEK


13/172

UYGULANABLRLK BAST

EKONOMK HIZLI

KESN SONU VEREN


14/172

KARILATIRILABLRLK EVRM HESAPLARINA UYGUNLUK

KULLANIM KOULLARINA UYGUNLUK BOYUTA UYGUNLUK


15/172

MEKANK TEST YNTEMLER

GENELLKLE HASARLI TESTYNTEMLER TERCH EDLYOR

NMERK SONU (Dayanm, Sertlik v.b.) HASSAS SONU (Standart uygulamalar)

KARILATIRILABLRLK (Standartuygulamalar)


16/172

HASAR

HASAR = KIRILMA KIRILMA

TANIMLI OLMALI LLEBLR OLMALI

KARILATIRILABLR OLMALI

KOULLARDAN BAIMSIZ OLMALI

(MMKNSE) SICAKLIK, BOYUT, KOROZYON V.B


17/172

KIRILMA MEKANZMALARI

Gerilme >Ba kuvvetleri KIRILMA

atlak, Oluma, Byme, lerleme


18/172

atlak ve krlma kavramlar, farklkrlma tipleri


19/172

KrlmaMekanizmalar

(Atomik Boyutta)

SnekKrlma

GevrekKrlma

Dif zyon KontrollKrlma

atlak Oluturucu Korozyon ile

Krlma

Yklenme ekli

Mekanik

Zamana gre YklenmeZorlanmalKrlma

Yorulma Krlmas

En Yksek YklenmeDkGerilmeli Krlma

ekilDeitirme ile Krlma

Yklenme Tipi

ekme Krlmas

Basma Krlmas

EmeKrlmas

Kayma Krlmas

Torsiyon Krlmas

Termik

lemeyeBalKrlma

Kaynakatla

Katman atla

ScakKrlma

KatlamaKrlmas

Ergime Krlmas

ScakatlakOluumu

retim Koullarna Bal

Krlma

Srnme Krlmas

TermikokKrlmas


20/172

KrlmalarnGzlem ekli

Makroskobik

ekilDeitirmeOranGevrekKrlma

SnekKrlma

Krlma Yzeyinin YnlenmesiNormal Gerilme Krlmas

Kayma Gerilmesi Krlmas

Topografi

KonikKrlma

Frezeli Krlma

Lifli Krlma

BasamaklKrlma

Refleksiyon

Kristalin Krlma

Mat Krlma

Ksmi Kristalin Krlma(Kark)

Siyah (Donuk) Krlma

Mikroskobik

Transkristalin Krlma (Tanei)

Dz Yzeyler

Dz izgiler

Bal PeteiKrlmas

ekilDeitirmezleri

TitreimKrlmaszleri

Titreimzleri

nterkristalin Krlma (TaneSnr)

Tane SnrKrlmas

Sa zlerieklinde

Merkezden kan atlaklar

nterkristalin KonikKrlma


21/172

MKRO KIRILMA

MEKANZMALARISICAKLIK ETKS GEVREK KIRILMA

HMK

HSP (Mg, Tiideal c/a oran)

SNEK KIRILMA YMK


22/172

Gevrek ve snek krlmamekanizmalar

Gevrek Krlma Snek Krlma

Kristal yaps ve ekme hzetkisi

Dkscaklkta khmYksek ekme hz

kymyksekscaklkta khmDkekme hz

Krlma yzeyi grnDzgn yzeyliMetalikparlaklk

ukurluMat

Mikro krlmamekanizmalar s1 >sf* mikroyapdaXc blgesinde1.Bolukoluumu2.BolukBymesi3.Boluklarn Koagulasyonu


23/172

Gevrek krlma

KHM VEYA HSP METALLERDE

GERLME (s1) > KRTK GERLME (sf*)MKROSKOBK GEVREK KIRILMA GERLM DK ATOM YOUNLUUNA SAHP

DZLEMLERDE


24/172


25/172

KIRILMANIN K AAMASI VAR

Bir tane ierisinde mikro atlan oluumu(dislokasyon hareketlerine bal)

Oluan bu atlan ilerlemesi.


26/172

COTRELL HPOTEZ ki kayma band birbirlerini

keser

Kesim yerinde enerji

kazanm iin yeni birkenar dislokasyonumeydana gelir

Bu geniler ve khmkristallerinde gevrek

krlmann meydana geldii(001) dzleminde atlakoluumu balar


27/172

ATLAK LERLEMES

KOLAYLAIR KNCL YAPI BLEENLER (KARBR,

NTERMETALK V.B.) R TANE

YNLENM (ANZOTROP YAPI)

SEGREGE YAPI


28/172

NSTABL KIRILMA

NORMAL GERLME ETKS ALTINDA

MKRO ATLAK= KRTK UZUNLUK FAZLA ENERJYE GEREK OLMADAN

ATLAK LERLEMES

SONU = NSTABL KIRILMA


29/172

ATLAK LERLEME HIZLARI 1800 m/s

ATOM BALARI KOPAR. GEVREK KIRILMA DK KOHEZYON

KUVVETLERNE BALIDIR.

