MMM308 METALURJİ VE MALZEME MÜHENDİSLİĞİ...

BÜLENT ECEVİT ÜNİVERSİTESİ

METALURJİ VE MALZEME MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ

MMM308 METALURJİ VE MALZEME

MÜHENDİSLİĞİ LABORATUVARI II

DENEY FÖYLERİ

2018-2019

Ders Sorumlusu:

Prof. Dr. Hale SÜTCÜ

Laboratuvar Eğitmenleri:

Arş. Gör. Semih ENGÜN

Arş. Gör. Engin KOCAMAN

Arş. Gör. İlker Emin DAĞ

2

MMM308 METALURJİ VE MALZEME LABORATUVARI II

YAPILACAK DENEYLER

Önemli !!! Laboratuvar kapsamında gerçekleştirilecek deneylere gelmeden önce ilgili

modüllerin okunması ve gelirken deney föyünün getirilmesi gerekmektedir.

DENEY ADI İLGİLİ MODÜLLER SAYFA NO

Demir dışı metallerin yeniden

kristalleştirme ısıl işlemi ve

metalografik olarak incelenmesi

Yeniden Kristalleştirme Deneyi 6

Yaşlandırma Isıl İşlemi Yaşlandırma Isıl İşlemi 12

Al-Si Alaşımlarında Tane

İnceltme ve Modifikasyon

Al-Si Alaşımlarında Tane İnceltme ve

Modifikasyon 15

Eğme ve Basma Deneyi Eğme Testi 19

Basma Testi 22

Aşınma ve Yorulma Deneyi Aşınma Testi 28

Yorulma Testi 36

Kaynak Teknolojisi ve

Tahribatsız Muayene Yöntemleri

Kaynak Teknolojisi 42

Tahribatsız Muayene 52

Kimyasal çöktürme ile seramik

tozu üretimi ve karakterizasyonu

Kimyasal çöktürme ile seramik tozu

üretimi ve karakterizasyonu 57

Vitrifiye üretimi ve

karakterizasyonu

Slip Döküm 60

Sırlama, Sinterleme ve

Karakterizasyonu 65

Malzeme Karakterizasyon

Teknikleri

Taramalı Elektron Mikroskobu (SEM)

ile Numune Karakterizasyonu 70

X-Işınları Difraktometresi (XRD) ile

Numune Karakterizasyonu 74

3

DENEY TAKVİMİ

Tarih Grup Deney Adı Sorumlu Eğitmen

12.02.2019 - Toplantı & Bilgilendirme İş Sağlığı ve Güvenliği Sunumu (İlk defa laboratuvara

gireceklerin katılması zorunludur) İED-EK

19.02.2019

A Al-Si alaşımlarında tane inceltme ve modifikasyon EK

B Malzeme Karakterizasyon Teknikleri SE

C Demir dışı metallerin yeniden kristalleştirme ısıl işlemi ve metalografik olarak

incelenmesi İED

26.02.2019

A Demir dışı metallerin yeniden kristalleştirme ısıl işlemi ve metalografik olarak

incelenmesi İED

B Al-Si alaşımlarında tane inceltme ve modifikasyon EK

C Malzeme Karakterizasyon Teknikleri SE

05.03.2019

A Malzeme Karakterizasyon Teknikleri SE

B Demir dışı metallerin yeniden kristalleştirme ısıl işlemi ve metalografik olarak

incelenmesi İED

C Al-Si alaşımlarında tane inceltme ve modifikasyon EK

12.03.2019

A Aşınma ve Yorulma Deneyi İED

B Kimyasal çöktürme ile seramik tozu üretimi ve karakterizasyonu SE

C Yaşlandırma ısıl işlemi EK

19.03.2019

A Yaşlandırma ısıl işlemi EK

B Aşınma ve Yorulma Deneyi İED

C Kimyasal çöktürme ile seramik tozu üretimi ve karakterizasyonu SE

26.03.2019

A Kimyasal çöktürme ile seramik tozu üretimi ve karakterizasyonu SE

B Yaşlandırma ısıl işlemi EK

C Aşınma ve Yorulma Deneyi İED

02.04.2019

A Kaynak Teknolojisi ve Tahribatsız Muayene Yöntemleri EK

B Eğme ve Basma Deneyi İED

C Seramik vitrifiye üretimi ve karakterizasyonu SE

09.04.2019

A Seramik vitrifiye üretimi ve karakterizasyonu SE

B Kaynak Teknolojisi ve Tahribatsız Muayene Yöntemleri EK

C Eğme ve Basma Deneyi İED

16.04.2019 - Ara Sınav Haftası

23.04.2019 Resmi Tatil

30.04.2019

A Eğme ve Basma Deneyi İED

B Seramik vitrifiye üretimi ve karakterizasyonu SE

C Kaynak Teknolojisi ve Tahribatsız Muayene Yöntemleri EK

07.05.2019 Telafi Haftası -

14.05.2019 Telafi Haftası -

4

DERSE DAİR GENEL KURALLAR

1. Laboratuvarın başlama saati Salı günü saat 09:30’ dur. Öğrencilerin laboratuara

zamanında gelmeleri gerekmektedir. Zamanında gelmeyen öğrenci o hafta ilgili deneyden

telafiye kalır.

2. Bütün deneylere laboratuvar önlüğü getirilmesi zorunludur. Laboratuvar önlüğü olmayan

öğrenciler, deneylere alınmayacaklardır.

3. Laboratuvar öncesi föylerin ilgili kısımlarının okunarak laboratuvara hazırlıklı gelinmesi

yüksek önem taşımaktadır. Laboratuvar eğitmenleri deney başlamadan önce deneyle

ilgili kısa sınav yapacaklardır. Bu sınavdan 50’nin altında not alan öğrenciler telafiye

bırakılır.

4. Deney sırasında öğrenciler sözlü sınava da tabi tutulabilirler. Yetersiz görülen öğrenciler

deney öncesi yapılan küçük sınavda başarılı olsalar dahi telafiye bırakılabilirler.

5. Her öğrenci listede belirtilmiş olan grubuyla deneye girmek zorundadır.

6. Öğrenciler 9 deneyden yalnızca 2 defa telafiye kalabilirler. Öğrenciler telafiye

kaldıkları deneyi telafi haftasında yapmak, bütün deneyleri tamamlamak ve tüm raporlarını

teslim etmek zorundadır. (Telafi deneyinin telafisi yoktur).

7. Deney raporları; en geç deneyin yapıldığı günden sonraki Salı, 16.00’ya kadar ilgili

laboratuvar eğitmenlerinden birine teslim edilmelidir. Bu zaman diliminde raporlarını

teslim etmeyen öğrencilerin rapor notları 0 (sıfır) olarak değerlendirilecek ve telafi için ek

süre verilmeyecektir.

8. Deneyler grup halinde yapılacaktır. Grup çalışmasının doğası gereği, grup üyeleri ve

laboratuvar eğitmeni arasında işbirliği, fikir alışverişi ve tartışmalar gerçekleşebilir. Ancak

raporların hazırlanması, bireysel yapılmalıdır. Herhangi bir kopya unsurunun tespitinde

kopya olan rapor otomatik olarak sıfır ile notlandırılacaktır. Aynı durumun tekrarlanması

durumunda ders notu otomatik olarak FF ile notlandırılacaktır.

9. İlk yarım saat içinde deneye girmeyen öğrenciler, deneye alınmayacaklardır.

10. Deney esnasında cep telefonları kapatılacaktır.

11. Laboratuvarda sorumlu kişi izin vermedikçe hiçbir deney düzeneğine, kimyasala ve diğer

malzemelere dokunulmamalıdır.

NOT SİSTEMİ

Sınav Türü Katkı Yüzdesi

Kısa Sınavlar (9) %25

Raporlar (9) %25

Final %50

5

DENEY RAPORLARININ YAZIMI HAKKINDA TALİMATLAR

1- Her deney, raporda açık ve net bir şekilde organize edilmelidir. Raporla ilgili başlıca bilgileri

içeren bir kapak sayfası kullanılabilir. Raporun sonunda örnek kapak sayfası verilmiştir.

2- Rapor temel olarak aşağıdaki bilgileri içermelidir:

1. Deneyin Adı ve Amacı (5p)

2. Teorik Bilgiler (20p)

3. Deneyin Yapılışı (10p)

4. Veriler ve Hesaplamalar (30p)

5. Sonuçlar ve Yorum (30p)

6. Kaynaklar (5p)

Kaynak yazım şekli:

- Yazar(lar)ın Soyadı, Adı. “Eser Adı”. Kaynak dergi veya kitabın adı, Kitabın Yayın evi,

Sayfa numarası, (Basım yılı).

- İnternetten alınan bilgiler için kaynak ilgili sayfanın linki tümüyle verilerek yazılacaktır.

3- Deney raporları tükenmez veya dolma kalemle A4 kâğıdının tek yüzüne sağ, sol, üst ve alttan

2,5 cm boşluk olacak şekilde ve dış kapak dışındaki sayfalar numaralandırılarak yazılacaktır.

Bilgisayardan, sadece tablo ve grafikler için yararlanılacaktır.

4- Raporlar, konunun temelini teşkil edecek şekilde ön bilgi, laboratuvar süresince yapılanlar,

yorumlar, laboratuvar eğitmeninin talep ettiği bilgiler ve verdiği soruların cevaplanmasını

içermelidir. Gereksiz ve tekrar bilgilerden kaçınılmalı, sade ve net bir dil kullanılmalıdır.

*Laboratuvar eğitmenlerinin istediği rapor formatı, genel talimatlardan farklı olabilir. Bu

durumda raporunuzu, laboratuvar eğitmenlerinin istediği formata uygun şekilde hazırlayınız.

6


Mühendislik Fakültesi METALURJİ VE MALZEME

MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ

Metalürji Ve Malzeme Mühendisliği Laboratuvarı

“Yeniden Kristalleştirme ”

Deney Föyü

DENEYİN ADI Yeniden Kristalleştirme

DENEYİN AMACI

Alüminyumda Plastik Deformasyonun ardından yapılan ısıl işlemin

malzemelerin kristal yapısında ve sertlik ölçümlerinde meydana

getirebileceği değişiklikleri optik mikroskopla incelemek, yeniden

kristalleştirme ısıl işleminin teorik ve pratik uygulamasının anlatımı

ve sertlik değerlerinin plastik deformasyon oranı ve ısıl işlem süresi

ile olan ilgisini saptayabilmek.

TEORİK BİLGİ

Kübik Yüzey Merkezli metaller(nikel,bakır,altın,alüminyum,kurşun vb.) başta olmak

üzere; birçok metale plastik deformasyonla şekil verilebilmektedir. Aşağıdaki şekilde soğuk

şekillendirme yöntemlerindenden bazıları gösterilmektedir.

7

a)Haddeleme b)Dövme c)Ekstrüzyon d)Tel Çekme

Deformasyon Sertleşmesi

Malzemeler yukarıdaki gibi proseslerle şekillendirilme işlemine tabi tutulurken şekil

verildikçe tane sınırlarında ve malzemedeki inklüzyon gibi hatalarda dislokasyon yoğunluğu

artış göstermektedir. Dislokasyon yoğunluğunun artışı malzeme mukavemetinin artışına

sebep olur. Buna “pekleşme” veya deformasyon sertleşmesi denilmektedir. Çekme

deneyinde ulaşılan en yüksek değer deformasyon sertleşmesi sayesinde oluşan bir

mekanizmadır. Dislokasyon yoğunluğunun aşırı artışı malzemede çatlak oluşumuna ve daha

sonra kırılmaya kadar giden istenmeyen durumlara yol açmaktadır. İmalat yaparken bu gibi

durumlar oluştuğu zaman üretim yapılamayacağından şekillendirilen malzemedeki gerilimin

üretimin olduğu sırada veya üretim yapıldıktan sonra kırılma, çatlama gibi davranışların

gözükmemesi için fazla gerilimlerin yok edilmesi gerekmektedir.

Şekil:Pekleşme bölgesinin Gerilim-Gerinim üzerinde gösterilmesi

8

Şekil:Şekillendirme sonrası oluşan pekleşmeyle bakırın özelliklerinin değişimi

Yeniden Kristalleştirme Isıl İşlemi

Soğuk şekillendirilen malzemelerdeki artık gerilimlerin giderilebilmesi için yeniden

kristalleştirme ısıl işlemi yapılır.

Yeniden kristalleştirme işlemi deformasyon sebebiyle mikroyapıda meydana gelen

değişimlerin(tanelerin uzaması,dislokasyon yığılması,tanelerin üst üste dizilmesi-ikizlenme)

gibi hataların düzeltilerek kristal yapının tekrar düzenlenmesi durumudur. İlk aşamada tane

sınırlarının kısmi oluşumu ve dislokasyon yoğunluğunun azalması biçiminde oluşan

toparlanma durumu, ikinci aşamada tane sınırlarının yeniden oluştuğu ve mikroyapıdaki tane

boyutlarının küçük olduğu yeniden kristalleşme aşaması ve eğer sıcaklık çok yüksek olursa da

tane büymesi meydana gelmektedir.

Fe-C Denge Diyagramına Göre Bazı Isıl İşlemler ve Uygulandığı Sıcaklık Aralığı

9

Yeniden kristalleşmeyi etkileyen en önemli iki aşama bulunmaktadır.

Bunlar 1-Deformasyon Yüzdesi

2-Tavlama sıcaklığıdır.

Deformasyon yüzdesi hesabı aşağıdaki şekildeki formüle göre hesaplanmaktadır.

10

Soğuk şekillendirme yapılmış bir Cu-Zn alaşımında soğuk deformasyon oranının

yeniden kristalleştirme tavlama sıcaklığına olan etkisi aşağıdaki şekilde gösterilmiştir.

DENEY MALZEMELERİ VE EKİPMANLAR

* 7075 Alüminyum Alaşımı

* Fırın

* Optik Mikroskop

* Örs ve çekiç

* Rockwell Sertlik Ölçüm Cihazı

DENEYİN YAPILIŞI

İşlem görmemiş 7075 alüminyum numunelerin mikroyapı ve sertlik incelemesi

öncelikli olarak yapılmalıdır. Başlangıç çapı ve boyu tespit edilen numunelere %15 ve 40

soğuk deformasyon oranına göre plastik şekil verilir. Deformasyon sonrası sertlik ölçümü

yapılır. Soğuk deformasyon sonucu elde edilen numunelere, 300 °C sıcaklıkta 15 ve 45 dakika

11

olmak üzere yeniden kristalleşme tavlaması uygulanır, yeniden kristalleşme tavlaması

uygulanır. Numuneler metalografik olarak hazırlanır. Soğuk deformasyon ve yeniden

kristalleşme tavlaması prosesleri sonucunda elde edilen numunelerin taneleri, optik mikroskop

yardımıyla incelenir her bir numuneden sertlik ölçümü alınır.

DENEY RAPORU ve İSTENENLER

-Her numune için mikroskopta gördüğünüz mikroyapıları çizerek tane boyutu ve tane tipi

yönünden karşılaştırma yapınız.

-Deney sonunda elde ettiğimiz sertlik değerlerini karşılaştırınız ve yorumlayınız.

-Ayrıca deney sorumlusu tarafından deneyle ilgili diğer hesaplama ve yorumlar istenebilir.

KAYNAKLAR:

1-İTÜ Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ders Notları(Özgül Keleş)

2-Kocaeli Üniversitesi Makina Mühendisliği Ders Notları

3-Balıkesir Üniversitesi Makina Mühendisliği Ders Notları

4-Nevşehir Üniversitesi Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Deney Föyü

12





“Yaşlandırma Isıl İşlemi ”

Deney Föyü

DENEYİN ADI Yaşlandırma Isıl İşlemi

DENEYİN AMACI

Yaşlandırma Isıl işleminde çözeltiye alma

sıcaklığının,yaşlandırma süresinin ve yaşlandırma sıcaklığının AA

2024 alaşımının mikroyapısı ve sertliğine olan etkisinin

incelenmesi

TEORİK BİLGİ

Yaşlandırma sertleşmesi için uygun bileşimde bir alaşım tek fazlı bir yapı elde etmek

amacıyla (α) T1 sıcaklığına kadar ısıtılır ve alaşımdaki bütün fazların tek faz içerisinde

çözünmesine kadar bekletilir. Bu işleme çözündürme veya çözeltiye alma işlemi denir.

Çözündürme işleminden sonra alaşım hızla soğutularak (su verme) aşırı doymuş α katı çözeltisi

elde edilir. Ancak aşırı doymuşluk kararsız bir yapıdır, kararlı hale getirebilmek için

yaşlandırma işlemi uygulanır. Yaşlandırma işlemi oda sıcaklığında veya oda sıcaklığı ile solvüs

çizgisi arasındaki bir sıcaklıkta gerçekleştirilir. Oda sıcaklığında yapılana doğal yaşlanma,

diğerine ise yapay yaşlanma denir. Alüminyum alaşımlarının bazıları yaşlandırılabilir.

Yaşlanabilir alüminyum alaşımlarından 2XXX ve 7XXX serisi alaşımlar çökelti

sertleştirmesiyle dayanımları arttırılabilir.

Yaşlandırma işlemi hazırlık devresi, yaşlandırma devresi ve aşırı yaşlandırma devresi

olmak üzere üç aşamayı içerir. Kuluçka devresi de denilen hazırlık devresinde, fazlalık atomlar

bir araya gelip kümelenerek ilk embriyoyu meydana getirirler. Yaşlandırma esnasında ise

çekirdeklenme mekanizması daha etkin hale gelir, yani fazlalık atomlar β fazının çekirdeklerini

13

oluşturur. Yaşlandırma esnasında oluşan ara kristal yapısı veya geçiş kafesi matrisin kafes

yapısı ile bağdaşıktır. Bu dönemde çökelen faz (β), matristen farklı bir kafes parametresine

sahiptir. Bu fazın matris yapısına bağdaşık olması nedeniyle matrisin kafes yapısında çarpılma

meydana gelir. Kafes yapısında meydana gelen çarpılmanın dislokasyon hareketini

engellemesi nedeniyle sertlik ve mukavemet hızlı bir şekilde artar.

Alüminyum alaşımlarına, yapay yaşlandırma ile daha yüksek mukavemet

kazandırılır.Alüminyum alaşımlarının ısıl işleminde başlıca parametreler; çözeltiye alma

(solüsyona alma), su verme ve çökelme işlemidir. Alüminyum alaşımlarında çözeltiye alma

sıcaklığı tipik olarak 465-565 C dir.2024 serisinde çözeltiye alma işleminde Al2Cu fazının

tamamen çözünebilmesi için ısıtma yavaş yapılmalıdır.Al alaşımlarında yaşlandırma işlemi

için temel sıcaklıklar aşağıdaki şekilden görülebilir.

DENEY MALZEMELERİ VE EKİPMANLAR

* AA 2024 Alaşımı

* Fırın

* Optik Mikroskop

* Rockwell Sertlik Ölçüm Cihazı

DENEYİN YAPILIŞI

-Öncelikle 2024 alaşımının sertlik ölçümü ve mikroyapısı tespit edilir.

-Daha sonra 2 numune 480 C’de 2 numune de 540 C’de çözeltiye alma işlemi uygulanır.

-Daha sonra su verilen numunelerden 480 C’de çözeltiye alınanlardan biri 200 C’de 3 saat

diğeri 6 saat yaşlandırılır. Aynı uygulama 540 C’de çözeltiye alınanlarda da uygulanır.

-Daha sonra bu numunelerin mikroyapısı ve sertlikleri ölçülerek deney tamamlanır.

14

DENEY RAPORU ve İSTENENLER

-Her numune için mikroskopta gördüğünüz mikroyapıları çizerek tane boyutu ve tane tipi

yönünden karşılaştırma yapınız.

-Deney sonunda elde ettiğimiz sertlik değerlerini karşılaştırınız.

-Çözeltiye alma sıcaklığı ve yaşlandırma süresinin farklılığı ısıl işlemi nasıl etkilemiştir

yorumlayınız.

KAYNAKLAR

1-SDÜ Teknik Bilimler Dergisi Sayı :4 Yıl:2012

2-Prof. Dr. Akgün ALSARAN Ders Notları

3-CBÜ Metalurji ve Malzeme Müh. Deney Föyü

4-İstanbul Üni. Metalurji ve Malz. Müh. Deney Föyü

15




Metalürji ve Malzeme Mühendisliği Laboratuvarı

“Al-Si Alaşımlarından Tane İnceltme ve Modifikasyon Uygulamaları ”

Deney Föyü

DENEYİN ADI Aluminyum Alaşımlarında Tane İnceltme

DENEYİN AMACI

Aluminyum döküm endüstrisinde kullanılan tane incelticileri

öğrenmek, tane inceltmenin döküm mikro yapısı ve mekanik

özelliklere olan etkisini incelemek, tane inceltme mekanizması

hakkında bilgi edinmek, tane inceltmenin pratik uygulamasını

gerçekleştirmek

TEORİK BİLGİ

1. TANE İNCELTME İŞLEMİ

Sıvı metale bir miktar titanyum ilavesi tane yapısında önemli ölçüde küçülme sağlamakta ve

alaşımın dökülebilirliğini artırmaktadır. Tane inceltici olarak kabul gören titanyum (Ti) ve

bor (B) elementleri %0,01 gibi az miktarlarda bile birlikte alüminyuma ilave edildiğinde hızlı

bir şekilde ve önemli derecede tane inceltme etkisi göstermektedir. Bu etki her hangi bir

şekilde Ti ve B ilave edilmemiş ve bir miktar Ti ve B ilave edilmiş iki alüminyum külçenin

kesilmesi ve yüzeylerinin parlatılmasından sonra uygun şekilde dağlanması ile ortaya çıkan

tane yapısında net olarak gösterebilmektedir. Ti ve B ilavesi ile bir alüminyum alaşımının

tane yapısında ortaya çıkan değişime bir örnek Şekil 1.1’de görülmektedir.

Şekil 1.1 (a) Tane inceltilmemiş, (b) Al5Ti1B mastır alaşımı ilave edilmiş alüminyum

alaşımının tane yapıları

Tane inceltme özellikle, ikinci faz partiküllerinin dağılımını değiştirdiğinden döküm parçaların

mekanik özellikleri üzerinde önemli etkiye sahiptir. Bu durum Şekil 1’de gösterilen tane

inceltilmemiş ve tane inceltilmiş yapıların karşılaştırılması ile daha net görülebilir. Şekil 1a’da

görülen tane inceltilmemiş yapıda uzun kanat şeklinde alüminyum tanelerinin oluştuğu

görülmektedir. Sıvı metalde bulunan veya katılaşma sırasında oluşan gevrek intermetalik

16

bileşikler ve porozite bu iri tanelerin aralarına dizilerek bu tanelere dik gelen uzama kabiliyetini

zayıflatacaktır. Şekil 1.1b’deki yapı ise tane inceltilmiş bir yapı olup küçük, düzenli ve

eşeksenli bir tane yapısına sahiptir. Bu yüzden mekanik özellikler daha izotropiktir ve alaşım

daha mukavemetlidir. Alüminyum döküm alaşımlarında tane inceltme işlemi porozite

miktarını azaltmakta ve porozite boyutunu küçültmektedir. Aynı zamanda besleme kabiliyetini

arttırmakta olduğundan alüminyum alaşımları çoğunlukla tane inceltme işlemine tabi

tutulmaktadır.

2. ALÜMİNYUM DÖKÜMLERİNDE TANE İNCELTME MEKANİZMALARI

Alüminyum dökümlerinde titanyum ilavesinin tane inceltme etkisini nasıl gösterdiği

konusunda en yaygın görüş titanyumun alüminyum ile TiAl3 bileşiği oluşturarak bu bileşiklerin

sıvı alüminyumda heterojen çekirdeklenme noktaları oluşturduğu şeklindedir. Ti ilavesi

alüminyumun ergime derecesini 660°C’dan 665°C’ye yükseltmektedir. Diğer bir nokta ise

alüminyum içerisinde Ti oranı %0,15’i geçtiği anda sıvı içerisinde heterojen çekirdeklenme

altlıklarını oluşturduğu var sayılan katı TiAl3 bileşiklerinin oluşmasıdır. Sıvı alüminyum içinde

Ti oranı lokal olarak %0,15 oranını geçtiğinde katı TiAl3 bileşiği kendiliğinden oluşmaktadır.

Soğuma sürecinde her hangi bir aşırı soğumaya (ΔT) gerek kalmaksızın alüminyum TiAl3

bileşiği üzerinde heterojen çekirdeklenme mekanizması ile çekirdeklenmekte ve ince taneli

yapı kendiliğinden oluşmaktadır.

Titanyumun alüminyumda tane inceltme etkisini teyit eden diğer bir faktör ise bazı

araştırmacıların alüminyum tane merkezlerinde titanyumca zengin bölgelerin varlığını

göstermiş olmasıdır. Bununla birlikte titanyum ile tane inceltmede dikkat edilmesi gereken bir

diğer önemli nokta titanyumun alüminyum içerisinde çözünübİlmesidir. Genellikle

dökümhane uygulamalarında Ti ilave oranı 100 ppm (% 0,01 Ti) oranı civarındadır. Bu oranda

Ti ticari saflıkta bir alüminyuma ilave edildiğinde TiAl3 kümeleşmeleri faz diyagramındanda

da görülebileceği gibi belirli bir süre içersinde tamamen çözünerek tane inceltme etkisini

kaybedecektir. Bu olay uzun bekletme süreleri ile dökülen tane inceltici ilave edilmiş

alüminyum alaşımlarında tane inceltme etkisinin zamanla azalarak yok olmasına neden

olmaktadır.

Tane inceltici ilavesinin etkisinin ETİAL 160 alaşımının dökümünde zamanla değişimi üzerine

yapılan bir çalışmada; alaşımın dökümünde bekletme süresinin tane boyutunu etkileyen önemli

bir parametre olduğu belirlenmiştir. Tane boyutunun TiB ilavesinden sonra yaklaşık 25 dakika

içinde minimum seviyelerine kadar azaldığı ve daha sonra zaman artışıyla ölçülen tane

boyutunun da arttığı gözlenmiştir. Bunun sebebinin ise; tane inceltici ilavesiyle alaşım

içerisinde oluşan TiB2 ve özellikle TiAl3 gibi intermetalik bileşiklerin zamanla çözünmeye

başlaması veya birbiriyle birleşerek büyümesi olarak görülmektedir.

Tane inceltici Ti içeren master alaşımlarının tane inceltme etkilerinin zayıflama süreleri bir çok

faktöre bağlıdır. Bunlardan en önemlisi mastır alaşımı içerisinde bulunan TiAl3 partiküllerinin

boyut dağılımıdır. Daha büyük boyuta sahip TiAl3 partikülleri içeren mastır alaşımlarında tane

17

incelticilerde etki geç başlamakta ve geç bitmektedir. Bu durum göz önünde bulundurularak

günümüz modern dökümhane uygulamalarında benimsenen yaklaşıma göre ilave Ti oranının

genel alüminyuma oranı en az % 0,15 olacak şekilde yapılmasıdır. Aksi takdirde mastır alaşımı

çok hızlı bir şekilde tane inceltme etkisini kaybedecektir. Bu değer aynı zamanda sıvı

alüminyum içinde çözünebilen maksimum titanyum sınırıdır.

DENEYİN YAPILIŞI

Alüminyum alaşımlarının kum kalıba döküm uygulamalarında, tane inceltici ilavesinin ve kesit

kalınlığına bağlı katılaşma süresi değişiminin tane boyutu ve mikro yapı değişimine etkileri

incelenecektir. Alaşım olarak Etial 220 standardı Al%4Cu alaşımı kullanılacaktır. Tane

inceltici olarak Al5Ti1B mastır alaşımı kullanılacaktır. Alüminyum alaşımlarının kum

kalıplara dökümünde, tane inceltici ilavesinin ve katılaşma süresinin etkisi incelenmek üzere

Şekil 3.1’de ölçüleri ve 3 boyutlu görüntüsü verilen model kullanılacaktır.

Şekil 3.1 Model resmi ve ölçüleri

Şekil 3.1’deki ölçülere uygun olarak yapılan 2 adet model ile yaş kalıp kumundan kalıplar

hazırlanmıştır. Döküme hazır kalıp görüntüsü Şekil 3.2’de verilmiştir. Tane inceltici ilavesiz

ve tane inceltici ilavesinden sonra dökümler yapılacağından 2 kalıp hazırlanması

gerekmektedir.

Şekil 3.2 Döküme hazır kalıp görüntüsü, döküm sonrası katı model görüntüsü.

Yeterli miktarda %4 Cu içeren Al alaşımı (Etial 220) tartılarak elektrik direnç ocağına yüklenir.

Ocak çalıştırılır ve ergime gerçekleştirilir.

➢ Sıvı metal sıcaklığı termokopul yardımıyla ölçülür ve sıcaklık 730 °C’ye ulaşınca tane

sıvı metal yüzeyindeki cüruf sıyrılarak alınır ve döküme geçilir.

18

➢ Böylece tane inceltici ilavesiz 2 adet alüminyum döküm numunesi elde edilir.

➢ Sıvı metal içerisine %0,15 Ti etki edecek şekilde hesaplanarak tartılmış Al5Ti1B tane

inceltici mastır alaşımı ilave edilir. İlaveden 15-20 dakika sonra sıvı metal 730 °C

sıcaklıkta iken kum kalıba döküm yapılır.

➢ Dökümlerin kalıp içerisinde katılaşması ve soğumasının ardından kalıplar açılarak

dökümler çıkartılır. Döküm numuneler yolluklarından kesilerek ayrılır. Tane inceltme

ilavesiz ve inceltici ilavesinden sonra alınan test konisi döküm numuneleri mikro yapısı

ve tane boyutu incelenmek üzere Şekil 3.3’deki gibi kesilir.

Şekil 3.3 Tane inceltme deney numunesi ölçüleri ve inceleme yüzeyi.

➢ Şekil 3.3’de görüldüğü gibi 3 farklı kesit kalınlığına sahip numunenin orta

bölgelerinden kesilecektir. Maviye işaretlenmiş inceleme yüzeyleri görülen numuneler

metalografik olarak hazırlanır.(zımparalama, parlatma)

➢ İncelenmek üzere hazırlanan numuneler dağlanarak mikroskopta incelenir, tane boyutu

ölçümleri yapılır ve fotoğrafları çekilir.

➢ Her bir numune için elde edilen ortalama tane boyutu bilgilerini kullanarak grafik

hazırlanır. Her bir numune için hesaplanan ortalama tane boyutunu temsil edecek

şekilde mikro yapı resmi rapora eklenecektir.

➢ Tane inceltici ilavesiz ve ilave sonrası kum kalıplara dökümden elde edilen katılaşma

zamanı farkına bağlı tane boyut değişimleri grafikleri çizilir. Grafiğe göre tane inceltici

ilavesinin katılaşma zamanı değişimi üzerindeki etkileri tartışılır.

DENEY RAPORU VE İSTENENLER

Deney sonunda her bir grupta, 2 adet tane inceltici ilavesiz döküm numunesi,2 adet tane inceltici

ilaveli döküm numunesi, bu numunelerin her biri için 3 farklı katılaşma zamanındaki döküm

numuneleri olacaktır.

Öğrenciler hazırladıkları raporda bu numunelere ait mikro yapı resimlerinden faydalanarak

aşağıda açıklanan sonuçları içeren rapor hazırlayacaklardır.

➢ Değişen katılaşma zamanına göre tane incelticisiz ve tane inceltici ilaveli döküm

mikro yapı resimleri

➢ Döküm numunelerin ortalama tane boyut analizleri

➢ Deneysel çalışmalardan elde ettiği sonuçların yorumu.

KAYNAKLAR:

[1] Sakarya Üniversitesi Teknoloji Fakültesi Deney Föyleri.

19

1.TEORİK BİLGİ

Eğme: İki desteğe serbest olarak oturtulan, genellikle daire veya dikdörtgen kesitli düz bir

deney parçasının, yön değiştirmeksizin ortasına bir eğme kuvveti uygulandığında oluşan biçim

değişmesidir.

Eğme deneyi malzemenin mukavemeti hakkında tasarım bilgilerini belirlemek ve malzemenin

eğilmeye karşı mekanik özelliklerini tespit etmek amacı ile yapılır. Enine yük taşıyan kiriş gibi

elemanlar eğilmeye maruz kalırlar. Kirişin her bir bölgesinde eğilme momentleri meydana

gelir. Bu da eğilme gerilmesi ile alakalıdır. Klasik eğilme denklemlerinin geçerli olabilmesi

için malzemenin homojen ve Hook Kanunlarına uyması gerekir. Eğme deneyi için TSE’nin TS

205 tanımlarına bakılacak olursa; iki desteğe serbest olarak oturtulan, genellikle daire veya

dikdörtgen kesitli düz bir- deney parçasının yön değiştirmeksizin ortasına bir eğme kuvveti

uygulandığında oluşan biçim değiştirmesi olarak tanımlanır. Eğme deneyi kalitatif sonucun

yanında, eğme momenti (Me), eğilme dayanımı (σe), elastisite modülü (Ee) ve eğilme miktarı

(δ) gibi kalitatif değerlerde hesaplanır. Bu deney genellikle kırılgan ve gevrek malzemeler için

yapılır.

1.1. Eğme Deneyi Prensibi

Deney numunesine bir kuvvet etkilediğinde, numune kesitinin bir kısmında basma gerilmesi,

kesitin geri kalan kısmında çekme gerilmesi meydana geliyorsa numune eğilme halindedir.

Eğilme halindeki numunelerin kesitinde, iç yüzeye yakın bölgede basma gerilmeleri, dış

yüzeye yakın bölgede ise çekme gerilmeleri meydana gelmektedir. Aşağıdaki şekillerde

şematik olarak gösterildiği gibi, çeşitli eğme deneyi yöntemleri vardır. Bunların içinde en çok

uygulananı Şekil 1’de gösterilen silindirik mesnetler üzerinde numuneyi bir mandrel

yardımıyla eğme yöntemidir. Bu yöntemlerde ana gaye, malzemeyi çatlatıncaya kadar tek

DENEYİN ADI Eğme Testi

DENEYİN

AMACI

Malzemelerin eğme dayanımlarının hesaplanması ve şekil değiştvirme

özelliklerinin incelenmesi. Metalik malzemelerin katlama deneyi

malzemelerin şekil değiştirmesi hakkında genellikle kalitatif bir bilgi

edinmek gayesiyle yapılır. Eğme deneyindeki amaç ise kalitatif sonucun

yanında, eğme momenti (Me), eğilme dayanımı (σe ), esneklik

modülü (Ee) ve eğilme miktarı (Y) gibi kantitatif değerleri

hesaplamaktır.





“Eğme Testi ”

Deney Föyü

20

yönde eğmektir. Kalitatif eğme deneylerinde (katlama deneyi), sünekliği iyi olan malzemeler

180o katlanmalarına rağmen çatlama göstermezler. Böyle malzemelerin deney sonucunda

180o katlamaya rağmen çatlamanın görülmediği belirtilir. Bu açıklamalardan da

anlaşılabileceği gibi, kalitatif eğme deneyinde kriter olarak eğme açısı (α) kullanılmaktadır.

Şekil 1. Üç nokta eğme deneyinin şematik gösterimi

Eğilme açısı; eğme tamamlandıktan sonra numunenin iki kolu arasındaki dış açı olarak tarif

edilir. Bazen malzemenin eğme sonunda bükülmüş kısmının eğrilik yarıçapı (r) da kriter olarak

kullanılabilmektedir. Eğme deneyi sonucunda, numunenin öngörülen açıya katlanması halinde

çatlamanın olup olmadığı belirtilir. Eğer malzeme çatlama göstermişse, bazen ilk hasarın

meydana geldiği açı belirtilmek istenir. Kantitatif eğme deneylerinde, eğme momenti veya

eğilme dayanımının hesabı için, numunenin kırıldığı andaki maksimum yükü (Fmax) ölçmek

gerekmektedir. Bundan sonra gerekli formüller kullanılarak istenen değerler hesap edilir.

Eğilme miktarı (δ) ise deney sırasında yükün uygulandığı noktada numunenin başlangıçtaki

duruma göre düşey eksendeki yer değiştirme miktarıdır.

2. HESAPLAMALAR

Eğme deneyi sonucunda, malzemenin eğme momenti (Me ), eğilme dayanımı (σe), esneklik

modülü (Ee) ve eğilme miktarı (δ) gibi değerlerin hesaplanabilmesi için Şekil 2’deki

formüllerden de anlaşılabileceği gibi deney esnasındaki F yükü ve δ eğilme miktarının

duyarlılıkla ölçülmesi ve mesnet merkezleri arasındaki uzaklığın bilinmesi gerekmektedir.

Şekil 2. Eğilme deneyi sonucunda malzemenin mekanik özelliklerinin belirlenmesi için

gerekli formüller.

21

3. DENEYİN YAPILIŞI

Eğme deneyi çekme cihazında aşağıdaki işlem sırasına göre gerçekleştirilmektedir:

1- Eğme düzeneği olarak kullanılan iki mesnet tabla üzerine, yükleme bloğu denilen mandrel

ise cihazın üst kısmına yerleştirilir.

2- Bu düzenekte mandrel çapı ve mesnetlerin çapı, kullanılacak malzemeye göre ve bu

malzemeye ait olan standarda uygun olarak seçilir.

3- Mesnetler arası açıklık standartlara uygun ayarlanır ve numunenin kesit ölçüleri ile birlikte

mesnetler arası mesafe de kumpasla ölçülerek kaydedilir.