NSTABL KIRILMA


30/172

GEVREK KIRILMA YZEY (SEM)


31/172

GEVREK KIRILMA YZEYLER

TANIMA

MAX NORMAL GERLME YNNE DK

III KIRILMANIN OLUTUUDZLEMLERDEN YANSITTII NPARLAK GRNMDE

ELEKTRON MKROSKOBUNDA SE

DZGN, PRZSZ AYRILMAYZEYLER


32/172

GEVREK KIRILMA

NTERKRSTALN TANE SINIRI KRSTALDEN DAHA ZAYIF

KELTLER SEGREGASYON

KOROZYON (KULLANIM SIRASINDA)

TRANSKRSTALN EN DK BA KUVVETLER

ETK (SICAKLIK, DEF. HIZI)


33/172

NTERKRSTALN


34/172

NTERKRSTALN-TRANSKRSTALN


35/172

SNEK KIRILMA

KIRILMA N EKL DETRMEGEREKL

KIRILMA KRTER NORMAL GERLMEYERNE KAYMA GERLMELER

KAYMA GERLMES KRTK DEERN

ZERNDE EKL DETRMEYSALIYOR, ALTINDA DEM YOK


36/172

Snek krlma aamadameydana gelir

Boluk oluumu (ounlukla kalntlaretrafnda)

Oluan boluklarn bymesi Boluklarn koagulasyonu (birlemesi) ve

atlak oluumu.


37/172

Son aama atlak ilerlemesidir

Boluklar olutuktan sonra kritik bir byklekadar geliir

boluk hz ok eksenli gerilmelere baldr

Negatif ok eksenli gerilme (yani basma gerilmeleri)boluk oluumunu yavalatr veya durdurabilir

haddeleme veya dvmede snek krlma olamaz-


38/172

BOLUK OLUUMU VEBYMES


39/172

SNEK KIRILMA

son aamas boluk koagulasyonu (birlemesi) kalntlar etrafnda oluan boluklar nedeniyle

birlemesidir. kayma bantlarnn olumas ve kayma bantlar

arasnda oluan atlaklarn byk boluklarbirletirmesidir.

boluklar birbirlerine yaklaana kadar byyerekbirleirler.


40/172

Boluk birleme mekanizmalar

a. ikincil boluklarb. kayma bantlar

c. boluklarn birbirine

yaklaarak bymesi


41/172

SNEK KIRILMA YZEY


42/172

SNEK KIRILMA YZEY (SEM)


43/172

MEKANK TEST UYGULAMALARI


44/172

EKME TEST Numune statikve tek eksenli yklenme ile

kopmaya kadar ekilir.

Malzemenin mekanik zelliklerini belirlemeyi

amalayan bir test yntemidir. Numune, her iki ucundan ekme enelerine balanr

ve kopmaya kadarkuvvet arttrlarak ekilir. ekme testi srasnda yklenme iin kuvvetve ekil

deitirme (uzama) lmleri yaplr.


45/172


46/172

ekme Testinin Avantajlar

Test koullar standartlarda tanmldr

Mukavemet hassas olarak llebilir

Deney standart bir prosedrdr Test basit, hzl ve ekonomiktir.

ekme test sonular ile baka mekanik

zellikler hesaplanabilir


47/172

EKME TEST AMALARI

Malzeme mekanik zelliklerinin onay

kalite zelliklerinin belirlenmesi

dier malzemeler ile karlatrma retim teknik ve yntemlerin kontrol

yeni malzemelerin gelitirilmesi


48/172

EKME TEST SONULARI

mhendislik dizayn ve dizayn seimi

mekanik zelliklerinin deerlendirilmesi

yap dizayn iin malzemenin kullanm koullarndaki

davranlar


49/172

EKME SSTEM saf mekanik sistemler

elektromekanik sistemler

mikroprosesr destekli sistemler (yeni teknoloji) hzl ve hassas lm

ekme hzlar 0.05 500 mm/dak.

% 0.1lik hassasiyet

Kuvvet lm hassasiyeti % 0.5

45000 kg ve zeri kuvvetlerin lm


50/172

EKME MAKNALARI tek eksenli yklenme

homojen yklenme

tm malzeme gruplarn kapsamal ok amal testler zel testler ile spesifik malzeme zellikleri

ekme kuvvetinin kontrol ve hassas lm kuvvet gr-ton seviyesine kadar

deiebilmektedir.


51/172

yklenme ve kapasite

Yk iletimi iin numune balantlar (vidal veyasktrmal) kolay olmal ve deimemeli

ekme kuvveti oklu dili aracl ile

dili sistemi eneye baldr

dier ene sabittir

Dililerin farkl hzlar ile hareketi farkl yatay kolonve ene hzlar meydana getirir.