4- Düzenek ayarlandıktan sonra mesnetler üzerine numune yerleştirilir ve numune, yükün

uygulandığı mandrel yardımı ile eğilir.

5- Deney sonucunda, numunenin kırıldığı andaki maksimum yükünü (Fmax) ve eğilme miktarı

(δ) değerleri kaydedilir.

4. DENEY RAPORUNDA İSTENENLER

Deney raporunun ilk kısmında Eğme deneyi ile ilgili teorik bilgiler verilecektir. Bu

bölüm 1 sayfayı aşmayacak şekilde hazırlanmalıdır.

Deney raporunun ikinci kısmında deneyin yapılışı adım adım anlatılacak ver her bir

adımda kullanılan malzemeler, seçilen deney parametreleri ve kullanılan cihazlar

belirtilecektir.

Deney raporunun son kısmını bulgular ve tartışma bölümü oluşturmaktadır. Bu

bölümde elde edilen sonuçlar Tablo halinde birleştirilerek istenilen grafikler elde edilecektir..

5. KAYNAKLAR

1. Kırıkkale Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Makina Mühendisliği Bölümü 2012–

2013 Bahar Yarıyılı Makina Laboratuvarı - II Deney Föyleri

2. Prof. Dr. Kaşif ONARAN Malzeme Bilimi, İSTANBUL, 1995

3. İstanbul Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Metalurji ve Malzeme Mühendisliği

Bölümü Metalurji Mühendisliği Laboratuvarı -2- Deney Föyleri.

22

DENEYİN ADI Basma Testi

DENEYİN AMACI

Basma deneyinde malzemenin mekanik özellikleri tespit edilebilir.

Deney esnasında malzemelerin kesiti belirli bir sınır noktaya kadar

orantılı olarak artar. Basma deneyi ile küçük numunelerin deneyi

gerçekleştirilir.

1. TEORİK BİLGİ

Mühendislik malzemelerinin çoğu, uygulanan gerilmeler altında biçimlerini kalıcı olarak

değiştirirler, yani plastik şekil değişimine uğrarlar. Bu malzemelerin hangi koşullar altında ve

ne zaman kalıcı şekil değişimine uğrayacaklarını bilmek çok önemlidir. Çeşitli yapı

elemanlarının veya makine parçalarının etkisinde bulundukları yükler altında biçimlerini

değiştirmesi istenilmeyen bir olaydır.

Basma deneyi, çekme deneyinin tersi olarak kabul edilebilir ve çekme basma makinelerinde

basma kuvveti uygulamak sureti ile yapılır. Basma kuvvetinin etkin olduğu uygulamalarda

kullanılan gevrek malzemelerin, mukavemet değerleri basma deneyi ile belirlenir. Bu nedenle

basma deneyinden elde edilen sonuçlar gevrek malzemelerle yapılan tasarımda doğrudan

kullanılabilirler. Basma deneyinde homojen bir gerilim dağılımı sağlamak amacıyla yuvarlak

kesitli numuneler tercih edilir. Fakat kare veya dikdörtgen kesitli numuneler de

kullanılmaktadır. Basma deneyi numunelerinde, numune yüksekliği (h0) ile çapı (d0) arasındaki

h0/d0 oranı oldukça önemlidir. Numunenin h0/d0 oranının çok büyük olması, deney sırasında

numunenin bükülmesine ve homojen olmayan gerilim dağılımına sebep olur. Bu oran

küçüldükçe numune ile basma plakaları arasında meydana gelen sürtünme deney sonuçlarını

çok fazla etkilemektedir. Bu sebeple numunenin h0/d0 oranının 1.5 ≤ h0/d0 ≤ 10 aralığında

olması önerilir. Metalik malzemelerin basma numunelerinde ise genellikle h0/d0=2 oranı

kullanılır.

Basma kuvvetlerinin etkin olduğu yerlerde kullanılan malzemeler genellikle gevrek

malzemelerdir ve özellikleri basma deneyi ile belirlenir. Gri dökme demir, yatak alaşımları gibi

metalik malzemeler ile tuğla, beton gibi metal dışı malzemelerin basma mukavemetleri, çekme

mukavemetlerinden çok daha yüksek olduğu için bu gibi malzemeler basma kuvvetlerinin etkin

olduğu yerlerde kullanılır ve basma deneyi ile bu malzemelerin mekanik özellikleri tespit

edilebilir. Basma deneyi sırasında numunenin kesiti devamlı olarak arttığından, çekme

deneyinde görülen “Boyun” teşekkülü problemi yoktur. Basma deneyi bilhassa gevrek ve yarı

gevrek malzemelerin sünekliğini ölçmede çok faydalıdır, zira bu malzemelerin sünekliği

çekme deneyi ile hassas olarak ölçülemez. Bu malzemelerin çekmede % uzama ve % kesit

daralması değerleri hemen hemen sıfırdır. Basma deneyinin diğer bir avantajı da çok küçük





“Basma Testi”

Deney Föyü

23

numunelerin bile kullanılabilmesidir. Bu avantaj, bilhassa çok pahalı malzemelerle

çalışıldığında veya çok az miktarda malzeme bulunduğu durumlarda çok faydalıdır.


Basma deneyi, standartlara göre hazırlanan deney numunesinin (örnek), sabit sıcaklıkta ve tek

eksende, belirli bir hızla, malzeme dağılıncaya kadar (yük taşıyamaz duruma gelene kadar)

basılması işlemidir. Basma makinalarında basma plakaları aracılığı ile örneğe yük uygulanır.

Yük uygulanan plakaların alt ve üst yüzeyleri, numunenin düşey eksenine dik ve birbirine

paralel olmalıdır. Basma deneyinde, numunenin kesiti sürekli arttığından, çekme deneyinde

görülen boyun verme olayı meydana gelmez. Sünek malzemelerin basma deneyleri sırasında

örnek uçları ile basma plakaları arasındaki sürtünme kuvvetinden dolayı, fıçı olayı olarak

adlandırılan şişme meydana gelir. Basma deneyine tabi tutulan sünek bir malzemedeki fıçı

oluşumu Şekil 2‟de gösterilmektedir.

Kopma uzaması ve kopma büzülmesi değerleri hemen hemen sıfır olan gevrek malzemelerin

sünekliği çekme deneyi ile ölçülemez. Bu tür malzemelerin sünekliği basma deneyi ile ölçülür.

Basma deneyinde çok küçük boyuttaki örnekler bile deneye tabi tutulabilir. Bu durum, deneye

tabi tutulacak malzemelerin pahalı ve çok az olması durumunda yararlar sağlar. Şekil 1.‟de

yuvarlak kesitli ve silindirik başlı, bir malzeme için basma numunesi örneği verilmiştir.

Şekil 1. Yuvarlak kesitli silindirik başlı basma örneği

Şekil 2. Basma Kuvveti uygulanan sünek malzemelerdeki fıçı oluşumu; a) basma kuvveti yok,

b) Basma kuvveti etkisiyle fıçı oluşumunun ilk aşaması, c) Fıçı oluşumunun tamamlanması

Basma deneyi sonucunda, malzemelerin basma diyagramı elde edilir. Basma diyagramı,

genelde çekme diyagramına benzer. Basma diyagramının elastik deformasyonu gösteren kısmı

çekme diyagramının elastik kısmı gibidir ve akma sınırından sonra, basma diyagramında da

24

plastik deformasyon azalması meydana gelir. Basma diyagramında plastik deformasyonu

gösteren kısmın ilk aşaması, çekme diyagramının plastik deformasyon bölgesinin ilk devresini

andırır, ancak çekme diyagramında maksimum noktadan sonra gerilme değerinde bir azalma

meydana gelirken, basma diyagramında gerilme artar. Yani basma eğrisinin eğiminde artış

meydana gelir. Bu durum, basma sırasında numune kesitinin devamlı artmasından kaynaklanır.

Özellikle plastik deformasyonun sonuna doğru numune kesiti büyük oranda arttığından, basma

gerilmesinde de ani yükselme görülür. Şekil 4'te metalik bir malzemenin çekme ve basma

diyagramları görülmektedir.

Şekil 3. Gevrek malzemede basma etkisiyle meydana gelen kırılma türleri

Basma deneylerindeki kırılma şekli de önem taşımaktadır, Gevrek malzemeler, genelde

malzeme içerisindeki kayma düzlemlerine etkiyen kayma gerilmesinin büyüklüğüne göre üç

şekilde kırılır. Basma kuvveti etkisiyle gevrek malzemelerde meydana gelen kırılma şekilleri

şekil 3„te görülmektedir,

Şekil 4. Metalik bir malzemenin çekme ve basma diyagramları

25

Basma deneyi sonucunda numunelerin temsil ettiği malzemeye ait aşağıda verilen mekanik

özellikler belirlenebilir.

a) Akma Dayanımı (σa): Gerilmenin yaklaşık olarak sabit kalmasına karşılık, plastik şekil

değiştirmenin önemli ölçüde arttığı ve basma diyagramının düzgünsüzlük gösterdiği gerilme

değeridir. Bu belirgin akma sınırı ancak bazı malzemelerde, örneğin düşük karbonlu yumuşak

çelikte, deney şartlarına bağlı olarak görülebilir. Akma sınırının belirgin olmaması halinde

bunun yerine, genellikle %0,2' lik elastik uzamaya (% εelastik = 0,2 veya εelastik = 0.002) karşılık

gelen gerilme σ0,2 sınırı alınır.

b) Basma Dayanımı (σb): Bir malzemenin dağılmadan dayanabileceği en yüksek basma

gerilmesi olarak tanımlanır. Bu gerilme, basma diyagramındaki en yüksek gerilme olup, σb =

Fmax/A0 formülü ile bulunur. Bu gerilmeye kadar numunenin kesiti her tarafta aynı oranda

büyüdüğü halde özellikle plastik deformasyonun sonuna doğru numune kesiti büyük oranda

artar ve daha büyük bir gerilmede numune kırılır.

c) Orantı Sınırı (σ0): Gerilme ile birim uzama arasında σ = E. e bağıntısının (Hooke

kanunu) geçerli olduğu doğrusal kısmı sınırlar. Bu bağıntıdaki orantı katsayısı E, elastiklik

(katılık) modülü adını alır ve doğrunun eğimini gösterir. Ahşap, kauçuk ve deri gibi bazı

malzemelerin σ - σ diyagramında böyle bir doğrusal bölge bulunmadığı için, sabit bir E değeri

yerine ancak, belirli bir noktadaki teğetin eğimi söz konusu olur. Bir malzemenin elastiklik

modülü ne kadar büyükse, rijitliği yani elastik şekil değiştirmeye karşı direnci de o oranda

büyüktür. Bir malzemeye ait elastiklik modülü herhangi bir ısıl veya mekanik işlem yardımıyla

değiştirilemez.

d) Kopma Uzaması (K.U.): Basma örneğinin kopuncaya veya kırılıncaya kadar

gösterdiği yüzde uzama miktarı olarak tanımlanır. Deney parçasının kopan kısımlarının bir

araya getirilmesi ile ölçülen lk ve 𝚫lk = lk-l0 yardımıyla K.U. = % 𝚫lk /l0 x100 bağıntısı

yardımıyla bulunur. Bu değer ne kadar büyükse malzeme o derece sünektir anlamına gelir. Bir

malzemede σk ve σb değerlerini yükselten etkenler çoğunlukla sünekliği azaltırlar.

e) Rezilyans: Malzemenin yalnız elastik şekil değiştirme sırasında enerji absorbe etme

yeteneğine denir. Bu enerji, gerilme (σ) birim uzama (ε) eğrisinin elastik kısmının altında kalan

alan ile belirlenir (Şekil 5).

f) Tokluk: Malzemenin kırılıncaya kadar enerji depolama yeteneğine denir. Genellikle

σ-ε eğrisinin altında kalan alanın hesaplanması

26

ile bulunur. Birim hacim başına düşen kırılma enerjisi olarak tanımlanan tokluk, kırılmaya

karşı direnç için bir ölçü kabul edilir (Şekil 5). Bu değerle, örneğin darbeli zorlama halinde

bulunan dinamik tokluk arasında bir bağıntı yoktur. Sünekliğin olduğu gibi, tokluğun karşıtı

olarak da gevreklik deyimi kullanılır.

Şekil 5. Gerilme-birim uzama eğrisinin altındaki alan şekil değişimi için gerekli enerjiyi

(tokluğu) vermektedir.

3. BASMA DENEYİNİN DEĞERLENDİRİLMESİ

Basma deneyi sonucunda, basma diyagramı, (σ-ε eğrisi) elde edilerek, malzemenin akma ve

çekme dayanımı gibi mukavemet değerleri ile kopma uzaması ve kopma büzülmesi gibi

süneklik değerleri belirlenmektedir. Söz konusu değerler, malzemenin cinsine, kimyasal

bileşimine ve metalografik yapısına bağlıdır. Basma deneyinde gerçek birim şekil değiştirme

hesaplanır ve bağıntısı kullanılır.

Gerçek gerilme (σg), uygulanan kuvvetin deney parçasının o andaki kesit alanına bölünmesi

ile elde edilir ve σg = Fi / Ai bağıntısı ile hesaplanır. Burada Fi deformasyonun herhangi bir i

anında numuneye etki eden kuvvet olup, Ai ise kuvvetin uygulandığı andaki deney

numunesinin kesit alanıdır.


Deney raporunun ilk kısmında Basma deneyi ile ilgili teorik bilgiler verilecektir. Bu

bölüm 1 sayfayı aşmayacak şekilde hazırlanmalıdır.

27



belirtilecektir.


bölümde elde edilen sonuçlar Tablo halinde birleştirilerek istenilen grafikler elde edilecektir.

6. KAYNAKLAR

1. Kırıkkale Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Makina Mühendisliği Bölümü 2012– 2013

Bahar Yarıyılı Makina Laboratuvarı - II Deney Föyleri

2. İstanbul Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Bölümü

Metalurji Mühendisliği Laboratuvarı -2- Deney Föyleri.

3. Sakarya Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Bölümü

2012–2013 Öğretim Yılı Malzeme Bilimi Laboratuarı II Mekanik-2 Deney Föyü.

28

1.TEORİK BİLGİ

Tasarım ve malzeme seçimi kıstaslarının iyi bir şekilde uygulanmasına rağmen günlük

hayatımızın farklı alanlarında kullandığımız ve çeşitli malzemelerden yapılmış cihazlarda veya

teknolojik uygulamalarda kullanılan makine parçalarında çalışma esnasında oluşan çeşitli hasar

tiplerinden dolayı beklenen performansın oldukça altında bir çalışma verimi ile

karşılaşılabilmektedir. Hasar sebepleri incelendiğinde oluşan hasarların yanlış malzeme

seçimi, tasarım ve üretim hataları, hatalı ısıl işlem, beklenmeyen ve uygun olmayan çalışma

şartları ve kalite kontrol hatalarından kaynaklandığı anlaşılmaktadır. Makine elemanlarının

çalışma verimini düşüren ve üretim maliyetlerini artıran hasar tiplerinden biri de aşınmadır.

Geçmişten günümüze artan teknolojiyle birlikte makine elemanlarındaki çalışma

toleranslarının oldukça azalması, daha karmaşık ve hassas parçalara ihtiyaç duyulması,

havacılık, uzay ve savunma alanlarında düşük hata ile çalışma zorunluluğu sonucunda

aşınmadan kaynaklı hasar incelemeleri oldukça önemli bir konuma gelmiştir

2.SÜRTÜNME VE AŞINMA

2.1 Sürtünme

İki malzeme birbirleri ile temas halinde olacak şekilde konumlandırılıp malzemelerden biri

diğer malzeme üzerinde kaydırılmak istendiğinde uygulanan kaydırma kuvvetine zıt yönde bir

sürtünme kuvveti meydana gelmektedir (Şekil 1).

Şekil 1. (a) Statik sürtünme ve (b) Dinamik sürtünme esnasında cisme etki eden kuvvetler

Kaymayı oluşturan kuvvet (Fs) ile temas yüzeyine etki eden normal kuvvet (Fn) arasında;

Fs = μs.Fn (1)


MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ METALURJİ VE MALZEME


Metalurji Ve Malzeme Mühendisliği Laboratuvarı Deney Föyü

“Aşınma Testi”

DENEYİN ADI Aşınma Testi

DENEYİN AMACI Birbirleri ile temas halindeki sürtünmeli eleman çiftlerinde oluşan

aşınmayı incelemek ve aşınma miktarını hesaplayarak metalik

malzemelerin aşınma özelliklerini belirlemektir.

29

bağıntısı mevcuttur. Burada μs statik sürtünme katsayısıdır.

Kayma hareketi başladıktan sonra, sürtünme kuvvetinde bir azalma olur ve bu durumda;

Fk=μk.Fn

(2)

bağıntısı yazılabilir. Burada μk (<μs) kinetik sürtünme katsayısıdır.

Temas halindeki yüzeylerde, sürtünme kuvvetleri güç kaybına, aşınma ise çalışma

toleranslarının kötüleşmesine sebep olmaktadır. Günlük hayatımıza baktığımızda fren

sistemleri gibi sürtünmenin gerekli olduğu durumlar olmasına rağmen aşınma istenmeyen bir

hasar türüdür. Ayrıca talaşlı işlem uygulamalarında en asgari sürtünme ile en yüksek aşınma

(talaş kaldırma) sağlanarak parça işlenmesi amaçlanmaktadır.

2.2. Aşınma

Aşınma, temas eden yüzeylerden mekanik etkiler sebebiyle mikro parçacıkların ayrılması

sonucu malzemede istenilmeyen bir değişikliğin meydana gelmesi olayıdır. Temas halindeki

yüzeylerde, sürtünme kuvvetleri güç kaybına neden olmakta, aşınma ise çalışma toleranslarının

bozulmasına ve makine parçalarının fonksiyonlarını tam olarak yerine getirmesine engel

olmaktadır. Aşınma olayı genellikle; hareket aktarım elemanı olarak kullanılan millerde,

kaymalı ve rulmanlı yataklarda, fren balatalarında, motor pistonu ve silindirlerde, dişlilerde ve

türbin kanatlarında görülmektedir (Şekil 2). Farklı türdeki mühendislik malzemelerinin ve

makine elemanlarının verimli ömürlerine önemli oranda etki eden aşınma kaybı, aşınma

ortamı, aşınma mekanizması, malzeme cinsi, yük miktarı, aşınma hızı, sürtünme esnasında

oluşan yüzey film özellikleri ve sıcaklık gibi birçok faktöre bağlıdır. Aşınma olayını bir

malzeme özelliği olarak düşünmektense olayı bir bütün olarak sistem içinde değerlendirmek

gerekir. Bu sisteme tribolojik sistem denilmektedir. Triboloji sürtünme, yağlama ve aşınma

olaylarını kapsamaktadır. Tribolojik sistem ise karşılıklı etkileşen elemanlarda hız, termal

şartlar ve yükün bileşimiyle meydana gelen aşınma olayını inceler.

Şekil 2. Aşınma izleri; (a) mil, (b) yatak, (c) piston, (d) dişli çark

Aşınma, diğer hasar tiplerine göre tahmin başarısı daha yüksek ve gerekli önlemlerin

alınabileceği bir hasar tipidir. Birbirleri ile temasta olan malzeme yüzeyleri yağlayıcı

kullanımı, yüzey sertleştirme ve oksit tabakası oluşturma gibi önemler alınarak korunsalar bile,

mekanik yüklemeler ve oluşan ısı etkisi ile yağlayıcı film veya oksit tabakasının bozulması, iki

30

yüzeyin birbiriyle direkt temasına sebep olabilir. Bu temas sonucunda ortaya çıkan sürtünme

malzemenin kullanım yerindeki ömrünü ve performansını olumsuz bir şekilde etkiler.

Aşınmadan dolayı oluşan hasarlar malzeme çiftinin uygun seçimi, etkin yağlama (Şekil 3a),

uygun tasarım, kendinden yağlamalı yatak kullanımı (Şekil 3b) ve filtreleme gibi faktörlerle en

aza indirilebilir, fakat kesinlikle önlenemez.

Şekil 3. Makine elemanları ve yağlayıcılar

Aşınmayı etkileyen faktörleri dört ana grup halinde toplayabiliriz.

1-Ana Malzemeye Bağlı Faktörler

Malzemenin kristal yapısı, sertliği, elastisite modülü, deformasyon davranışı, yüzey

pürüzlülüğü ve boyutu

2- Karşı Malzemeye Bağlı Faktörler ve Aşındırıcının Etkisi

3- Ortam Şartları

Sıcaklık, Nem, Atmosfer

4-Servis Şartları

Basınç, hız ve kayma yolu

2.3. Aşınma Türleri

2.3.1. Adhesiv Aşınma

Adhesiv aşınma, birbirleriyle kayma sürtünmesi yapan yüzeylerde soğuk kaynak ya da bölgesel

bağlanmalar sonucu bir yüzeyden diğerine malzeme transferi ve daha sonra kayma hareketi

sonucunda malzeme kaybı şeklinde gerçekleşmektedir (Şekil 4). Temas halindeki yüzeylerdeki

yüzey pürüzlülükleri üzerindeki basıncın bölgesel plastik deformasyona yetecek kadar

yükselmesi durumunda küçük pürüz tepelerine çok yüksek basınç etkir. Bu noktalardaki

gerilme, pürüzlerin akma sınırını aşınca plastik deformasyon, pürüzlerin birbirini çizmesi ve

sıvanıp kaynaklaşma olayları başlar. Kayma hareketi sırasında bu noktalar koparak yenme ve

aşınmaya neden olurlar. Bu tip malzeme kaybı adhesiv aşınmayı oluşturur. Adhesiv aşınmaya

karşı yüzey sertleştirme yöntemleri ile temas yüzeylerinin sertleştirilmesi ve yağlayıcı

kullanımı önerilmektedir.

31

Şekil 4. Adhesiv Aşınma

2.3.2. Abrasiv Aşınma

Çizilme yâda yırtılma aşınması olarak da adlandırılabilen abrasiv asınma, birbiri ile eş çalışan

malzeme çiftinde hızlı ve büyük oranda hasar oluşturabilecek oldukça önemli bir aşınma

türüdür. Bu aşınma türü, malzeme yüzeylerinin kendisinden daha sert olan parçacıklarla basınç

altında etkileşmesi ile sert parçacıkların malzeme yüzeylerinden parçacık kaldırılması şeklinde

tanımlanabilir (Şekil 5). Bu aşınma türüne yatak malzemesi içersine olumsuz çalışma koşulları

nedeniyle giren toz parçacıklarının oluşturduğu aşınma örnek gösterilebilir. Eğer aşınma olayı

malzeme çifti arasındaki sertlik farkından meydana geliyorsa iki cisimli aşınma, diğer taraftan

ilave aşındırıcı partiküller de aşınmayı etkiliyorsa bu aşınma türü de üç cisimli aşınma olarak

tanımlanmaktadır.

Şekil 5. Abrasiv Aşınma

2.3.3. Yorulma Aşınması

Yorulma (pitting) aşınması, dişli çarklar, rulmanlı yataklar ve kam mekanizmaları gibi

birbirleriyle sürekli temas halinde olan yüzeylerde yaygın olarak görülen bir aşınma türüdür

(Şekil 6). Bu tür makine elemanlarında temas alanları çok küçük olduğundan temas

yüzeylerinde Hertz basınçları oluşmaktadır. Bu basınçların etkisinde yüzeyin hemen altında

kayma gerilmeleri meydana gelmektedir. Kayma gerilmelerinin maksimum olduğu noktada

plastik deformasyon oluşmakta ve bu deformasyon zamanla yüzeye ilerleyerek yüzeyde

çukurcuklar meydana gelmektedir.

32

Şekil 6. Yorulma Aşınması

2.3.4. Korozif Aşınma

Aşınan yüzeyler, aynı zamanda korozif etkilere de maruz kalırsa bu durumda korozif aşınma

oluşmaktadır (Şekil 7). Kimyasal korozyon kendi başına oluşabildiği gibi diğer aşınma

türleriyle birlikte oluşabilir. Temas eden yüzeylerde görülen yüzey filmi tarafından oluşturulan

kimyasal reaksiyonlar yüzey aşınmasını engellemektedir. Fakat oluşan yüzey filmi kırılgan ve

arayüzey bağı zayıfsa ise sürtünme esnasında filmler çatlayarak yüzeyden ayrılır ve aşınma

hızı artar.

Şekil 7. Korozif Aşınma

2.3.5. Erozyon Aşınması

Erozyon aşınması, akışkan içersinde bulunan aşındırıcı partiküller, yüksek hızla hareket eden

sıvı damlacıkları ve yükse hızdaki gaz kabarcıkları tarafından oluşturulan bir aşınma türüdür

(Şekil 8). Sıvılar ve gazlar akış esnasında temas halinde oldukları parçanın sınır yüzeylerine

çarpma etkisi yaparak yüzeyden parçacıklar koparırlar ve girdaplar etkisiyle dalgalı yüzey

meydana getirirler. Böylece aşınma daha da hızlanır. Genellikle pompalarda, pervanelerde,

fanlarda, nozullarda ve boru ve tüplerin dirsek kısımlarında görülmektedir.

33

Şekil 8. Erozyon aşınması türleri

3. Aşınma Kaybı Ölçüm Yöntemleri

3.1. Ağırlık Farkı Metodu

Aşınma kaybı ölçüm yöntemleri arasında en ekonomik yöntem olan ağırlık farkı metodu hassas

sonuçlar elde edilmesi sebebiyle en çok kullanılan yöntemdir. Ağırlık kaybı genellikle 10-3

veya 10-4 hassasiyete sahip teraziler kullanılarak belirlenmektedir. Bu yöntemde aşınma sonucu

meydana gelen ağırlık kaybı; aşınma miktarı gram veya miligram olarak ifade edildiğinde

sürtünme mesafesine karşılık olarak gr/km veya mgr/km cinsinden, birim alan için hesap

edilecekse gr/cm2 cinsinden ifade edilmektedir. Aşınma miktarı hacimsel olarak hesaplanmak

istendiğinde malzemenin yoğunluğu ve numune üzerine uygulanan yük dikkate alınarak, birim

yol ve birim yükleme ağırlığına karşılık gelen hacim kaybı kullanılarak ağırlık kaybı

belirlenebilir.

Özgül aşınma miktarı aşağıdaki eşitlikler yardımıyla hesaplanabilir;

Ws= Δm/dFnS = Δv/FnS (3)

Burada; Ws: Özgül aşınma miktarı (mm3/Nm), Δm: Ağırlık kaybı (mgr), d: yoğunluk

(mgr/mm3), Fn: Uygulanan normal kuvvet (N) ve S: Aşınma mesafesi (m)’ni ifade etmektedir.

3.2. Kalınlık Farkı Metodu

Bu yöntemde aşınma miktarı, aşınma sonucunda meydana gelen boyut değişikliğinin ölçülmesi

ve ilk değerler ile karşılaştırılması suretiyle belirlenmektedir. Elde edilen kalınlık farkı

değerleri kullanılarak hacimsel kayıp değeri ve dolayısıyla birim hacimdeki aşınma miktarı

34

bulunabilir. Bu yöntemde ölçüm hassasiyetini arttırmak için hassas kalınlık ölçü aletleri (+1

μm duyarlılıkta) ile ölçüm yapılmalıdır.

3.3. İz Değişim Metodu

Bu yöntemde, aşınma yüzeyinde plastik deformasyon kullanılarak geometrisi belirli bir iz

oluşturulur. Bu izin oluşumu için Brinell veya Vickers sertlik ölçme uçları kullanılır. Deney

boyunca oluşturulan iz boyutlarının değişimi mikroskop vasıtasıyla ölçülerek değerlendirilir.

4. DENEY YAPILIŞI

Yüzeyi ayna parlaklığında hazırlanmış deney numunelerinin başlangıç ağırlığı hassas terazi

yardımıyla ölçülür.

Deney numunesi Pin-on-Disk aşınma test cihazına yerleştirilir.

Deney esnasında kullanılacak aşınma parametreleri (Yük, devir sayısı ve aşınma mesafesi)

belirlenir.

Aşınma test cihazı çalıştırılarak planlanan test işlemleri gerçekleştirilir.

Deney sonucunda numunede meydana gelen ağırlık kayıpları ölçülerek özgül aşınma

miktarları belirlenir.


Deney raporunun ilk kısmında Aşınma ile ilgili teorik bilgiler verilecektir. Bu bölüm 1

sayfayı aşmayacak şekilde hazırlanmalıdır.



belirtilecektir.


bölümde elde edilen sonuçlar Tablo halinde birleştirilecektir.

Özgül aşınma miktarının uygulanan yük ile değişim grafiği

Özgül aşınma miktarının devir sayısı ile değişim grafiği

Özgül aşınma miktarının aşınma mesafesi (kayma yolu) ile değişim grafiği olmak üzere

üç adet grafik oluşturularak sonuçlar tartışılacaktır.

35

6. KAYNAKLAR

1. N. Axén, S. Hogmark and S. Jacobson, “Friction and Wear Measurement Techniques”

Modern Tribology Handbook, 2001.

2. P. Blau, “ASM Handbook on Friction, Lubrication and Wear Technology Technology”

ASM International, 1992.

3. K.A. Esakul, “Handbook of Case Histories in Failure Analysis”, International, 1992.

4. http://www.knowyourparts.com/technical-articles/types-of-engine-bearing-damage/

5. B.T. Kuhnell, How Age and Contamination Affect Rolling Bearings and Gears

6. http://www.madsens1.com/saw_piston_fail.htm

7. http://ncheurope.com/tr/solutions/lubricants-fuel-additives/greases-oils/gear-oils

8. http://www.sinterteknik.com.tr

9. K. Kato, K. Adachi, “Wear Mechanism”, Modern Tribology Handbook, 2001.

10. T. Yıldız, A.K. Gür, “Aşınma Sistemleri”, Doğu Anadolu Bölgesi Araştırmaları, 86-91,

2006.

11. M. Karabaşoğlu (2008) “Aşınma Deney Cihazı Tasarımı ve İmalatı” Sakarya

Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Yüksek Lisans Tezi, 2008.

http://www.knowyourparts.com/technical-articles/types-of-engine-bearing-damage/

http://www.knowyourparts.com/technical-articles/types-of-engine-bearing-damage/

http://www.madsens1.com/saw_piston_fail.htm

http://www.madsens1.com/saw_piston_fail.htm

http://ncheurope.com/tr/solutions/lubricants-fuel-additives/greases-oils/gear-oils

http://ncheurope.com/tr/solutions/lubricants-fuel-additives/greases-oils/gear-oils

http://www.sinterteknik.com.tr/

http://www.sinterteknik.com.tr/

36

1.TEORİK BİLGİ

Mühendislik malzemelerinin birçoğu, kullanım esnasında tekrarlanan gerilmeler ve titreşimler

altında çalışmaktadırlar. Klasik elastisite teorisine göre akma gerilmesinin altında yüklemeye

maruz kalan parçalarda sadece elastik deformasyon meydana geleceği kabul edilmektedir. Bu

bölgede bilindiği gibi malzemede herhangi bir tahribat meydana gelmez. Buna karşın dinamik

yükler altında akma gerilmesinin altında çalıştırılan malzemelerde bir süre sonra tahribat

meydana geldiği saptanmıştır. Bu şekilde değişen yükler altında malzemenin yüzeyinde

çatlağın oluşması ve bunu takiben kopma olayı, Yorulma olarak adlandırılır.

ASTM standartları yorulmayı “Bir malzemede bazı bölge veya bölgelerdeki değişken gerilme

ve şekil değişiminin meydana getirdiği ve belli sayıda yüklemeden sonra çatlak veya kırılma

ile sonuçlanan işlem” olarak tanımlamaktadır. Mühendislik malzemelerini % 80 bu nedenle

kırılmaktadır. Yorulma olayında çatlama, genellikle yüzeydeki bir pürüzde bir çentikte, bir

çizikte, bir kılcal çatlakta veya ani kesit değişimlerinin olduğu yerde başlar.

Çatlak oluşumu için genellikle şu üç ana etken gereklidir:

Yeterli derecede yüksek bir maksimum çekme

gerilmesi,

Uygulanan gerilmenin oldukça geniş değişimi veya dalgalanması,

Uygulanan gerilmenin yeteri kadar büyük tekrarlanma

sayısı.

Bu ana faktörlerin yanında çok sayıda yan faktörlerde sayılabilir. Örneğin yüzey kalitesi,

korozyon, sıcaklık, aşırı yükleme, kalıcı iç gerilmeler, bileşik gerilmeler, gerilim

konsantrasyonu, frekans, mikroyapı (tane boyutu, fazların dağılımı, inklüzyon gibi) çatlak

teşekkülü ve büyümesi ile ilk defa uğraşan EWING ve HUMFREY ‘e göre muayyen tekkerrür

sayısından sonra meydana gelen Lüders (kayma) bandları, çatlak teşekkülüne yol açar.


MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ METALURJİ VE MALZEME


Metalurji Ve Malzeme Mühendisliği Laboratuvarı Deney Föyü

“Yorulma Testi”

DENEYİN ADI Yorulma Testi

DENEYİN AMACI

Tekrarlı yüklemelere maruz kalan malzemelerin yorulma davranışının

incelenmesi, hasar oluşumunun deneysel olarak belirlenmesi ve

malzemelerin yük-çevrim sayısı verilerinin elde edilmesi.

37

Yüzeyde görülen bu Lüders(kayma) bandları, zamanla numune yüzeyinden içeriye doğru

nüfuz etmektedirler. Tekrarlı yüklemenin başlangıcında meydana gelen kayma bandları,

yükleme süresince artmaktadır. Malzeme ömrünün yaklaşık %5’inden sonra görülen, kalıcı

kayma bandlarında çatlak meydana gelmektedir.

2.YORULMA ÖMRÜNE ETKİ EDEN FAKTÖRLER

2.1. Metalurjik faktörlerin yorulma ömrüne etkisi

Metalürjik faktörler;

Döküm şekli

Sıcak ve soğuk şekil verme yöntemleri

Katı hal reaksiyonları

Fazların dağılımı

Gerek ısıl gerekse mekanik işlemler, malzemedeki iç gerilmelerin dağılımı, kristal yapısı,

dislokasyonların hareketi üzerine hareket ederek mekanik özelliklerde değişmelere sebep

olmaktadır. Diğer mekanik özellikler gibi, bir malzemenin yorulma mukavemeti de,

inklüzyonlar, kristal boyutu, anizotropi, mikrogerilmeler gibi nedenlere bağlı olarak

değişmektedir. Isıl işlemler, haddeleme ve ekstrüzyon işlemleri sonucunda tane boyutu ve şekli

değişmektedir. Tane boyutunun küçülmesi yorulma mukavemetini arttırmaktadır.

2.2. Sıcaklığın yorulma ömrüne etkisi

Yorulma kırılması, katılaşma sıcaklığının altındaki bütün sıcaklıklarda meydana gelebilir.

Sıcaklığın düşmesi yorulma mukavemetini arttırmaktadır. Buna bağlı olarak yüksek sıcaklıkta

yorulma mukavemeti azalmakta ve “S-N” eğrisindeki dönüm noktası görülmemektedir.

Sıcaklığın etkisi ile değişen malzeme metalografik yapısı yorulma kırığında kendisini

göstermektedir.

2.3. Yüzey şartlarının yorulma ömrüne etkisi

Yorulma kırılmaları genellikle serbest bir yüzeyden başlıyarak ilerler. Bu sebeple yüzey

şartları, yorulma mukavemetine büyük ölçüde etki etmektedir. Malzeme yüzeyi, yorulmada;

Malzeme yüzeyine tatbik edilen işlemlerle yüzey özelliğinin değişmesi,

Yüzeydeki kalıcı gerilmeler ve yüzeydeki pürüzlülük sebebiyle etkisini gösterir.

Malzeme yüzeyine ısıl işlemler, mekanik işlemler ve kaplama işlemleri tatbik edilmiş olabilir.

Çeliklerde dekarbürizasyon, sementasyon, nitrasyon, alevle ve indüksiyonla sertleştirme

yorulma özelliğini değiştirmektedir.

38

Kalıcı gerilmeler, soğuk işlem, ısıl işlem veya yüzey kaplama ile meydana gelir. Kalıcı

gerilmelerin etkisi, dış gerilmelerin etkisine benzerdir. Yüzeydeki kalıcı basma gerilmeleri,

yorulma mukavemetini arttırmaktadır.

Malzeme yüzeyindeki pürüzlülük, yorulma mukavemetine bariz bir şekilde etki eder.

Pürüzlülüğün artışı yorulma mukavemetini azaltırken, mekanik ve elektrolitik parlatma

yorulma ömrünü arttırmaktadır.

2.4. Korozyonun yorulma ömrüne etkisi

Korozyon periyodik yüklemenin ortak etkilerinin malzemede meydana getirdiği hasara

“korozyonlu yorulma ” denir. Normal yorulma kırılmasına benzeyen korozyonlu yorulma

kırılmasında, malzeme yüzeyi, malzeme cinsi ve korozif ortama bağlı olarak, rengini değiştirir;

çatlaklar girintili, çıkıntılı veya kademeli bir görünüş alır. Korozyon yorulma ömrünü

düşürerek, malzemenin daha kısa sürede tahribatına sebep olur.