52/172

TEST LMLER Test sonucu gerilme-ekil deitirme lmleri

Bunun iin kuvvet ve uzama lmleri

zamana bal olarak kuvvet lmleri kuvvet ve ekil deitirme sensrleri

lm sensrleri kuvvet veya ekil deitirmeyebal olarak deien bir gerilim

gerilim llr ve kalibre edilir

Test sonular zamana bal olarak kaydedilir


53/172

EKME KUVVET yatay kolonun iki dikey yatakl vida zerinde hareketi yksek moment gcne sahip motorlar

motorlarn ilk devinimi olabildiince hzl yatay kolona

Bunun iin DC-motor servo hidrolik sistem ile yatay kolon sabit hzla hareket

edebilir ve pozisyonlanabilinir

En yksek hareket hzlar dili sistemlerde 1250 mm/dak

Servohidrolik sistemlerde ise hareket hzlar ok yksekolabilir (250x103 mm/dak) Yataklamalarda dk srtnme kuvvetleri (ekme kuvvetleri

ok yksek)


54/172

Ekstansiyometre ile sabit ekil deitirme hz Bu ekilde yksek hassasiyet Burada ekme testi srasnda kuvvet deise bile

yatay kolon hz sabit kalacak ekilde kontrol edilir. Bu ekilde ekme hz sabit kalr Bu durum polimer malzemelerde nemlidir (ekme

hz ile akma ve ekme deerleri deiir)

Teknik adan zorlu ve pahal bir kontrol sistemineihtiya bulunduu iin genellikle sabit yatay kolonhareket hz tercih edilmektedir.


55/172

kuvvet lmleri kuvvet aktarm sistemleri

ekil deitirme sensrleri ve kuvvet lmhcreleri elektrik diren deiimlerini mekanik ekil deitirme

(kuvvet lm hcresi kpr devresi ile diren

deiimlerini ler) kuvvet dntrcler ile yaplr


56/172

EKME NUMUNES ekme deneyinde kullanlan para uzun ve dar numune geometrileri tek eksenli gerilme koullarnn

salanmas iin yuvarlak kesitli numuneler sac rnlerde dikdrtgen kesitli numuneler (zellikle derin ekillendirme

zelliklerinin saptanmas iin ) krlma ekil deitirmesi numune geometrisine bal standartlara uygun olarak numune hazrlanmal ve kullanlmaldr. ekme testi ile ilgili standartlar DIN EN 10 002 numaral Avrupa

normunda verilmitir.

orantl numune geometrileri seilir Buna gre numune ap (d0) ve lm uzunluu (l0) birbirlerine lineer

baldr


57/172


58/172

TEST KOULLARI

En nemli test parametreleri ekil deitirme hz ilescaklktr

ekil deitirme hz kuvvetin art hz veya ekmecihaznn yatay kolonunun hareket hz ileayarlanabilir.

elastik ve plastik ekil deitirme hzlar birbirindenayrlabilir.

plastik blgedeki ekil deitirme hzlarn numune,numunenin baland eneler, ekme cihaznngvdesi, kuvvet lm sistemi v.b. bir ok detay daetkiler.


59/172

Sabit ekme yatay kolon hz ile plastik ekildeitirme hz deiebilir. ounluklaistendii gibi sabit bir ekil deitirme hz

tm ekme testi boyunca isteniyorsa bunagre makinann ekme hznn tm testsresince ayarlanmas gerekir.

Standartlara gre elastik blgede ekmehzlar 0.00025-0.0025 arasnda , plastikblgede ise 0.008 den kk olmaldr.


60/172

Eer oda scaklndan farkl bir scaklktaekme testi yaplyorsa numunenin lmblgesi istenilen scaklkta tutulmaldr.

Bunun iin soutma veya stma kabinleriekme sitemine dahil edilmelidir.

Scakln doru bir ekilde llmesi iin

lm uzunluu boyunca bir ok termoelemann numuneye olabildiince yaknpozisyonlara yerletirilmesi gereklidir.


61/172

TESTN UYGULANMASI

sabit bir ekme hz (ekme cihaznn yataykolon hz veya ene hz) seilir

kuvvet llr. Uzama deerleri llr

Uzama deerlerinin daha hassas lmleri

iin numuneye bal (veya yaptrlm) ekildeitirme lerleri gerekebilir


62/172

Bir ok test zamana bal kuvvet lmleri ilesnrldr.

Kullanlan ekme hzlar numune geometrisine vemalzemeye baldr.

ounlukla kullanlan elik iin ekme hzlar 1-4arasndadr.

Gerek gerilme-ekil deitirme diyagramlarnnlm ve hesaplanmas iin plastik blgede ve

boyun verme srasnda ve kopmaya kadar numunekonturunun da optik veya mekanik yntem ilellmesi gerekir.


63/172

MHENDSLK EKMEDYAGRAMI

Mhendislik ekme Testi malzeme dayanm malzeme kabul tek eksenli ve statik olarak arttrlan yklenme

Yk (kuvvet)

ekil deitirme (uzama) llmektedir. Scaklk ekme hz nemli etki parametrelerindendir. Karlatrlabilirlik edeer test koullarnda.