3.YORULMA DENEYİ TÜRLERİ

Çalışma esnasında bir parçaya gelecek gerilme değişik tür ve şiddette olabilir. Ancak yorulma

deneylerinde, malzemelerin tekrarlanan dinamik zorlamalar karşısında göstereceği direnç

hakkında kantitatif bilgiler edinebilmek için, uygulamada en sık rastlanan belirli gerilme türleri

ele alınmıştır. Bu tür gerilmelerin düzgün periyodlarla uygulanması halinde elde edilen

sonuçlar kriter kabul edilerek teknik yorumlar yapılabilmektedir.

Deneyde kullanılan gerilme türü, yorulma deneyine de adını vermektedir. Gerilme türüne göre

başlıca yorulma deneyi türleri şunlardır :

• Eksenel gerilmeli yorulma deneyi,

• Eğme gerilmeli yorulma deneyi,

• Burma gerilmeli yorulma deneyi,

• Bileşik gerilmeli yorulma deneyi.

3.1. S - N Diyagramı (Wöhler Diyagramı)

Bu diyagram, farklı sabit gerilmeler altında malzemenin kaç çevrim sonunda çatlayacağını

veya kırılacağını gösteren bağıntıyı verir. S - N eğrisinin çizilmesi için genellikle 8 ila 12

benzer numune kullanılır. Ortalama gerilme (Sm) tüm deneylerde sabit kalmak üzere

numunelerin herbirine farklı periyodik gerilmeler uygulanarak numunenin çatlamasına (veya

kırılmasına,) kadar geçen çevrim sayısı (N) tesbit edilir. Küçük gerilmeler için çatlamanın

görüleceği çevrim sayısı çok büyük olacağından, önceden belirlenen çevrim sayısına kadar

deney devam ettirilerek malzemenin davranışı izlenir. Deneylerin tümünde gerilme genliği

(Sa) deney süresince sabit tutulur.

39

Gerilme ekseni olan ordinatta genellikle doğrusal, bazı hallerde ise logaritmik skala kullanılır

ve bu eksende ya max. gerilme (Smax), ya min. gerilme (S min) veya gerilme genliğinden (Sa)

biri kaydedilir. Çevrim sayısı ekseni olan apsiste ise genellikle logaritmik skala kullanılır.

S - N eğrileri 10 6 çevrimden sonra genellikle apsis eksenine asimptotik bir durum gösterirler.

Şekil 1. Demir ve Demir - Dışı Malzemelere Ait Tipik S – N Diyagramı

3.2. Yorulma Deneyi Cihazları

Yorulma deneyinde kullanılan cihazlar çok çeşitli olmalarına rağmen, bu cihazları numuneye

uyguladıkları gerilme türü açısından 4 ana grupta toplamak mümkündür;

1. Eksenel çekme - basma gerilmeleri uygulayan cihazlar

2. Eğme gerilmeleri uygulayan cihazlar

Düzlemsel eğme gerilmesi uygulayanlar

Dönen eğme gerilmesi uygulayanlar

3.Burma gerilmesi uygulayan cihazlar

4. Bileşik gerilme uygulayan cihazlar

Yukarıda belirtilen her bir grup için değişik firma ve araştırma merkezlerince farklı cihazlar

geliştirilmiştir. Bu cihaz grupları içinde en çok kullanılanı, çalışma prensibi en basit olan eğme

gerilmesi uygulayan cihazlardır. Bunlar içinde düzlemsel eğme gerilmesi uygulayanlar

genellikle yassı ürünler için kullanılmaktadır.

Malzemesi deneye tabi tutulacak parça çalışma esnasında ne tür gerilmelere uğrayacaksa, o tür

gerilmelerin uygulandığı deney cihazının seçilmesi gerekir. Aksi takdirde elde edilen sonuçlar

güvenli olamaz.

Yorulma deneyi cihazları, çalışma prensiplerine göre de mekanik, elektromekanik, manyetik,

hidrolik ve elektrohidrolik cihazlar diye sınıflandırılabilirler. Yorulma deneyi cihazlarının

tümünde en önemli özellik deney süresince istenen türde ve istenen mertebede gerilmenin

sağlanabilmesidir. Deney süresince, uygulanan yükte meydana gelecek değişim, cihazın

40

çalışma kapasitesinin % 2’sini aşmamalıdır. Cihazlarda uygulanan kuvvetleri gösterebilecek

ve kontrolünü sağlayabilecek düzen bulunmalıdır.

Deney cihazlarında çevrim sayısını kaydeden sayaç bulunmalıdır. Sayaç, numune kırıldığı

anda otomatikman durabilecek özelliğe sahip olmalıdır.

Kullanılacak numune tipi ve boyutu genellikle cihazın tipine, kapasitesine ve boyutuna

bağlıdır. Son yıllara kadar değişik araştırmacılar kullandıkları cihaza uygun farklı numune

tipleri geliştirmişlerdir. Son yıllarda hazırlanan standartlarla numune tipleri için bazı genel

kurallar geliştirilmiştir. Numune boyutları için aşağıdaki genel kurallar ön koşulmaktadır.

Numune öylesine dizayn edilmelidir ki çatlama numunenin daraltılmış kesitinde olsun.

Numunenin daraltılmış kesiti öylesine seçilmelidir ki max. gerilmenin mutlak değeri

deney cihazının çalışma kapasitesinin en az % 25'inde, min. gerilmenin mutlak değeri ise

cihazın çalışma kapasitesinin en az % 2,5'inde oluşsun.

Numune boyutları öylesine seçilmelidir ki numunenin doğal frekansı, cihazın

frekansının en az iki misli olsun.

Numunenin alındığı parçanın dikdörtgen veya dairesel kesitli olmasına göre ASTM

standardındaki numune şekilleri değişmektedir.

Malzemede Yorulma Olayına Etki Eden Faktörler:

Malzeme Cinsinin, Bileşiminin Ve Yapısının Etkisi,

Yüzey Özelliklerinin Etkisi,

Çentik Etkisi,

Gerilmelerin Etkisi,

Korozyonun Etkisi,

Sıcaklığın Etkisi,

41

Frekansın (Deney Hızının) Etkisi.

Tehlikesi

Yorulma olayı dışarıdan gözlemlenebilecek bir şekilde önemli bir şekil değişimi

yapmadığından ve uyarı vermeden elastik limitin altındaki gerilmelerde malzemenin ani olarak

göçmesi nedeniyle tehlikelidir. Bu tip gevrek kırılma olaylarına çelik köprülerde, kötü yolda

giden arabalarda, uçak kanatlarında rastlanabilir. Bu nedenle çok sıkı önlem alınmalıdır.


1.Aşama: Plastik, lastik vb malzemelere uygulanan çekme basma tarzı yorulmadır.Çenelere

yerleştirilen lastik her çekme-basma=1 tur olmak üzere kopana kadar işlem uygulanır.Koptuğu

andaki çevrim sayısı cihazdan okunur

2.Aşama: Dönerek eğme vardır.Bir ucu sabit olacak şekilde bağlanan numunenin diğer ucuna

hem yükleme yapılır hem de dönme hareketi verilir.Koptuğu andaki çevrim sayısı cihazdan

okunur.Deney süresini kısaltmak için numuneye çentik açılır

3.Aşama: Metalik malzemelere uygulanan çekme basma tarzı yorulmadır. Numunenin bir ucu

sabit olacak şekilde cihaza bağlanır.Hareketli kısım aşağı yukarı malzemeyi hareket

ettirir.Çentik açılarak deney süresi kısaltılabilir.Yük şiddetinden çok yük yönünün değişimi

önemlidir.


Deney raporunun ilk kısmında Aşınma ile ilgili teorik bilgiler verilecektir. Bu bölüm 1

sayfayı aşmayacak şekilde hazırlanmalıdır.



belirtilecektir.


bölümde aşağıdaki, sorular cevaplanarak, gerekli çözüm önerileri sunulacaktır.

Sabit yorulma ömrü (smith) diyagramı nedir nasıl çizilir?

Malzemelerde yorulma olayına etki eden faktörleri açıklayınız?

6. KAYNAKLAR

1. Boğaziçi Üniversitesi Malzeme teknolojisinde deneysel verilerin değerlendirilmesi

seminer notları

2. Yıldız Teknik Üniversitesi Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Deney Föyü

42

BÜLENT ECEVİT ÜNİVERSİTESİ Mühendislik Fakültesi METALURJİ VE MALZEME MÜHENDİSLİĞİ

BÖLÜMÜ Metalürji Ve Malzeme Mühendisliği Laboratuvarı Deney Föyü

“Kaynak Teknolojisi”

DENEYİN ADI Kaynak Teknolojisi

DENEYİN AMACI

Kaynaklı parça imalatı yönteminin kavranması, endüstride

kullanılan kaynak çeşitlerinin öğrenilmesi, kaynaklı konstrüksiyon

tasarımı ve dikkat edilmesi gereken hususlar, kaynak hataları ve

muayenesinin yapılması.

TEORİK BİLGİ

1 Kaynağın Tanımı ve Çeşitleri

Metalik malzemeyi ısı, basınç veya ikisi birden kullanılarak ve aynı cinsten, erime aralığı aynı

veya yaklaşık bir malzeme katarak veya karmadan birleştirmeye “Metal Kaynağı” adı verilir.

Kaynak için ergimeyi sağlayacak enerji gaz alevi, elektrik arkı, lazer, elektron ışını, sürtme,

ultra ses dalgaları gibi birçok farklı enerji kaynakları kullanılabilir. Kullanılan ısı kaynağı veya

basınca göre kaynak yöntemleri farklı şekillerde sınıflandırılabilir. Şekil 1.1.’de kaynak

yöntemlerinin sınıflandırılması verilmiştir.

Şekil 1.1. Kaynak Yöntemlerinin Sınıflandırılması

Kaynak ile aynı özellikteki (alüminyum alüminyum) malzemeler birleştirilebildiği gibi farklı

özellikteki malzemelerde birleştirilebilir. Kaynak için harcanan enerjinin %85’i ısıya %15’i

ışığa dönüşmektedir. Bu ışığın de 10 %'u ultraviyole, 30 %'u parlak ve 60%'i da enfraruj

ışınlardan ibarettir. Kaynak işlemi süresince saçılan bu ışınlar cilde ve gözlere zarar verir ve

43

mutlaka gerekli koruyucu önlemler alınarak kaynak işlemi gerçekleştirilmelidir. Şekil 1.2.’da

Kaynak operatörünün kullanması gereken bazı güvenlik ekipmanları verilmiştir.

Şekil 1.2 Kaynak operatörünün Kullanması gereken bazı güvenlik ekipmanları

Elektrik Ark Kaynağı

Şekil 1.3 Elektrik ark kaynak yönteminin şematik gösterimi

Kaynak için gerekli ısının, örtü kaplı tükenen bir elektrot ile iş parçası arasında oluşan ark

sayesinde ortaya çıktığı, elle yapılan bir ark kaynak yöntemdir. Ark kaynağı için redresörlü ve

transformatörlü olmak üzere iki çeşit kaynak makinası kullanılır. Redresörlü makinalar

şebekeden aldıkları alternatif akımı doğru akıma çevirir. Transformatörlü makineler ise sürekli

alternatif akım ile çalışmaktadırlar. Ark kaynağın da kızgın katot kutbundan (elektrottan)

yayılan elektronların, yüksek bir hızla anoda (iş parçası) bombardıman etmesi ile oluşmaktadır.

Ark’ın oluşması ile ortaya çıkan yüksek sıcaklık ile iş parçasının ve ilave kaynak metalinin

(elektrot) ergimesi ile birleştirme sağlanır.

Elektrotun ucu, kaynak banyosu, ark ve iş parçasının kaynağa yakın bölgeleri, atmosferin

zararlı etkilerinden örtü maddesinin yanması ve ayrışması ile oluşan gazlar tarafından korunur.

Ergimiş örtü maddesinin oluşturduğu cüruf kaynak banyosundaki ergimiş kaynak metali için

ek bir koruma sağlar. İlave metal (dolgu metali), tükenen elektrotun çekirdek telinden ve bazı

elektrotlarda da elektrot örtüsündeki metal tozları tarafından sağlanır. Elektrik ark kaynağı

yönteminde genellikle elektrot eksi (-) iş parçası artı (+) kutba bağlanır. Fakat alüminyum gibi

çok hızlı yüzey oksiti oluşturan metallerde, yüzeydeki oksitin kırılması için kutuplar

değiştirilir.

44

Şekil 1.4 Ark oluşumu

Elektrik ark kaynağında kullanılan elektrot çeşitleri yalnızca arkı meydana getirmede

kullanılan (tungsten ve karbon) ve hem arkı hem de ilave metal olarak kullanılan elektrotlar

olmak üzere ikiye ayrılır. Hem arkı oluşturan hem de ilave kaynak metalini sağlayan elektrotlar

örtülü ve örtüsüz elektrotlar olmak üzere ikiye ayrılır. Örtüsüz elektrotlar dış yüzeyleri çıplak

çekme veya haddeleme suretiyle elde edilen tellerden ibarettir. Çıplak ve özlü elektrotlar olarak

iki gurupta incelenebilir. Örtülü elektrotlar ise çıplak tel üzerine doldurma veya presleme

suretiyle örtü geçirilmiş elektrotlardır . Bu kısımda sadece elle yapılan ark kaynağında

kullanılan örtülü elektrotlardan bahsedilir. Bir örtülü elektrot, elektrot çekirdeği ve örtüsü

olmak üzere iki kısımdan meydana gelir.

Şekil 1.5 Örtülü elektrot çeşitleri

Çekirdek kısmı: Kaynak metalini teşkil eden bu orta silindirik kısımdan arkı meydana getiren

akım geçer. Yumuşak çeliklerin kaynağında kullanılan çekirdek tellerinin terkibinin belirli

sınırlar dahilinde olması icap eder. Kükürt mümkün mertebe az olmalı (0.025 % Max. ) Kükürt

miktarı arttıkça dikişte çatlaklar ve bilhassa yüzeyde gözenekler meydana gelir. Karbon ( 0,05

45

– 0,09 ), Silisyum ( 0.030 max.) ve Manganez (0.45 - 0.60 ) miktarlarının da muayyen sınırları

aşmaması istenir. Aksi taktirde yine dikişte çatlak ve gözenekler meydana gelir.

Elektrot örtüsü: Örtülü elektrotlarda değişik kalınlıklarda ve çekirdekle eş merkezli olması

gereken bir örtü bulunur, örtülü elektrotlarla yapılan bir kaynağın kalitesi örtü karakterine ve

örtü kalınlığına bağlıdır. Elektrot örtüsünün başlıca görevleri;

➢ Kaynak metalinin korunması

➢ Arkın kararlılığı

➢ Dikiş profilinin kontrolü

➢ Kaynak metalinin kontrolü

➢ Kaynak metali bileşiminin kontrolü

Başlıca örtülü elektrot çeşitleri;

➢ Asit Örtüler

➢ Selüloz Örtüler

➢ Rutil Örtüler

➢ Bazik Örtüler

➢ Demir Tozu İçeren Örtüler

El ile kaynak yapılırken elektroda verilecek hareket, kaynağın kalitesine önemli oranda tesir eder.

Şekil 1.6’da el ile yapılan kaynakta elektrota verilecek hareketler görülmektedir.

Şekil 1.6 El ile yapılan kaynakta elektrot hareketleri

Gaz Altı Kaynağı

Gazaltı kaynak yönteminde dışarıdan sağlanan gazla otomatik olarak sürekli beslenen ve

eriyen elektrotlar kullanılır. Çıplak elektrot, kaynak banyosu, ark ve esas metalin kaynak

bölgesine komşu bölgeleri, atmosfer kirlenmesine karşı dışardan sağlanan ve bölgeye bir gaz

memesinden iletilen uygun bir gaz veya gaz karışımı tarafından korunur. Kaynak için gerekli

olan ark, kaynak torcundan gelen çıplak kaynak teli aracılığıyla oluşur.

46

Şekil 1.7 Gaz altı kaynak yöntemin de ark oluşumunun şematik gösterimi ve gaz altı kaynak makinası

Gazaltı Kaynak Yönteminde Kullanılan Gazlar

➢ Helyum Boğucu bir gazdır. Kimyada “He” harfleri ile gösterilir. Havadan yaklaşık %

13,8 daha hafiftir. Hidrojenden sonra bilinen en hafif elementtir. Kimyasal olarak inert

bir soy gazdır. Sıvı hâlde sıcaklığı çok düşüktür Kaynama noktası, bilinen en düşük

gazdır. Yurdumuzda üretimi fazla olmadığından yaygın kullanım alanına sahip

değildir. Helyum gazı genellikle doğal gaz kuyularından elde edilmektedir. Sıvı ve /

veya gaz fazlarında ticari olarak bulunur.

➢ Argon Havadan ağır bir gazdır. Kimyada ‘’Ar’’ harfleri ile gösterilir. Argon arkının

gerilimi ve argonun sıcaklık iletme kabiliyeti diğer koruyucu gazlara göre daha

düşüktür. Sonuçta, argon ortamında oluşan ark sütunu daha geniştir. Merkezde yüksek

olan sıcaklık dış sıcaklıklarda düşüktür. Bunun bir sonucu olarak da nüfuziyet dikişin

ortasında yüksek, kenarlarında düşüktür.

➢ Karışım Ark atmosferinin karakteri, kullanılan gaz ve gaz karışımlarına göre değişir.

Pratikte saf koruyucu gazlardan ziyade, karışım gazlar kullanılmaktadır. Kaynak

yöntemine, kaynaklanacak parçanın cinsine, kalınlığına ve şekline göre çeşitli karışım

gazlar mevcuttur. Ar + He çeşitli oranlarda karıştırılarak TIG ve MIG yöntemlerinde

kullanılmaktadır. Ar + CO2 + O2 karışımı kullanılırsa oluşan ekzotermik bir reaksiyon

sebebiyle kaynak banyosunun sıcaklığı yükselir ve yüzey gerilimi zayıflar, böylece

akıcılığı yükselmiş olan kaynak banyosunun gazı da giderilmiş olur.

47

➢ Karbondioksit Renksiz, kokusuz, havadan ağır, çok atomlu bir gazdır. Kimyada CO2

harfleri ile gösterilir. Diğer koruyucu gazlardan farklı olarak tüp içindeki CO2’ in büyük

çoğunluğu sıvı hâldedir. Tüpün üst kısmında (sıvının üzerinde) gaz hâlinde CO2

bulunur. Kullanım sırasında 14 gazın basıncı düştükçe sıvı da buharlaşarak basınç

normale döner. CO2 gaz hâline geçerken çevreden sıcaklık alır, sıcaklık düşer. Bir

tüpten sürekli olarak 12 litre/dk. dan daha fazla gaz çekilmemelidir. Aksi takdirde

alınan buharlaşma ısısı ile sıcaklığın düşmesi sonucunda CO2 karı oluşur. Çıkış borusu

ve manometrede akış tıkanabilir. Fazla debide gaz gerektiğinde birkaç tane tüp bir

manifold ile birleştirilerek kullanılabilir veya tek tüpün çıkışına buharlaşma ısısını

karşılamak üzere bir ısıtıcı yerleştirilir. Bu tüpler, içinde sıvı CO2 bulunduğundan hiçbir

zaman eğik veya yatık olarak kullanılmamalıdır.