Sonu Kuvvet-Uzama diyagram Hesap ile Mhendislik Gerilim-ekil Deitirme Diyagram


64/172

Mhendislik Gerilmesi

Mhendislik ekilDeitirmesi

2

11:mm

NMPaMPas

0A

F

s

0

0

0

,%][l

ll

l

l

lboyu

uzamabirimsiz

e


65/172

Kuvvet-Uzama veya Kuvvet-Zamandiyagram


66/172

kuvvet-uzama diyagram

mhendislik gerilme-ekil deitirme

diyagram ayn ekil ve grne sahiptir.

h di lik il kil i i


67/172

Mhendislik Gerilme-ekil Deitirmediyagram


68/172

Gerilme-ekil deitirme diyagram Bileim

Isl ilem Plastik ekil deitirme

ekil deitirme hz

Scakla baldr


69/172

Tanml temel sonular ekme Gerilmesi

Akma gerilmesi (Akma Noktas olarak da ifade edilir)

Uzama ekil Deitirmesi (%) Kopma Kesit Daralmas (%).


70/172

Srekli akma venemli deney sonular

Sreksiz akma venemli deney sonular


71/172

elastik blgede Gerilme ekilDeitirme ile lineerdeiir

Gerilme akma gerilmesini aarsa Plastikekildeitirirme blgesine girer bundan sonra ekildeitirmelerkalc olur Deney srasnda kuvvet sfra kadar indirilirse

kalcekildeitirme llr

ekildeitirmenindevam iin gerilmenin arttrlmas gerekir Buna malzemenin ekil deitirmeye kar direnci veya

pekleme(sertleme)ad verilir.


72/172

Hacim Sabitlii

ekil deitiren malzeme hacmi sabittir

00 lAlA


73/172

Hacim sabitliin geerli olduu plastik ekildeitirme blgesinde lm blgesi homojenbir ekilde uzar

Ve lm blgesinin her yerinde kesit alanhomojen azalr.


74/172

sertleme (pekleme) kesit daralmasndan daha hzl artar Homojen blgede herhangi bir blgede kesit daralmas art

pekleme artndan yksek olur Bundan sonra tm plastik ekil deitirme bu blge zerinde

younlar Sonu

boyun verme

deney sonunda kopma veya krlma da bu blgede meydana gelir

ekil deitirmesini salayan kuvvet dmeye balar kopmaya kadar mhendislik gerilmesindeki azalma devam eder.


75/172

ekme Gerilmesi ekme Gerilmesi

(Dayanm) veyaRmMaksimum ekme

Gerilmesi maksimumkuvvetin (Fmax) deneyncesi llen kesitalanna oran (A0) ile

ifade edilir ve yandakieitlikle hesaplanr:

0

max

A

FRm


76/172

ekme gerilmesi test sonucu olarak kullanlr

malzeme dayanm iin nemi dktr

rnein plastik ekil deitirme kabiliyeti okyksek metallerde tek eksenli gerilmenemsizdir

zira bu malzemelerin plastik ekil deitirmedurumu ve gerilmeler ekme testi ile ifadeedilemeyecek kadar kompleks olabilir


77/172

Konstrksiyon hesaplarnda Rmve emniyetfaktr kullanld.

Gnmzde ReL veya ReHkullanlyor Rmile edinilen tecrbe de nemli.

Rmile malzeme bileiminin dayanm

zerindeki etkileri aratrld.


78/172

Rm karlatrlabilir ve kolay llebilir

Rm gnmzde malzeme zelliklerinin

irdelenmesi ve kalite kontrol amacylakullanlmaktadr.

Ayrca Rm sertlik ve yorulma dayanm

arasnda empirik ilikiler vardr Rmgevrek malzemeler iin nemli bir

malzeme zelliidir


79/172

Akma Mukavemeti

Malzemeye yk uygulandnda nce elastik

Plastik ekil deitirmeler oluur Elastik ekil deitirmeler tersinirdir


80/172

Elastik blgede Hook kuralgeerlidir

E-modl malzemenin elastik

ekil deitirmeye direncinibelirler.

es E

2m

NE


81/172

Saf demirde E-Modl ynebaldr

Elastik blgede kesit

daralmasna paralel olarakekil deitirme d/do ile kesitte

l/lo ile boyda ekil deitirme

belirlenir kesit kontraksiyonu (v)

metaller 0.3 civarndadr

0d

de

l

l

d

dv

0

0


82/172

Elastik ekil deitirme homojendir lmblgesinde sabittir.

Akma gerilmesinin lm hassasiyeti ekildeitirme lmnn hassasiyetine baldr.

elastik ile plastik gei lm zordur


83/172

Tek eksenli yklenme durumunda akma balangc iin kriter var Elastik snr

kalc ekil deitirme gstermeden dayanabilecei en yksek gerilme ekil deitirmede uygulanan hassasiyet 10-4 mm/mm proporsiyonal snrn zerindedir

Proporsiyonal snr Lineer olan en yksek gerilme olarak tanmlanr. Lineerlikten sapt deer

Akma gerilmesi

Akma gerilmesi ise ok dk miktarda plastik ekil deitirmeninmeydana geldii gerilme deeri olarak tanmlanr. telenerek yeni bir lineer eri ekil deitirme % 0.2 veya 0.1dir (e= 0.002 veya 0.001).


84/172

% 0.2 ProporsiyonelSnr

% 0.1 ProporsiyonelSnr

0

002.0

02 A

FRp

e

0

001.0

01 A

FRp

e


85/172

e= %0.1 veya 0.5 ise rijit (proff) gerilme

Proof Rp indisi ile gsterilir

elastik snr veya proporsiyonal snrnbelirlenmesi gtr

teleme gnmzde en ok kullanlan

yntemdir.


86/172

Baz malzemelerde rnein saf bakr veya gridkme demir gibi genel olarak gerilme veekil deitirme arasnda herhangi bir lineergei bulunmaz ve bu durumda telemeyntemi de kullanlamaz, genel olarak bu trmalzemeler iin gei ekil deitirmesi

rnein e=0.005 olarak tanmlanmtr.


87/172

Baz metaller ve bunlarn iersinde zellikledk karbon ierikli elik malzemelerelastik-plastik geite heterojen bir davrangsterirler. Burada ska elastik-plastikgeite dalgalanmalar gzlenir. Burada kuvvetani bir ekilde artar ve yine ani olarak der.


88/172

Kuvvetin aniden dmeye balad gerilmeye stakma gerilmesi

Sabit gerilme ile uzama balangc da alt akma

gerilmesi st ve alt akma aras ekil deitirme heterojendir.

st akma gerilmesinde deformasyon band 45 ve

metal yzeyinde Bandn oluumu ile birlikte aniden gerilme der


89/172

Lders bantlar telenerek hareket eder.

Lders bantlar veya Hartmann izgileri veyagerilme izgileri (stretcher lines) veya Piobert etkisi

olarak da tanmlanr. Birka Lders band ayn anda gerilme-ekil

deitirme erisi kararsz

ekme numunesinin tm lm blgesi Ldersbantlar ile doldurulduktan sonra plastik ekildeitirme kararl olarak devam edebilir.

Bir Lders bandn oluumu ve


90/172

Bir Lders bandn oluumu veilerlemesi (ematik)


91/172

ekil Deitirme lmleri

ekil deitirme uygulamalarnda (haddelemeveya ekstrzyon) malzemenin homojen olarakne kadar ekil deitiriebileceininbelirlenmesi (bir defada ka mm kalnlk azaltlabilir paso

deformasyon oran-)


92/172

ekillendirme prosesinin seiminde. plastik ekil deitirme oranlarnn

saptanmasnda.

Yksek ekil deitirme yetenei dvme malzemeler v.b.


93/172

Malzeme safszlklarnn tespitinde

retim hatalarnn saptanmasnda

ekil deitirme oranlarnn ani dleri


94/172

Krlma (Kopma) Kopma uzamas

Krlma (kopma) kesitdaralmas

0

0

l

llff

e

0

0

A

AAZ f


95/172

En yksek oranda plastik deformasyon boyunverme blgesinde e

f

=f(lo

)


96/172

l0uzunluu dtke boyun verme blgesi toplam ekil deitirmeyi

etkiler

gerekten daha byk ekil deitirme oranlar efllr

Krlma ekil deitirmesi ile birlikte l

uzunluunun (l0) da verilmesi gerekir.


97/172

Krlma kesit daralmas ile bir sorun yoktur.

Ztm l uzunluu iin geerli bire oranna

(zero-gage-legth elongation) evrilebilir. Hacim sabitliinden

00 lAlA

ZA

A

l

l

1

10

0

Z

Z

ZA

A

l

ll

11

1

110

0

00e

I: Al, Cu, Ni gibi saf metaller, stenitik elik; II: Cu ve Al-bazl alamlar; III:


98/172

Dk C ieren alamsz elikler; IV: Yksek n deformasyon veya yksekscaklk deformasyonu; V: Dkme demirler veya martenzitik elikler; VI:

Dinamik kelti sertlemeli yalanma

Gerek Gerilme-Gerek ekil


99/172

Gerek Gerilme Gerek ekilDeitirme Diyagram


100/172

Gerek Gerilmenin Belirlenmesi

Hacim sabitlii homojen blgede

Boyun verme sonras numune silindirik

formunu koruyamaz Hacim sabitlii kural geersiz


101/172

Gerek Gerilme=anlk kuvvet /anlk kesit alan

i

ig

A

Fs


102/172

Gerek Gerilme Hesab

1

0010011

l

lAAlAlA

esssss

11

00

0

0

1

0

1

1

1

l

l

l

ll

l

l

A

F

A

Fgg


103/172

Boyun verme aamasndan sonra

Kmok eksenli gerilme koullar iindzeltme, gerek gerilmeyi dorular, Siebel

faktr (KmS)kullanlr (D=ap, r=erilikyarap)

m

gKA

F 1

min

s

r8

1D

KmS

Mhendislik Gerilme ekil Deitirme diyagram ile Gerek Gerilme Gerek


104/172

Mhendislik Gerilme-ekil Deitirme diyagram ile Gerek Gerilme-Gerekekil Deitirme diyagramlarnn karlatrlmas;