MAG ve MİG Kaynağı

MIG kaynağı, “Metal İnert Gas” kelimesinin baş harfleri alınarak adlandırılır. Bu kaynakta

kullanılan gazlar asal olduklarından ark, helyum veya argon gazları altında oluşur. Genellikle

çelik dışındaki metallerde uygulanan bir yöntemdir.

MAG kaynağı, “Metal Active Gas” kelimesinin baş harfleri alınarak adlandırılır. Bu kaynakta

kullanılan gazlar karbondioksit ve karışım gazlardır. Genellikle çelik, düşük karbonlu çelik ve

alaşımlı çeliklerin kaynağında kullanılır. Prensip olarak MIG kaynağından farkı yoktur.

Şekil 1.8 Gaz altı kaynağında kullanılan torcun parçaları

48

TİG Kaynağı

TİG (Tungusten İnert Gaz Kaynağı) kaynağı da bir gazaltı kaynağı çeşididir. Yöntem olarak

MIG-MAG kaynağından farklılıklar gösterir. MAG/MİG yönteminden başlıca farkı arkı

oluşturmak için ergimeyen tungusten elektrot kullanılmasıdır. İlave tel, oksijen kaynağında

olduğu gibi el ile verilmektedir. Arkı oluşturan ilave tel ise tungstendir. Tungstenin ergime

sıcaklığı yüksek olduğu için erimeyen elektrot olarak da sınıflandırılmaktadır. TIG kaynak

yönteminde ergimeyen tungsten elektrot ile kaynak yapılan parça arasında elektrik arkı oluşur.

Kaynak banyosu, bir nozülden gönderilen argon veya helyum gazı tarafından korunur. Seri

üretime ve robot teknolojisine uygun olmayan bu yöntemde demir dışı metallerin kaynağında

üstün nüfuziyet elde edilir.

Şekil 1.9 TİG kaynak yönteminde ark oluşumunun şematik gösterimi ve TİG kaynak makinası

TİG kaynağı yönteminde ergime sıcaklığının yüksek olmasından dolayı tungusten ve bazı

oksitli alaşımları elektrot olarak kullanılmaktadır. Tungustene ilave edilen başlıca oksit çeşitleri

toryum oksit (ThO2) zirkonyum oksit (ZrO2) lantanyum oksit (LaO2) seryum oksit (CeO2)

şeklindedir. Elektrotlar bileşimine göre renklendirilmiştir. Saf tungsten yeşil ile işaretlenmiştir.

Bu elektrot genelde aluminyum ve aluminyum alaşımlarının AC kaynağında kullanılır. %2

toryumlu tungsten kırmızı ile işaretlenmiştir. Bu elektrot alaşımsız / az alaşımlı çeliklerin ya da

paslanmaz çeliklerin kaynağında kullanılır. %2 lantanyumlu tungsten mavi ile işaretlenmiştir.

Bu elektrot TIG ile kaynaklanabilen bütün malzemelerin kaynağında kullanılmak için uygundur.

TİG kaynak yönteminde kullanılan gazlar MİG/MAG yönteminde kullanılan gazlar ile aynıdır.

Fakat genellikle demir dışı metallerin kaynağında yüksek safiyette argon gazı kullanılır.

Kaynak Pozisyonları

Kaynakla birleştirme yapılacak yerin geometrisi kaynakla ilgili elektrot seçimi, kaynak akımı,

kullanılan gaz vb. bir çok parametreyi ilgilendirmektedir. Aşağıdaki resimde bazı kaynak

49

pozisyonları verilmiştir. Konuyla alakalı burada daha fazla bilgi verilmeyecek, ders öncesi

gerekli bilgilendirme yapılacaktır.

Şekil 1.10 Bazı kaynak pozisyonları

Kaynak Hataları

Şekil 1.11’de sıklıkla karşılaşılan kaynak hatalarının şematik gösterimi verilmiştir. Şekillerin

yan tarafında bu tip hatalara karşı alınacak önlemler görülmektedir.

50

Şekil 1.11 genellikle karşılaşılan kaynak hatalarının şematik gösterimi

2 DENEYİN YAPILIŞI

1) Gerekli güvenlik önlemlerinin alınması ve kaynak cihazı hakkında bilgilendirme

yapılması

2) Kaynakla birleştirilecek parçaların gerekli ön işlemlerden geçirilmesi

3) Parçaların kaynak kabiliyetine göre kaynak parametrelerinin ayarlanması

4) Kaynak işleminin gerçekleştirilmesi

5) Parçaların yüzey temizliğinin yapılması

6) Mekanik test ve mikroyapı incelemelerinin gerçekleştirilmesi

51

3 DENEY RAPORUNDA İSTENENLER

.

1) Yapılan kaynaklı bağlantının teknik resim kurallarına uygun kesit görüntüsünü çiziniz.

2) Karbon eşdeğerliğine göre ön ısıtma işleminin gerekli olup olmadığını bulunuz.

3) ITAB bölgesini mikroyapısal olarak değerlendiriniz.

KAYNAKLAR

[1] Sakarya Üniversitesi, Hüseyin UZUN, Kaynak Dersi, Ders Notları.

[2] Sakarya Üniversitesi, Ramazan YILMAZ, Kaynak Dersi, Ders Notları.

[3] http://www.gedikegitimvakfi.org.tr/wp-content/uploads/2013/12/library_6.pdf

[4] http://www.oerlikon.com.tr/files/celiklerin_kaynak_kabiliyeti.pdf

[5] http://www.askaynak.com.tr/contents/34/20110918150308_teknik-egitim-el-kitabi.pdf

[6] http://www.teknikport.com/2012/06/kaynak/

http://www.gedikegitimvakfi.org.tr/wp-content/uploads/2013/12/library_6.pdf

http://www.gedikegitimvakfi.org.tr/wp-content/uploads/2013/12/library_6.pdf

http://www.oerlikon.com.tr/files/celiklerin_kaynak_kabiliyeti.pdf

http://www.oerlikon.com.tr/files/celiklerin_kaynak_kabiliyeti.pdf

http://www.askaynak.com.tr/contents/34/20110918150308_teknik-egitim-el-kitabi.pdf

http://www.askaynak.com.tr/contents/34/20110918150308_teknik-egitim-el-kitabi.pdf

http://www.teknikport.com/2012/06/kaynak/

52



MMM308 Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Laboratuvarı II

“Tahribatsız Muayene”

Deney Föyü

DENEYİN ADI Tahribatsız Muayene

DENEYİN AMACI

Radyografi, manyetik partikül, penetran sıvı, ultrasonik ve girdap

akım yöntemlerinin önemini ve kullanımını standartlar doğrultusunda

öğretmek.

TEORİK BİLGİ

1. Penetran Sıvı Yöntemi

Metalik veya metalik olmayan bütün malzemelerde yüzey çatlaklarının kapiler etki ile tespit

edildiği yöntemdir. Bu yöntemde kullanılan sıvılar; yüzey çatlak ve boşluklarına girebilen,

kırmızı renkli veya ultraviyole ışınlar altında görülebilme özelliğine sahiptirler.

2. Manyetik Parçacık Yöntemi

Sadece demir, nikel ve kobalt gibi manyetik (mıknatıslanabilir) malzemelerde yüzey veya

yüzeyin hemen altındaki çatlak, boşluk veya metalik olmayan süreksizliklerin tespitinde

kullanılan tahribatsız muayene yöntemidir.

Özel bir düzenek yardımıyla mıknatıslandırılan malzemenin yüzeyine ince yağ içine

karıştırılmış demir tozu bulunan manyetik malzeme sürülür. Yüzey ve yüzeye yakın

süreksizlikler manyetik alanı bozarak demir tozlarının bu süreksizliklerin olduğu yerde

kümelenmesine sebep olmakta, böylece malzemedeki hataların tespit edilmesini

sağlamaktadır.

53

3. Ultrasonik Muayene

Metalik veya metalik olmayan malzemelerin içerisindeki süreksizliklerin yüksek frekanstaki

ses dalgaları yardımıyla tespit edildiği bir yöntemdir. Prob yardımıyla üretilen ses dalgaları

malzeme içerisinde yayılarak ilerlerken herhangi bir süreksizliğe çarptıktan sonra geri dönerek

tekrar proba ulaşmaktadır. Probda elektrik sinyallerine dönüştükten sonra ekrana aktarılan

ekolar yardımıyla malzeme içerisindeki süreksizliklerin yer ve boyutları hakkında bilgi sahibi

olunmaktadır.

4. Girdap Akımları Yöntemi (Eddy Current)

Yüzey ve yüzeye yakın süreksizliklerin tespit edildiği girdap akımları yönteminin

uygulanacağı malzemenin elektrik iletkenliğine sahip olması gerekmektedir. Ayrıca bu

yöntemle korozyon, boya ve kaplama kalınlığı da ölçülebilmektedir.

Bir iletken telin içerisinden akım geçirildiğinde etrafında manyetik bir alan oluşmaktadır.

Elektrik iletkenliğine sahip başka bir malzeme (muayene edilecek malzeme) bu manyetik alan

içerisinde bırakıldığında bu malzeme içerisinde tekrar bir gerilim indüklenecektir ve malzeme

içerisinde akım oluşacaktır. Bu akıma “Eddy current” (Girdap Akımı) denir. İşte bu Eddy

54

akımları malzeme içerisinde herhangi bir çatlak, boşluk, yüzey hasarları veya hatalı kaynak

birleştirmeleri gibi kusurlar ile karşılaştığında, akışın olması gerektiği doğrultuda

yayınamayacaklar ve bunun sonucunda manyetik alanda bir değişiklik oluşacaktır. Sonuç

olarak manyetik alandaki bu değişim bir takım sinyallere dönüşerek malzemedeki hatalar tespit

edilebilecektir.

5. Radyografik Muayene Yöntemi

Oldukça hassas bir muayene yöntemi olan radyografik muayene yöntemi ferromanyetik ve

ferromanyetik olmayan tüm malzemelere uygulanabilmektedir. Bu yöntem ile malzemelerdeki

kalınlık değişimleri, yapısal değişiklikler, içerdeki hatalar ve montaj detayları tespit

edilebilmektedir.

X- ışını tüpü veya radyoaktif izotop kullanılarak üretilen radyasyon muayene edilecek parça

üzerine gönderilir. Dalga boyunun çok küçük olmasından dolayı malzeme içerisinden

geçebilen bu x- ışını malzemenin arkasındaki filme ulaşarak malzeme içerisindeki hataları

tıpkı hastanelerde çekilen ve kırık kemiğin tespit edilmesinde kullanılan röntgen yöntemi gibi

görüntülemektedir.

55

DENEYİN YAPILIŞI

Penetran sıvı ile malzeme kontrolü TS EN 1371 standardına gore yapılır. Kontrol esnasında

sırasıyla aşağıdaki işlemler uygulanmaktadır.

Kontrol edilecek bölgenin kabuk, yağ, pas,

boya vb. kalıntılardan arındırılması için

mekaniksel veya kimyasal ön temizleme

yapılır.

Genellikle kırmızı renkli olan penatran sıvısı

sprey, yıkama veya fırçayla uygulama

yöntemlerinden biriyle yüzeyde ıslanmadık

yer kalmayacak şekilde uygulanır.

Penetran sıvının çatlaklara nüfuz edebilmesi

için 5-40 dakika beklenir.

56

Ara yıkama işlemi yapıldıktan sonar nemsiz

temiz bir bezle kurutma işlemi yapılır.

Ara yıkama sonrası parça yüzeyine emici

sıvı sürülerek çatlak ve gözeneklerin ortaya

çıkması sağlanır.

İşlem yapılan bölge gözle ve büyüteç

yardımıyla incelenerek çatlak yerlerin tespiti

yapılır. Hataların değerlendirmesini yapacak

kişi EN 1289 seviyesinde penetran sıvı

sertifikasına sahip uzman olmalıdır.

RAPORDA İSTENENLER

1. Tahribatsız muayene yöntemleri hakkında kısaca bilgi veriniz, hangi yöntemin hangi

durumlarda kullanıldığını açıklayınız.

2. Penetran sıvı, manyetik parçacık, ultrasonik muayene, girdap akımları ve radyografik

muayene yöntemlerinin uygulandığı malzeme türleri ile yöntemin avantaj ve dezanavtajlarını

gösteren bir tablo hazırlayınız.

3. Deney sonrası size verilen uygulama, hesaplama ve yorumlamaları deney raporunuza

yazınız.

KAYNAKLAR

1. Anadolu Üniversitesi Malzeme Bilimi ve Mühendisliği, Malzeme Üretim Laboratuvarı

II Deney Föyü

2. Tahribatsız malzeme muayene yöntemleri, TMM, 2007

3. Tahribatsız muayene ders notu, T.C. Milli Eğitim Bakanlığı, MEGEP, 200

57




“Kimyasal Çöktürme Yöntemi ile Seramik Toz Üretimi”

Deney Föyü

DENEYİN ADI Kimyasal Çöktürme Yöntemi ile Seramik Toz Üretimi

DENEYİN AMACI İleri teknoloji uygulamalarında kullanılan seramik tozlarının yüksek

saflıkta, homojen ve dar bir boyut aralığında üretiminin sağlanması.

GİRİŞ

Geleneksel yöntemlerle üretilen seramikler sağlık gereçleri, mutfak gereçleri, tuğla, refrakter

vb. uygulamalarda kullanılırken ileri teknoloji seramikleri türbin kanadı, nükleer reaktör,

otomobil parçaları, biyomedikal uygulamalar vb. yüksek teknoloji uygulamalarında

kullanılmaktadır. Bu sebeple, kullanılmak istenen hammaddenin tane boyutlarının çok küçük,

empüritelerden arındırılmış, saf ve homojen olması gerektiğinden dolayı, ileri teknoloji

seramiklerinin sentezleme yöntemi ile yapay olarak üretilmesi gerekmektedir.

İleri teknoloji seramikleri kimyasal bileşimlerine göre sınıflandırılmaları aşağıdaki tabloda

gösterilmiştir:

Oksitler Al2O3, ZrO2, MgO, SiO2, FeO, Fe3O4, TiO2

Karbürler SiC, TiC, ZrC, WC, B4C

Nitrürler Si3N4, BN, AlN, TiN, ZrN

Silisitler Mo2Si, WSi2

Üstün nitelikteki ileri teknoloji seramiklerinin üretimi düşük ve yüksek sıcaklık yöntemleri

olmak üzere iki yaklaşımda gerçekleşmektedir. Uygulama alanına ve tozun türüne göre bu

yöntemler aşağıdaki gibi sıralanabilir;

● Atomizasyon (MCrAlY tozları, Co ve Nikel esaslı alaşımlar)

● Ergitme (Metal karbürler ve oksitler)

● Sinterleme (Metaller, Metaller-Karbürler ve oksitler)

● Toz Bağlama Teknikleri (Metal karbürler ve oksitler)

● Özel Teknikler (Kimyasal Çöktürme, Sol-Jel, HSOP)

Bu kısımda kimyasal çözeltilerden toz elde etme yöntemi olan çöktürme tekniği incelenecektir.

Bu teknik ile yüksek saflıkta ve ince toz üretimi gerçekleştirilmektedir. Bunun için önce istenen

katyonları içeren bir çözelti hazırlandıktan sonra çöktürme, buharlaştırma veya ekstraksiyon

ile çözücü sistemden uzaklaştırılır.

58

DENEYİN YAPILIŞI

Bu deneyde çöktürme yöntemi ile;

- Aluminyum tuzu [Al(NO3)3.9H2O] kullanılarak alüminyum oksit (Al2O3) tozu

- Çinko tuzu [ZnSO4.7H2O] ile aluminyum tuzu [Al(NO3)3.9H2O] kullanılarak ise çinko

oksit + ağ%5 aluminyum oksit tozları üretilecektir.

1. Alumina Tozu Üretimi

Bunun için öncelikle alüminyum tuzu 0,1 M’lık çözelti oluşturacak şekilde saf su içerisinde

karıştırılarak çözündürülecek. Elde edilen çözelti içerisine pH=10 oluncaya kadar NaOH

çözeltisi ilave edilerek sürekli karıştırma ile Denklem 2’deki reaksiyon gereği aluminyum

hidroksit çöktürülecektir.

Al(NO3)3(aq) + 3NaOH(aq) Al(OH)3(katı) + 3NaNO3(aq) (2)

Çöktürme işlemini takiben sodyum nitrat (NaNO3)’ın sistemden uzaklaştırılması için

aluminyum hidroksit çökeltisi birkaç kez saf su ile yıkanacak ve fiziksel suyun giderilmesi için

80-100°C’de etüvde kurutulacaktır. Hidroksit formundaki kurutulmuş yapının alüminyum

oksite dönüşmesi için tozlar açık atmosferli fırında 1300°C’de 1 saat süre ile kalsine

edilecektir. Nitratlı çözeltiden çöktürme yöntemi ile alüminyum oksit tozu üretim akım şeması

Şekil 2’de verilmiştir.

59

2. Çinko oksit ve aluminyum oksit karışım tozun üretimi

Çöktürme yöntemi ile çinko oksit-ağ.%5 aluminyum oksit içeren toz karışımlarının

hazırlanmasında çinko ve aluminyum tuzları kullanılacaktır. Alumina toz üretimine benzer

şekilde, önce çinko sülfat ve aluıminyum tuzu 0,1 M’lık çözelti oluşturacak şekilde saf su

içinde çözündürülecek ve bu çözelti içerisine yine Denklem 3’de verildiği gibi hidroksit

çöktürmek için NaOH ilave edilerek pH=10’da hidroksit çöktürülecektir. Çökelti eldesinden

sonra önce 80-100°C’te kurutulacak ve oksit üretimi için 750°C’de kalsine edilecektir.

ZnSO4(aq) + 2NaOH(aq) Zn(OH)2(katı) + Na2(SO4)(aq)

Çöktürme ve birlikte çöktürme yöntemi ile üretilen tozların kurutma ve kalsinasyon sonrası

tane boyutu ve şekli taramalı elektron mikroskobu (SEM) ile incelenecek ve faz yapıları x-

ışınları (XRD) cihazı ile belirlenecektir.

RAPORDA İSTENENLER

1. Deneyde elde edilen tozlar için molarite hesabı yapınız.

2. Kullanılan tuzlardan elde edilebilecek maksimum oksit seramik tozu miktarını bulunuz ve

3. Deney sonrası elde dilen oksit tozun miktarı, verim yüzdesini hesaplayınız.

Deney sonrası size verilen uygulama, hesaplama ve yorumlamaları deney raporunuza yazınız.