1: Mhendislik; 2: Gerek; 3: SIEBELe gre hesaplanm

Gerek ekil Deitirmenin


105/172

Gerek ekil DeitirmeninHesaplanmas

ilk lm boyu yerine anlk boy

Bu boy srekli deitii iin diferansiyel

eitlik yardm ile hesaplanabilir

l

dld g e 01 lnln

1

0

lll

dll

l

g e0

1lnl

lg e

ee

1lnlnln0

0

0

1

l

ll

l

lg


106/172

Ayrca aadaki gibi de hesaplanabilir

1

0

ln A

A

g

e 4

2

min

1

D

A


107/172

dk ekil deitirme oranlarnda eg e

2

3

1

2

111ln eeeeeg

Gerek Gerilme ekil Deitirme


108/172

Diyagramnn Matematiksel Tanm

Holloman Eitlii

Ludwik bants

n=sertleme katsays, s0=akma mukavemeti

n

g k s

Ln

Lg k ss 0


109/172

s lnlnln nkLg

1 Lg ks

Boyun Verme Balangcnn


110/172

y gMatematiksel Belirlenmesi

ki zaman aral alalm : tve t`

tAF g s

'''' tAF g s

ttt '

AAA ' 0A


111/172

olur, son terim ihmal edilirse ve

AAF gg ss'

AAAAFgggg

ssss'

FF '

AAAAFFgggg ssss'

AA gg ss

A

A

g

g

s

s


112/172

Maksimum kuvvette

Diferansiyel yolla zm daha kolaydr:A

A

g

g

s

s

0 ggg dAdAdFAF sss

A

dAd

g

g

s

s


113/172

Ayrca

Buna gre

A

dAdA

A

A

A

Ad

A

A

2

0

0

0ln

s

sd

d

g

g g

g

d

ds

s

CONSIDERE KRTER


114/172

Considere ileHolloman bants

beraber yazlr

Ve trevi alnrsa

gg

d

ds

s HnHg k s

11 HHH n

HHn

Hn

HHg knkkn

dd

s

H

n

HH

n

H nknkHH 11


115/172

Buna gre maksimum kuvvette gerek ekildeitirme ve sertleme katsays:

ggA 1lne

gH An 1ln


116/172

Dik Anizotropi Hadde malzemeler

Taneler rasgele ynlenmeden sapt durum belirgin bir ynlenme (tekstr)

Anizotropi tek eksenli ekme testi ilellebilir

lm sonucu r-deeri r- deeri hacim sabitesindeki azalmay ifade

eder


117/172

r-deeri (e:enine, k:kalnlna, 0 deney ncesi,1:deney sonras)

r=1izotrop r>1 ene doru ekil deitirme daha yksek

0

1

0

1

ln

ln

k

k

e

e

rk

e


118/172

ekme numunelerinde dik anizotropi lmleri


119/172

Haddelenme ynne gre alnan numunelerdede r-deeri deiir.

Buna gre ortalama r-deerinin haddelemeynnde (0), haddeleme ynne 45 ada(diyagonal) ve hadde ynne dik ada (90)alnan numunelerde ayr ayr hesaplanmas

gerekir:

4

290450

rrrrort


120/172

Ayrca dzlemsel anizotropi deeri dekullanlr

Dzlemsel anizotropi ile derin ekillendirilen

bir sac malzemede kulaklanma (earing) olupolmad da belirlenebilir

2

245900

rrrr


121/172

r = 0 kulaklanma olumaz,

r < 0 kulaklanma diyagonal ynde

r > 0 kulaklanma hadde ynnde vehaddeye dik ynde oluur.


122/172

Basma Testi

DIN EN 50106 standardna gre

tek eksenli basma gerilmesi

beton, tula veya doal kaya gibi yapmalzemeleri

dkm malzemeler ekme ve basma gerilmesi

altnda farkl zellikler


123/172

paralel veya hafif konik basma plakalar basmakuvveti uygular

Numunede flama meydana gelir

Nedeni numune ile bask plakalar arasndakisrtnme kuvvetleridir

Numune basma kuvvetine dik ynde ekil

deitiremez tek eksenli gerilme ok eksenli gerilmeye dnr.


124/172

Basma numunesi ve etkiyen kuvvetler

ekil deitirmenin byk bir ksm taral blge dnda

k ik b l l bi bi l i kl kl k k h l kil


125/172

konik blgeler birbirlerine yaklatklar zaman kuvvet ok hzl artar ekildeitirme giderek azalr.

Basma testinde basma konisinin pozisyonu


126/172

srtnme kuvvetlerinin dk olmas gerekli

basma plakalarnn ve numune yzeylerininprzsz

srtnme kuvvetlerini azaltc ilaveler


127/172

Numune silindir, ap serbest seilebilir

ounlukla 10-30 mm

Numune ykseklii (h0) ile ap (d0) arasnda

h0 bydke bklme tehlikesi var

210

0 d

h


128/172

llen kuvvet ve ekil deitirme deerleri

Sonu mhendislik veya gerek gerilme veekil deitirme diyagramlar

y ekseninde basma gerilimleri

x ekseninde de basma ekil deitirmeleri

ekme ve basma Gerilim-ekil Deitirme Erileri ve karlatrlmas


129/172


130/172

Mhendislik BasmaGerilmesi

Mhendislik Basma

ekil Deitirmesi

Gerek basma

gerilmesi hacimsabitlii kural ilekolayca hesaplanabilir:

0S

Fb s

0h

h

b

e

)1(, bbgb ess


131/172

gerek gerilme < mhendislik gerilmesi

nedeni ekil deitirme < 0

0S

FBb s 100

0

L

lbBbBe

Basma Gerilmesi (Krlma Kuvveti ile)Gevrek malzemelerde grlr

Krlma ekil Deitirmesi


132/172

Basma testinde genellikle krlma olmaz

krlma veya atlak oluumu yoksa toplam ekil deitirme %50de test biter

Ezme snr ekme testindeki akma snr

elastik ekil deitirmeden plastik ekil

deitirmeye gei:0

2.02.0

SF

b s


133/172

Farkl malzemelerin basma gerilmesi-ekil deitirme diyagramlar

srtnme kuvvetleri nedeniyle esnrl


134/172

Basma numunesinde tipik deformasyon blgeleri

I: dk , II: orta ve III: yksek deformasyon blgesi

yksekekmegerilmeleri

Maksimu

me


135/172

Basma numunesinde tipik deformasyon blgelerinin makro dalanmbasma numunesinde grn (akma izleri inhomojen deformasyon)


136/172

%72 ekillendirilenalminyum alamnda 45lik atlak oluumlar

S lik T i


137/172

Sertlik Testi

Sertlik, daha sert bir uca kar malzemedirenci, Martens 1912.

kalc ekil deitirmeye kar metalmalzemenin gsterdii diren

batma ile yzeyde ekil deitirme

ekil deitirme sert ucun ekline, boyutunave uygulanan kuvvete bal kullanlan yntemde farkl


138/172

Hzl, ekonomik ve basit

yar hasarl test gurubu

test sonular ile malzemenin dayanm

empirik bant ile ekme dayanm hesaplanr

Rm=ekme dayanm veHB= Brinell sertlii sertlik deeri ve dayanm sadece lm blgesine ait

HBmm

NRm

4.3

2


139/172

Sertlik testi ve sonular aada verilentestler ile uygulanabilir: Yzeyin izilmesi

Statik yklenme ile sert ucun malzeme yzeyinebatrlmas

Dinamik yklenme ile sert ucun malzeme

yzeyine batrlmas


140/172

Sertlik lm sonucu nmerik

Bunun iin batma ile sertlik lm yntemleri

Yklenme statik (sabit yk)


141/172

sert ularn ekil ve malzemesi farkldr

Bylece malzeme yzeyinde blgesel ekildeitirme meydana gelir.

ekil deitirme blgesinde iz oluur.


142/172

Sertlik deeri bu izin Yzey alan

Derinlii zerinden hesaplanr.

Statik sertlik lm yntemlerinde sadeceplastik ekil deitirme dikkate alnr.


143/172

Farkl sertlik lm yntemlerinin karlatrlmas

Sertlik lmYntemi

Sertlik Ucu Toplam

Test

Kuvvetilm ekli

nYk Aklamalar


144/172

Gnmzde kullanlan sertlik lm yntemleri

smi Simgesi ekliap

(mm)/As

Kuvveti

(N)(N)

10 29430

5 7358Brinell HB30elikKre

2,5 1839

Yklenmesonras

sertlik izinin

ap

-30

2

D

F

Vickers HV 98-58998, 294, 589 N standart

yklerVickers

(Dkyk)

HV

DzgnYzlElmas

Piramit

1362-49

Yklenmesonras iz

diyagonalleri

-Standart yk yok, sertlik yke

bal

Knoop HK

Rombik

elmas

piramit

172 ve130

1-10Yklenmesonras iz

diyagonalleri

-nce katman sertlik lmleriiin, Standart yk yok, sertlik

yke bal

ockwell A HRA 588

ockwell C HRC

Elmas

piramit

120, Uerilik ap

0,2 mm1471

ockwell B HRBelik

kre1/16 981

Yklenmesonras izderinlii

98,07mmtHRA 002,0100

t=lm skalas


145/172

kuvvete gre sertlik lm yntemleri makro sertlikF>49N

dk yk makro sertlikF=2-49N

mikro sertlikF


146/172

EN 10003-1)

gnmzde ok sk kullanlan, en eski

Sert u malzeme yzeyine bastrlr sertletirilmi elik kre (HBS)

sert metal kre (HBW)

oluan izin ap

Brinell sertlik deeri (HB) HB= f(iz ap (d, mm), sert kre ap (D, mm), kuvvet (F, N))


147/172

Brinel sertlii HB:

0,102 faktr N ile Kp birimlerini balyor

1 Kp=9.80665 N

22

2102,0

dDDD

FHB


148/172

yklenme derecesi c,D ve yklenme sresi(t) ile deitirilebilir.

2102,0D

Fc

N


149/172

Malzeme HB c (2mm

N)

elik


150/172

rnein

elik iin c= 30 olmas gerekir. 10 mm apnda bir kre iinF=29240 N olur.

Kuvveti uygulama zaman 2-8 s arasnda

10-15 s kuvvetin sabit tutulmal


151/172

Brinell ynteminde sertlik lm


152/172

Brinell sertlik deerleri (llebilir 3-450 HB) nce sertlik deeri verilir Sonra sert u (HBS veya HBW)

Sonra test koullar Kre ap (mm), Kuvvet (N), Uygulama Sresi (s)

rnek : 350 HBS 5/750

Brinell sertlii 350 5 mm apnda elik kre u 750 Kp (7,355 KN) test kuvveti.


153/172

Malzeme yzeyi Temiz, dzgn ve alt yzeye paralel olmal

numune altnda ekil deitirme olmamal Numune yeterince kaln

Numunede seilecek kalnlk (smin) malzeme sertliine test koullarna bal

450 HB sertlie kadar aada verilen eitlik geerli,

i: krenin batma derinlii (mm)

is 8min


154/172

iz ap 0,24-0,6Darasnda olmas gerekir.

d0,6D iz kenarlarnda kuvvetli ekildeitirme

Malzeme HB

S235JR 110

100Cr6 200elik


155/172

100Cr6 200elik

43CrMo4 255

AkAlamlar

4-18Kurun

Alamlar Yatak

Alamlar18-28

AlMgSi1 100Alminyum

Alamlar AlZnMgCu1,5 160

Bronz 160Pirin 150Bakr ve

Alamlar Alman

Gm140

Dkm 40-45

Preslenmi 35-40inko

Haddelenmi 32-34

Seilen malzemelerin Brinell sertlikleri

VICKERS Sertlik lm Yntemi(DIN EN 50133)


156/172

gnmzde en ok kullanlan yntem llebilir sertlik

ok dk 3HV (rnein kurun)

ok yksek deerler arasnda 1500 HV (rnein sert metal) zellikle ok sert malzemelerde tercih edilir

ok kk numuneler ve yzey kaplamalarnnsertlik lm iin uygundur.

(DIN EN 50133)


157/172

Vickers sertlik lm yntemine gre sertlik lm prensibi


158/172

kuvvet blgesi mikro sertlik lmlerinde 49Nve Brinell sertliinde c=30 ve 470HViin

HVHB 95,0


159/172

Indenter seilen kuvvet ile numune yzeyinebasar

z oluur zin her iki apraz ke mesafeleri (diyagonalleri)

llr

ortalamalar alnr

sertlik hesaplanr.


160/172

Vickers HV birimi ile arkasna kuvvet eklenir

Vickers sertlik deeri:

kuvvetler ile numune kalnl En az numune kalnl (z: ke diyag.)

2189,0102,0

d

F

A

FHV

zzz

s 5,12

5,1 21min


161/172

Numune kalnl ile sertlik deiimi


162/172

dier avantaj da HV 10HV 100 arasnda

Kuvvet sertlik deerlerine etki etmiyor

Karlatrlabilirlik ayn lm koullarnda mmkn

diyagonal mesafeler hassas llebilir

hassas lm iin yzey deformasyonu

ROCKWELL Sertlik lm Yntemi(DIN EN 10109)


163/172

(DIN EN 10109)

Rockwell A, B ve C gibi eitler

Rockwell C ve A sk kullanlyor


164/172

Rockwell C sertletirilmi elik ve sertalamlar iin

lm blgesi 20-70 HRC arasnda

ok sert malzemeler iin HRA ile

rnein Tungsten karbr

sertlik aral 60-88 HRA


165/172

Rockwell ile Brinell arasnda

hassas evrim tablolar da vardr

10HBHRC


166/172

sivri ulu elmas piramit (indenter) iki aamal olarak malzemeye batrlr.

iz derinlii (tb) llr

bu derinlik ile sertlik hesaplanr:

mmtHRA 002,0100


167/172

Rockwell sertlik lm testinde kullanlan elmas sert uve yke gre sertlik derinlik deiimleri.


168/172

n kuvvet (F0) =98 N

sonra lm kuvveti (F1) uygulanr HRA iin 490N

HRC iin ise 1373N

sonra lme iin uygulanan kuvvet (F1)kaldrlr

n kuvvet altnda iz derinlii (tb) llr.


169/172

Hassas lm iin yzeyin hassas olarak hazrlanmas Yzey przllnn art sonular etkilemekte her iki yzeyin paralel

Sertlik lm sresi plastik ekil deitirme yeteneine bal Zamana bal olarak ekil deitirme yoksa

n kuvvette 2 toplam sre de 5-8 saniye

Sertlik izleri aras mesafe kstlama yoksa dier sertlik izlerinden ve kenardan 3 mm


170/172

dier yntemlere gre ok hzl

tam otomatik

lm hassasiyeti sert ucun erilik yarapnedeniyle daha dktr.


171/172

Rockwell sertlik lm sistemi (ematik)

Malzemelerin Tokluk zelliklerininBelirlenmesi ve Tokluk Testleri


172/172

Belirlenmesi ve Tokluk Testleri

Malzemelerin Mekanik Davranışları

Documents

Transcript of Malzemelerin Mekanik Davranışları