KAYNAKLAR

-Sakarya Üniversitesi Metalurji Malzeme Mühendisliği Laboratuvarı II Deney Föyü

60




“Slip Döküm”

Deney Föyü

DENEYİN ADI Slip Döküm

DENEYİN AMACI

Slip döküm yöntemiyle seramik parça üretiminde en önemli

değişkenlerin incelenmesi, seramik çamurunun reolojik özellikleri ve

reoloji kavramının özümsenmesi

DENEY ÖNCESİ BİLİNMESİ GEREKENLER

- Brownian hareketi nedir?

- Newtonian, dilatant, pseudoplastik, tiksotropik ve Bingham plastik davranışı ne

demektir?

Terminoloji

Süspansiyon: Herhangi bir sıvı içerisinde katı maddenin çözünmeden asılı olarak kalması.

Reoloji: Akışbilim. Sıvıların akış, katıların deformasyon özelliklerini tanımlayan özel bir bilim

dalı.

Aglomerasyon: Çeşitli etkilerden tozun toplaklanması olayı.

Koagülasyon: Kolloidal taneciklerin elektrik yükünün sıfır olması sonucu büyüyerek

çökmeleri. Bir aglomerasyon çeşididir.

GİRİŞ

Seramik şekillendirme yöntemlerinden biri olan slip döküm yöntemi, hem geleneksel hem de

ileri teknoloji seramikler için kullanılmakta olan yaygın bir şekillendirme yöntemidir. Slip

döküm yöntemi, büyük ve karmaşık şekillere sahip parçaların üretimine olanak vermesi

sebebiyle tercih edilmektedir. Bu yöntem kullanılarak simetrik olmayan ürünler, sofra

takımları, lavabo, klozet, küvet gibi ürünler üretilebilmektedir.

Slip döküm yöntemi, üretilecek malzemenin biçimine göre içi boş döküm ve dolu döküm olmak

üzere ikiye ayrılabilir. İçi boş dökümde; hazırlanan çamur, kalıbın içine dökülüp istenilen et

kalınlığı elde edilene kadar beklendikten sonra kalan çamur boşaltılır (Şekil 1). Dolu dökümde

ise kalıbın içine dökülen çamur tamamen kuruyana kadar beklenir.

61

Şekil 1. İçi boş dökümün şekilsel gösterimi (http://dx.doi.org/10.1016/S0924-0136(03)00857-4)

Slip dökümde et kalınlığının elde edilmesi, kullanılan alçı kalıbın yüzeyinin çamurdaki suyu

adsorblaması ve bu sırada seramik tanelerinin de kalıp yüzeyinde birikmesiyle gerçekleşir.

Döküm çamurunun kolayca kalıp içerisinde yayılıp çok hızlı bir şekilde istenilen et kalınlığına

ulaşması, kuruma sonrası ürünün kuru mukavemetinin yüksek, çekme küçülmesinin düşük

olması beklenir. Buradan da anlaşılacağı üzere seramik çamurunun reolojik özellikleri, slip

döküm yönteminde nihai ürünün özelliklerini etkileyen en önemli noktadır. Reolojik özellikler;

çamurdaki katı miktarı, kimyasal ve mineralojik bileşim, tane boyut dağılımı ve şekli, elektrolit

cinsi ve derişimi, sıcaklık ve pH gibi birçok parametreye bağlıdır.

Döküm çamurlarında istenilen akışkanlığı fazla su kullanmadan elde etmek gerekir. Fazla su

kalıpları ıslatır, kalıptan çıkma süresini artırır ve ürünün kalıp içerisinde çatlamasına neden

olabilir. Elektrolitler, döküm çamurunun su oranını azaltarak istenilen akışkanlığı sağlamak

amacıyla kullanılırlar. Elektrolitler, taneciklerin yüklerini değiştirerek etkin bir şekilde su

içinde dağılmasını sağlarlar. Her kil, kaolen veya çamurun elektrolitlerle akışkan haline

gelmesi farklıdır. Elektrolitin türüne ve katılma oranına bağlı olarak döküm çamurlarının

reolojik özellikleri de değişmektedir, bu değişim döküm hızını da etkilemektedir. Genel olarak

çamurlar binde 3–7 arasında uygun elektrolit katkısı ile akıcı kıvama gelirler.

Yaygın olarak kullanılan elektrolitler sodyum karbonat (Na2CO3) ve sodyum silikattır

(Na2SiO3). Bunların dışında sodyum polifosfatlar, sodyum akrilat gibi elektrolitlerde

kullanılmaktadır. Yaygın olarak kullanılan elektrolitler sodyum karbonat (Na2CO3) ve sodyum

silikat (Na2SiO3) tır.

Ayrıca baryum karbonat (BaCO3) da dağıtıcı olarak ta kullanılır. Yapıda sülfatlar kalsiyum,

demir ve alüminyum tuzları çamurun floküle olmasına neden olurlar. Baryum karbonat bu

sülfat ve tuzları suda çözünmeyen baryum sülfat haline getirir. Ayrıca bu şekilde pişme

esnasında bu sülfatlardan meydana gelen gaz kabarcıklarını elimine ederek hava firesi hatasını

azaltmış olur.

http://dx.doi.org/10.1016/S0924-0136(03)00857-4

62

Tablo 1. Yaygın olarak kullanılan inorganik ve organik deflokülant çeşitleri

İnorganik Organik

Sodyum karbonat

Sodyum silikat

Sodyum borat

Tetrasodyum pyrofosfat

Sodyum poliakrilat

Amonyum poliakrilat

Sodyum sitrat

Sodyum sukinat

Sodyum tartat

Sodyum polisulfanat

Amonyum sitrat

Killerin sodyum silikat ile deflokülasyonu, silikat iyonları ile çok değerlikli katyonların

reaksiyonu sonucu meydana gelir. Çözünmeyen kalsiyum ve magnezyum silikatler oluşur.

Sodyum iyonları kil sistemleri yapısında bulunan Ca+2 ve Mg+2 gibi katyonlarla yer değiştirir,

itici kuvvetlerin artmasıyla deflokülasyon meydana gelir.

Ca-Kil + Na2CO3 Na2-kil + CaCO3

Ca-Kil + Na2SiO3 Na2-kil + CaSiO3

CaCO3 ve CaSiO3 suda çözünemediğinden bu reaksiyonlar tek yönlüdür. Sodyum iyonları kil

tanelerine yapışarak bir elektrik alan meydana getirirler. Bu elektrik alanı etrafındaki OH -

iyonlarını ve su moleküllerini üzerine çeker ve her kil parçacığının etrafında bir su mantosu

oluşur. Bu parçacıklar birbirini iter ve aynı zamanda van der Waals kuvvetleriyle çekerler. Bu

itme ve çekme kuvvetleri dengesine bağlı olarak sistem defloküle ya da koagüle olur.

Şekil 2. Floküle ve defloküle çamurun et kalınlığı alma durumu

63

Killer farklı deflokülantlar ile farklı reaksiyonlar verirler. Her biri için deflokülant miktarı

farklıdır. Ayrıca hammadde içinde bulunan çözülebilir safsızlıklar su içinde bulunan sülfat,

kalsiyum, magnezyum, demir ve aluminyum gibi iyonlar deflokülasyon için gerekli elektrolit

miktarını etkiler. Bu nedenle döküm çamurlarında kullanılan suyun iyonlarından arındırılması

gereklidir.

Şekil 3. Sodyum silikat ilavesiyle değişen çamur viskozitesi ve döküm durumları

Özet olarak;

Deflokülant kullanılmasının sebepleri:

Yüksek katı oranına sahip bir süspansiyon oluşturarak slip yoğunluğunu arttırmak

Şekillendirilen ürünün kurutma hızını arttırmak

Kuruma küçülmesinde azaltmak

Kurutma sonrası üründe oluşabilecek çarpıklıklar ve çatlakları azaltmak

Döküm hızını etkileyen değişkenler:

Döküm çamurundaki katı madde-su oranı

Döküm çamurundaki katı maddelerin tane boyutu ve dağılımları

Deflokülant tipinin spesifik özelliği

DENEYİN YAPILIŞI

64

1. Farklı su ve deflokülant miktarına sahip slip çamurları hazırlanır.

2. Slip çamurlarının litre ağırlıkları ölçülür.

3. Slip çamurlarının viskoziteleri ölçülür.

4. Slipler kalıplara dökülür.

5. 7 saat sonra kalıplardan çıkartılarak et kalınlıkları ölçülür.

RAPORDA İSTENENLER

1- Zeta potansiyeli ne demektir? Açıklayınız.

2- Seramik çamurunun reolojik davranışını ve deflokülantın seramik çamurunun viskozitesini

nasıl değiştirdiğini açıklayınız.

Diğer sorular, sorumlu asistan tarafından verilecektir.

KAYNAKLAR

1- Afyon Kocatepe Üniversitesi Malzeme Üretim Laboratuvarı II Ders Notu

2- Yıldız Teknik Üniversitesi Metalurji ve Malzeme Laboratuvarı Föyü

65




“Sırlama, Sinterleme ve Karakterizasyonu”

Deney Föyü

DENEYİN ADI Sırlama, Sinterleme ve Karakterizasyonu

DENEYİN AMACI

Sırlama ve sırlama çeşitlerinin tanımlanması, sinterlemeye etki eden

değişkenlerin öğrenilmesi ve temel karakterizasyon yöntemi

sonuçlarının yorumlanması

DENEYDEN ÖNCE BİLİNMESİ GEREKENLER

- Sinterleme nedir? Sinterleme çeşitleri kaça ayrılır?

- Sinterleme mekanizması nasıldır?

SIRLAMA

Şekillendirilmiş seramik parçaların en üst yüzeyine uygulanan ve pişme sonrası cam yapıya

benzer bir yapı oluşturan seramik esaslı karışımlar, sır olarak tanımlanabilir. Sır malzemesi

öğütülmüş uygun bileşimli seramik hammaddelerden elde edilir.

Seramik bünyeye sır uygulanmasının birçok sebebi vardır. Sır;

Uygulandığı yüzeye parlaklık ve düzgünlük sağlar.

Üzerine çekildiği mamulü geçirgensizlik oluşturarak gazlardan ve sıvılardan yalıtır.

Asitlere ve bazlara karşı dayanıklılık sağlar.

Çarpma ve darbelere karşı mukavemet kazandırır.

Hijyenik olarak mikro organizmaların oluşumunu önler ve bu organizmaların

hareketlerini sınırlandırır.

Kirlenmelerini önler, temizleme kolaylığı sağlar.

Pişme rengi gösteren bünyenin üzerinde örtücü bir tabaka oluşturur.

Seramik ürünlere renk ve doku özellikleri getirerek ürünün estetik değerini artırır.

Sır altına uygulanan dekorasyonu koruyup, dış etkilerden yalıtır ve korur.

66

Sır uygulanan yüzey, sırın özelliğine göre renkli, örtücü ya da şeffaf olabilir. Daha düşük

sıcaklıklarda üretilen seramiklerin sırlarına frit ilavesi yapılır. Frit, öğütülüp toz haline

getirilmiş seramik hammadde bileşimlerinin eriyik haline getirilip hızlıca soğutulması

sonucunda oluşan cam yapılı ara mamuldür. Olgunlaşma sıcaklığı (600-1200 °C), fritsiz

sırlarınkine göre (1350-1400 °C) oldukça düşüktür.

Sırlar, birden fazla şekilde sınıflandırılabilir. Sırların sınıflandırılması, Şekil 1’de verilmiştir.

Şekil 1. Sırların sınıflandırılması

Sır yapımında bazik, amfoter ve asidik olarak gruplandırılabilecek çeşitli hammaddeler

kullanılır. Gerek oksidin elde edildiği hammadde gerekse sırın kullanım şartları yönünden çok

çeşitli sır reçeteleri oluşturulabilmektedir. Sır hammaddeleri sağlanırken sırın kimyasal

bileşimine, maliyetine, hammaddelerin bulundukları yerlere, seçilen hammaddelerin içerisinde

bulunan mineral safsızlıklarına, hammaddelerin depolanma davranışına (nemli havaya hassas,

kuru havada depolanabilen gibi) dikkat edilmelidir. Ayrıca yoğunluk, yumuşaklık, sertlik gibi

birbirinden çok farklı özelliklere sahip hammaddelerin hepsinin bir arada öğütülmesi güçtür.

Dolayısıyla mineral özelliklerinin ve bu hammaddelerin çevreye etkisinin bilinmesi gerekir.

Sırlama teknikleri mamülün geometrik şekli, sırlanacak yüzey miktarı ve sırlanacak bünyenin

durumuna (ham veya pişmiş olma durumu) göre değişiklik gösterir. Sırlama yöntemleri

daldırma, püskürtme, akıtma, elektrostatik sırlama, fırça benzeri malzemelerle

sırlamadır.

67

Seramik mamullerdeki sırlarda karışımın istenilen ısıda gelişip, cam fazını oluşturması, sır ile

bünye arasındaki kaynaşmanın tam olması, sır ile bünye arasındaki genleşme katsayısının eşit

olması, kimyasal, mekanik, optik özelliklerinin yeterli olması beklenir.

SİNTERLEME VE KARAKTERİZASYON YÖNTEMLERİ

Şekillendirilmiş seramik yapının erime sıcaklığının altında bir sıcaklıkta (0.5-0.7 Terime)

tozların difüzyon yardımıyla kaynaması sonucu yapının yüksek dayanımlı yekpare hale

gelmesini sağlayan işlem, sinterleme olarak adlandırılır. Sinterleme sırasında toz tanelerinin

arasındaki boşluklar küçülür ve/veya yok olur. Toz katı-buhar yüzey alanının dolayısı ile de

toplam yüzey serbest enerjisini azaltma eğilimi; deformasyon öncesi tanelerde depolanan

enerjiyi (dislokasyon ve elastik stresler) serbest bırakma eğilimi ve sinterleme esnasında oluşan

kimyasal kompozisyon farklılıkları sinterleme için itici gücü oluşturmaktadır. Sinterlemenin

meydana gelebilmesi için malzeme taşınımı için bir mekanizma olmalı ve malzeme taşınımını

aktive eden bir enerji kaynağı olmalıdır. Sinterlemenin gerçekleşmesi için gereken bu enerji

kaynağı, sıcaklıktır. Sinterlemeyi iyileştirmek ve/veya hızlandırmak için basınç, elektrik akımı

gibi ikincil ya da üçüncül itici güçlerin kullanıldığı sinterleme yöntemleri de kullanılmaktadır

(sıcak izostatik presleme (HIP), sıcak presleme (HP), spark plazma sinterlemesi (SPS) gibi).

Sinterlemeyi etkileyen değişkenler ve bunların kontrolü, nihai ürünün özelliklerini belirleyen

en önemli faktörlerdendir. Özellikle seri üretimde istikrar sağlanması için bu değişkenlerin

detaylı olarak incelenmesi ve kontrol altında tutulması gerekmektedir. Sinterlemeyi etkileyen

başlıca değişkenler şu şekilde sıralanabilir: Tozun tane boyutu, yüzey özellikleri, sinterleme

sıcaklığı ve süresi, sıvı faz miktarı, önşekillendirme şartları, sinterleme öncesi gözenek

miktarı.

Sinterleme sonrası mamüllere uygulanabilecek başlıca karakterizasyon yöntemleri

yoğunluk/gözenek ölçümü, XRD, SEM, TG-DTA, mukavemet ölçümü, pişme küçülmesi,

kuruma küçülmesi, % toplu küçülme, % su emme miktarlarının bulunmasıdır.

Seramiklerde kapalı gözenek ve açık gözenek şeklinde iki farklı gözeneklilik söz konusudur.

Bu gözenekler malzemenin yoğunluğunun düşmesine neden olmaktadır. Seramik yapılarda

toplam gözeneklilik (açık ve kapalı gözenekler dahil), teorik yoğunluk (d) ve yığınsal (bulk)

yoğunluğa (dy) bağlı olarak aşağıdaki eşitlik kullanılarak hesaplanabilmektedir:

68

% Toplam Gözeneklilik = (d-dy)/d x 100

Seramik malzemelerin kapalı gözenek miktarının belirlenmesi güç olduğu için çoğu durumda

seramiklerin yalnızca açık gözenek miktarı belirlenmektedir. Seramiklerin açık gözenek

miktarının belirlenmesi için Arşimet prensibinden yararlanılmaktadır. Bu yöntem bir maddenin

bir sıvı içindeki ağırlığının, o maddenin kuru ağırlığı ile batmaya karşı gösterdiği direnç

kuvvetinin farkına (ya da yer değiştiren sıvı miktarına) eşit olduğu ilkesine dayanmaktadır. Bu

yöntemde; numunelerin kuru ağırlıkları, 100-110 °C'de kurutulduktan sonra hassas terazide

ölçülür. Sonra seramik numuneler saf su içerisinde ~4 saat kaynatılıp oda sıcaklığına soğutulur.

Su ve seramik malzemeler birlikte kaynatılarak, suyun kapiler etkiyle seramik yapının açık

gözeneklerinden içeriye doğru sızması sağlanmaktadır. Numunelerin asılı ve yaş ağırlıkları

ölçülür. Yaş tartım yapılmadan önce numune yüzeylerindeki ince su filmi tabakası nemli bir

bez yardımıyla uzaklaştırılır ve numune daha sonra tartılır. Yığınsal yoğunluk ve % açık

gözenek hesaplamaları aşağıda verilen bağıntılar kullanılarak gerçekleştirilir:

Yığınsal yoğunluk = Wa/(Wc-Wb)

% açık gözenek miktarı = (Wc-Wa)/(Wc-Wb)

Wa = Kuru numune ağırlığı

Wb = Asılı numune ağırlığı

Wc = Yaş numune ağırlığı

Seramik ürünlerde önemli sorunlardan biri de parçadan parçaya boyutların sabit kalmaması

birinden diğerine farklı küçülmeler gösterilebilmesidir. Bu tür değişimlerin sebebi

1- Kullanılan hammaddenin tane boyutu ya da mineral bileşiminin değişmesi

2- Çamur hazırlamada özelikle su içeriğinde oluşan değişimler

3- Kullanılan kalıplardan kaynaklanan hatalar

4- Pişirme bölgesindeki sıcaklık farkları, atmosferdeki değişimler olabilir. Özellikle yer karosu,

fayans gibi malzemelerin üretiminde bu hatalardan dikkatle kaçınılması gerekir. Bu nedenle

pişme ve kuruma küçülmeleri seramik bünyelerde denetlenmesi gereken en önemli

özelliklerden biridir. Birçok seramik ürünün kuruma ya da pişme sürecinde deformasyona

69

uğrayarak zarar görmesine küçülmenin yüksek olması neden olur. Bu nedenle şekillendirilerek

numunelerin üstüne işaretler konur ve kuruma ile pişme sonrasında karşılaştırma yapılır.

Oluşturulması amaçlanan ürünün niteliklerine göre küçülmenin belli bir yüzdeyi geçmemesi

aranır, örneğin porselenlerde yaklaşık % 16 küçülmenin üstü istenmez. Kuruma, pişme ve

toplam küçülmenin hesaplanmasına ilişkin formüller aşağıda verilmiştir.

% Kuruma küçülmesi = (Plastik uzunluk-Kuru uzunluk)/Plastik uzunluk x 100

% Pişme küçülmesi = (Kuru uzunluk-Pişme uzunluğu)/Kuru uzunluk x 100

% Toplu küçülme = (Plastik uzunluk-Pişme uzunluğu)/Plastik uzunluk x 100

DENEYİN YAPILIŞI

1. Slip döküm deneyinde üretilen numunelere daldırma yöntemi ve fırçalama yöntemiyle

sır uygulanır.

2. Sinterlenmiş numune örnekleri incelenerek numunelerdeki sır hataları gösterilip

belirlenir.

3. Sinterlenmiş numunelerin kuru ağırlıkları kaydedilerek Arşimet yoğunluk ölçümü

amacıyla kaynamaya bırakılır ve 4 saat sonra numunelerin yaş ağırlıkları ölçülür.

4. Sinterlenmiş numunelerin boyutları ölçülerek pişme küçülmeleri hesaplanır.

5. Sinterlenmiş numunelerin XRD sonuçlarından içerdiği fazlar, termal analiz

sonuçlarından ise endotermik ve ekzotermik reaksiyonları belirlenir.

6. Sinterlenmiş numunelerin SEM görüntüleri incelenerek gözenekler, tane sınırları vb.

gösterilir.

RAPORDA İSTENENLER

1. Seramiklerde sıkça karşılaşılan sır hataları nelerdir?

2. Sinterleme ilavesi ve bağlayıcı nedir? Ne amaçla kullanıldıklarını yazınız.

Deneyle ilgili sorular, sorumlu asistan tarafından verilecektir.

KAYNAKLAR

Endüstriyel Seramikler Cilt I-II, Güner Sümer, Anadolu Üniversitesi Yayınları No:377&654,

Eskişehir.

Seramik, TMMOB Kimya Mühendisleri Odası, Ankara.

70




“Taramalı Elektron Mikroskobu (SEM) ile Numune

Karakterizasyonu”

Deney Föyü

DENEYİN ADI Taramalı Elektron Mikroskobu (SEM)

ile Numune Karakterizasyonu

DENEYİN AMACI

SEM analizlerinin hangi amaçlarla yapıldığını, ne tür numunelerin hangi

tekniklerle ve mikroskop parametreleri ile incelenebileceğini göstermek.

SEM analizi sonucunda ne tür bilgilerin edildiği ve elde edilen bu bilgilerin

nasıl yorumlanacağı bu deneyin temel amaçları arasındadır.

TEORİK BİLGİLER

Optik mikroskoplar çok küçük cisimlerin görüntülerinin, bir mercek ya da ayna sistemiyle yansıtılması,

kırılması ya da kırınıma uğrayan ışık dalgalarıyla yeniden oluşturulmasına dayananan mikroskop

çeşididir. Ancak görünür ışığın dalga boyunun sınırlı olmasından dolayı optik mikroskopların büyütme

oranları da sınırlıdır.

Taramalı Elektron Mikroskobu (SEM), görünmeyen diğer mikro (10-6 m) ve nano (10-9 m) yapılı

malzemelerin görmek için kullanılmaktadır. SEM ile odaklanmış bir elektron demeti kullanılarak, ışık

mikroskobu ile erişilemeyen ayrıntılar görülebilmektedir. 10 ila 300.000 kat büyütmenin yapılabildiği

SEM görüntüsünde bulunan bir ölçek çubuğu yardımı ile görüntüdeki yapıların gerçek boyutu

hesaplanabilmektedir.

Esasen, taramalı elektron mikroskobunun yüzeydeki "görünüşü", bir duvardaki nesneleri taramak için

71

meşale kullanarak karanlık bir odada tek başına bir kişiye benzetilebilir. Meşaleyi sistematik olarak

soldan sağa tarayarak, kademeli olarak aşağıya doğru inen kişi hafızasındaki nesnelerin bir görüntüsünü

oluşturabilmektedir. SEM’ de, meşale yerine bir elektron demeti, gözler yerine bir elektron detektörü

ve bellek olarak ise görüntüleme ekranı ve kamera kullanılmaktadır.

Elektronlar, atom içinde negatif yüklü parçacıklar olduklarından dolayı ışık fotonlarının aksine, cam

merceklerle odaklanamazlar. Ancak, camın görünür ışığı kırıp odakladığı gibi elektromıknatıslar da

elektronları yönlendirip ve konsantre edebilmektedir.

Taramalı elektron mikroskobu (SEM) ışık mikroskobuna göre bize üç ana başlıkta bir avantaj sağlar:

1. Yüksek büyütmede çözünürlük. Çözünürlük, birbirine zıt iki nokta arasındaki en uzak

olan mesafe olarak tanımlanabilir. Işık mikroskobunda mümkün olan en iyi çözünürlük

yaklaşık 200 nm iken, tipik bir SEM'in çözünürlüğü 5 nm civardındadır.

2. Alan derinliği yani bir görüntünün göze net görünen alanı ışık mikroskobuna kıyasla

300 kat fazladır. Bu durum, mükemmel topografik detay elde edilebileceği anlamına

gelmektedir. Birçok kullanıcı için, numunenin üç boyutlu görüntüsü SEM'in en değerli

özelliğidir. Bunun nedeni, bu tür görüntülerin, düşük büyütmede bile, ışık

mikroskobuyla elde edilenlerden çok daha fazla bilgi sağlayabilmesidir.

3. Mikroanaliz, yani, numunenin kimyasal kompozisyonu hakkında bilgi vermektedir.

SEM Çalışma Prensibi

SEM, kolon, vakum pompası, numune tutucu ve görüntüleme sistemi olmak üzere 4 ana parçadan

oluşmaktadır. Kolonun üstü kısmında elektron demeti, havası alınmış bir tüpe yerleştirilmiş bir tungsten

filamana çok yüksek bir gerilim uygulanarak ısıtılmasıyla birincil elektronlar üretilir. Elektronlar, hava

içinde hava molekülleriyle çarpışmadan ötürü yol alamadıklarından, elektronların geçtiği yoldaki

havanın vakum pompaları yardımıyla boşaltılması gerekir. Kolonun orta kısmındaki anot yardımı ile

hızlandırılan birincil elektronlar, manyetik mercekler yardımı ile vakum içerisinde ilerlerken odaklanır

ve numune üzerinde düşürülür. Tarama bobini, bu odaklanmış elektron demetini, incelenen numune

alanının üzerinde gezdirir.

72

SEM genel görünümü ve SEM kolonu.

Elektron Numune Etkileşimi

Birincil elektron demetinin numune yüzeyi ile çarpışması sonucu Auger elektronları, ikincil elektronlar

(SE), gerisaçılan elektronlar (BSE) ve X-ışınları oluşur.

Auger elektronları doğrudan yüzey atomlarından gelir ve genellikle ilk 3 atom sırası hakkında bilgi

taşır. Çarpışma sonucu olan diğer elektronlardan farklı enerjiye sahiptir ve saptanması için Auger

dedektörü gerekmektedir. Birincil elektronların enerjisi, numuneden elektron koparmaya yettiği

durumlarda numuneden ikincil elektronlar koparır. Kolondaki ikincil elektron dedektörü tararafından

saptanan ikincil elektronlar, ilk 10 nm’lik bölgeden bilgi taşıyarak ve yüzey morfolojisine göre

kontrast vermektedir. Bazı birincil elektronlar daha derinlerdeki (450 nm)

atomlar ile çarpışarak ve geri yansımaktadır. Burada ise kontrast oluşumu

elektronların çarptığı atomun numarasına göre gerçekleşir. Eğer elektronlar atom

numarası büyük atomlar ile çarpışırsa açık bölgeler, atom numarası küçük

atomlar ile çarpışırsa koyu bölgeler oluşacaktır. Bu atomların saptanması için

geri yansıyan elektron (BSE) dedektörü gerekmektedir. (SEM çalışma prensibi

ve görüntü modlarını anlatan videoyu https://youtu.be/KfQ4VNpWN4M adresinden veya yukarıdaki

https://youtu.be/KfQ4VNpWN4M

73

kare kodu taratarak izleyiniz)

Aynı bölgenin (a) ikincil elektron (SE), (b) geri saçılan elektron (BSE) ve (c) enerji dağılımı X- ışını

spektroskopisi (EDX) görüntüsü.

Birincil elektronlar numunenin K, L, M seviyelerinde bulunan elektronları üst seviyelere uyarabilir. Bu

uyarılan elektronlar denge konumlarına geri dönerken bu seviyelerin arasındaki enerji farkına karşılık

gelecek şekilde karakteristik x-ışını yayarlar. 1 – 3 μm arasıdan gelen bu x-ışınları numune üzerindeki

herhangi bir noktanı elemetel analiz yapılabilir ve bu tekniğe Enerji Dağılım X-ışını Spektroskopisi

(EDS veya EDX) adı verilir.

Deneyin Yapılışı

1- http://www.ammrf.org.au/myscope/sem/practice/virtualsem/rock.php adresinde

bulunan sanal SEM uygulaması kullanılarak farklı mikroskop parametreleriyle

çalışarak görüntü elde edilecek.

2- http://www.ammrf.org.au/myscope/analysis/eds/practice/point.php adresinde bulunan

sanal EDS uygulaması kullanılarak kimyasal analiz yapılacaktır.

Raporda İstenenler

1- Elektron-numune etkileşimi sonucu Auger, ikincil ve geri yansıyan elektronlar ile

karakteristik x ışınlarının nasıl oluştuğunu çizerek açıklayınız.

2- SEM kolonunu çizerek içerisinde bulunan parçaları ve dedektör türlerini gösteriniz.

3- SEM’ de kullanılan elektron kaynak türlerini (gun) boyut, enerji, kullanım ömrü ve

kullanıldıkları vakum seviyelerine göre karşılaştırınız.

Kaynaklar

1- İstanbul Teknik Üniversitesi MET339 Malzeme Karakterizasyon Laboratuvarı Deney

Föyü

2- http://www.ammrf.org.au/myscope/

3- Afyon Kocatepe Üniversitesi, Malzeme Karakterizasyon Teknikleri Ders Notları

http://www.ammrf.org.au/myscope/sem/practice/virtualsem/rock.php

http://www.ammrf.org.au/myscope/analysis/eds/practice/point.php

http://www.ammrf.org.au/myscope/

75




“X-Işınları Difraktometresi (XRD) ile Numune Karakterizasyonu”

Deney Föyü

DENEYİN ADI X-Işınları Difraktometresi (XRD) ile Numune Karakterizasyonu

DENEYİN AMACI X-ışınları difraksiyonu tekniği ile kalitatif faz analizi yapılarak malzemelerin

karakterize edilmesi hedeflenmektedir.

TEORİK BİLGİLER

X-ışınları, genellikle bir kristal içindeki atomlararası mesafelere benzeyen, 0.1Å ila 100Å arasındaki

dalga boylarına sahip elektromanyetik radyasyondur. Bu yüzden, kristal yapıların X-ışınlarını kırmasına

izin verdiği için uygundur. X-ışını kırınımı (XRD), malzeme içerisindeki atomların düzlemlerinden

gelen x-ışınlarının kırınımını ölçerek malzemelerin kristal doğasını araştırmak ve ölçmek için kullanılan

bir yöntemdir.

Bir malzemeyi benzersiz bir şekilde tanımlamak için genellikle iki bilgi gereklidir (i) malzemede hangi

elementler vardır? (ii) bu elementler nasıl dizilidir? İlk soru genellikle kimyasal analiz teknikleriyle

(bkz. EDX ve XRF) cevaplanır ve malzemede bulunan elementlerin oranı belirlenir. Bu genellikle

kimyasal stokiyometri denilen kimyasal bir formüldür. Kimyasal formül, atomların uzaydaki veya

birbirlerine göre nasıl düzenlendiğini açıklamaz. Örneğin, malzeme kalsiyum karbonat, CaCO3

formülüne sahiptir, ancak doğal olarak iki farklı atomik düzenlemeyle oluşabilir. Bu atomik

düzenlemelere ise kristal yapılar denir. Aynı kimyasal formül için farklı yapılara polimorflar denir.

Kalsiyum karbonatın en yaygın iki kristal yapısı ortorombik ve trigonal-rhombohedraldir. Birincisine

aragonit, ikincisine kalsit minerali adı verilir. Farklı kristal yapılarını birbirinden ayırmak için X-ışını

kırınımı (XRD) kullanılmalıdır.

Kırınım: Bir monokromatik X-ışını kristal bir kafesle temasa girdiğinde, ışının

çarptığı her atom tarafından girişim kalıpları üretilir. Bu kalıpların birçoğu birbirini

etkileyerek birbirlerini iptal ederken doğru uzaklık ve açıda olan desenler ise birbiri

ile aynı fazda olurlar ve birbirlerini güçlendirirler. Buna kırınım adı verilir. Bu

dalga formu etkileşimi tüm dalga sistemlerinde görülebilir. (Kırınımı anlatan

videoyu https://youtu.be/q3H7wR_IR3w adresinden veya yukarıdaki QR kodunu tarayarak izleyiniz.)

https://youtu.be/q3H7wR_IR3w

76

Bragg Yasası

Karakteristik X-ışınlarının kullanıldığı difraktometre tekniğinde, analiz edilen örnekteki her bir kristalin

faz, difraksiyon diyagramındaki oluşturduğu çizgilerin açısal konumları (2θ) ve entegre edilmiş rölatif

şiddetleri ile karakterize edilir. Diyagramdaki her bir çizgi, X-ışınlarının belirli bir düzlemden

difraksiyonu (kırınımı) sonucu oluşur. Difraksiyon çizgisini oluşturan (hkl) düzlemlerarası mesafesi dhkl

ve çizginin açısal konumu θ, kullanılarak karakteristik X- ışınının dalga boyu λ ile gösterildiğinde belirli

bir difraksiyon gerçekleşme koşulu “Bragg kuralı” ile belirlenir. Bragg eşitliği, belirli bir düzlemden

meydana gelecek difraksiyonun doğrultusunun hesaplanmasında kullanılır. Karakteristik x-ışınlarının

dalga boyu bilindiğine göre, sinθ olarak ifade edilen difraksiyon doğrultusu dhkl düzlemler arası

mesafeye bağlıdır. dhkl mesafesi ise, söz konusu kristalin şekli (Bravais latisi) ve

büyüklüğü (latis parametreleri) ile belirlenir. Difraksiyon çizgilerinin şiddetleri

ise atomların kristal yapısındaki konumlarına bağlıdır. Böylece, difraksiyon

diyagramlarındaki çizgilerin açısal konumlarından (2θ) hesaplanan dhkl değerleri

ile bu çizgilerin rölatif şiddetlerini kullanılarak fazların karakterizasyonu

yapılmaktadır. (Bragg Yasasını ve X-ray kırınımını anlatan videoyu

https://youtu.be/wtvs1t3YZPw adresinden veya yukarıdaki QR kodunu tarayarak izleyiniz.)

XRD ile Kalitatif Faz Analizi

X-ışınlarının difraksiyonu ile faz analizi, tüm kristalin malzemelerin kendilerine özgü difraksiyon

paterni oluşturmaları prensibine dayanır. Analiz edilen numunenin farklı fazların bir karışımı olması

durumunda, karışımdaki her faz diğerinden bağımsız olarak kendi karakteristik desenini vermektedir.

Bu desenler, söz konusu kristal fazın kimliği veya parmak izi olarak değerlendirilebilir. Analiz edilecek

malzemenin x-ışınları deseni, kimliği bilinen referans desenle karşılaştırılıp hangisiyle uyumlu olduğu

belirlenerek karakterizasyon yapılır. Bu yöntemle faz analizi ilk defa Hanawalt tarafından yapıldığından

https://youtu.be/wtvs1t3YZPw

77

“Hanawalt yöntemi” olarak bilinir. Bu tür bir karşılaştırma ile karakterizasyonun gerçekleştirilebilmesi

için çok sayıda (binlerce) referans paternlerinden oluşan bir dosyanın oluşturulması gerekmektedir.

Dosya içinde yer alan her bir referans paternine ait difraksiyon verileri, sınıflandırılıp numaralandırılmış

kartlara (JCPDS kartları- Joint Committee on Powder Diffraction Standarts) işlenmiştir. Faz analizi,

bilinmeyen örneğin d düzlem mesafeleri ve bu d değerlerine karşı gelen rölatif şiddet değerlerini

referans kartlarındaki değerlerle karşılaştırılarak yapılır.

Deneyin Yapılışı

1- http://www.ammrf.org.au/myscope/xrd/practice/virtualxrd/entryslits.php

adresinde bulunan sanal XRD uygulaması kullanılarak farklı parametrelerde XRD

ölçümleri yapılacaktır.

2- Bilinmeyen bir numunenin XRD verisi, Hannawalt yöntemi kullanılarak bu numunede

hangi fazların bulunduğu belirlenecektir.

Raporda İstenenler

1- Size verilecek XRD datasını MatLab veya Excel programlarından birini kullanarak

çizdiriniz.

2- Çizdirdiğiniz grafiği Hannawalt metodunu kullanarak yorumlayınız ve numunenin

hangi fazlardan oluştuğunu gösteriniz.

Bonus: Basit Kübik, Hacim Merkezli Kübik ve Yüzey Merkezli Kübik Bravais Latisleri için

yapı faktörünü hesaplayarak, hkl’ye göre yorumlayınız. (Excel kullanabilirsiniz.)

Kaynaklar

1- İstanbul Teknik Üniversitesi MET339 Malzeme Kar. Laboratuvarı Deney Föyü

2- http://www.ammrf.org.au/myscope/

3- Afyon Kocatepe Üniversitesi, Malzeme Karakterizasyon Teknikleri Ders Notları

4- https://www.doitpoms.ac.uk/tlplib/xray-diffraction/index.php

http://www.ammrf.org.au/myscope/xrd/practice/virtualxrd/entryslits.php

http://www.ammrf.org.au/myscope/

https://www.doitpoms.ac.uk/tlplib/xray-diffraction/index.php

78



MMM 308 METALURJİ VE MALZEME MÜHENDİSLİĞİ LABORATUVARI-II

DENEY RAPORU

“Deney no ve adı” Öğrencinin Adı Soyadı Öğrenci No Tarih

Sorumlu Laboratuvar Eğitmeni:

MMM308 METALURJİ VE MALZEME MÜHENDİSLİĞİ...

Documents

Transcript of MMM308 METALURJİ VE MALZEME MÜHENDİSLİĞİ...