YÜZEY PÜRÜZLÜLÜK ÖLÇÜMÜ

Transkript

1 YÜZEY PÜRÜZLÜLÜK ÖLÇÜMÜ 1. DENEYİN AMACI Malzemelerin yüzey pürüzlülüğünün ölçümü, önemi ve nerelerde kullanıldığının belirlenmesi. 2.TEORİK BİLGİ Yüzey dokusu, yüzeyin üç boyutlu topoğrafyasının oluştuğu nominal yüzeyden rastgele veya tekrarlı olarak meydana gelen sapmalar şeklinde tanımlanabilir. Yüzey dokusu ; Pürüzlüğü (mikropürüzlük), Dalgalanmayı (makropürüzlük), Yüzey paternini, Yüzey hatalarını İçerir. Şekil 1 de tek yönde yüzey paternine sahip bir yüzeyin, yüzey dokusu görülmektedir. Mikropürüzlülük, moleküler boyutlardaki girinti ve çıkıntıların malzeme yüzeyinde ufak dalga boylarında oluşturdukları dalgalanmalar şeklinde görülürken, makro pürüzlülük daha büyük boyutlardaki girinti ve çıkıntıların büyük dalga boylarında oluşturdukları dalgalanmalar şeklinde görülür. Yüzey paterni ise üretim sistemine bağlı olarak oluşan, yüzey yapısı şeklinde açıklanabilir. Yüzey hataları ise üretim sırasında oluşan ve yüzey topoğrafyasında kesintilere sebebiyet veren hatalardır. Malzemelerin içerdikleri yüzey pürüzlülüklerinin belirlenmesi amacıyla birtakım cihazlar geliştirilmiştir. Bu amaçla geliştirilen cihazlar; Mekanik profilometreler, Optik profilometreler, Atomik kuvvet mikroskobu, Taramalı elektron mikroskobu şeklinde sıralanabilir. Sayılan bu cihazlardan mekanik profilometre ve atomik kuvvet mikroskobu, temaslı olarak yüzey pürüzlülüğünü belirlerken optik ve taramalı elektron mikroskobu ile temassız olarak 1

2 yüzey pürüzlülükleri belirlenebilir. Yumuşak ve yüzeyleri hassas olarak işlenmiş malzemelerin yüzey incelemelerinde, temassız olarak ölçüm yapabilen cihazlar kullanılır. Mekanik ve optik profilometreler, yüzey araştırmalarında yaygın olarak kullanılmaktadır. Şekil 1. Tek yönde yüzey paternine sahip bir yüzeyin görünüşü Mekanik profilometreler, elmas sivri bir ucun malzeme yüzeyinde gezdirilmesi sırasında sivri ucun, malzeme yüzeyindeki girinti ve çıkıntılardan geçerek malzemenin yüzey profilinin çıkarılması prensibine dayalı olarak çalışır. Şekil 2 de mekanik bir profilometrenin yapısı ve kullanılan elmas ucun özellikleri şematik olarak verilmiştir. Şekil üzerinde görüldüğü gibi kullanılan elmas uç, 85 0 lik açıya ve 5 m eğrilik yarıçapına sahiptir. Elmas uç, belirli bir eğrilik yarıçapındaki bir destek ile desteklenmiştir. Tutucu kol sürücü ünitesine bağlıdır. Sivri elmas ucun malzeme yüzeyinde gezdirilmesi sırasında çıkıntı ve girintilerden geçerken dikey eksen boyunca hareket eder. Meydana gelen dikey yer değişimleri elektro-mekanik dönüştürücüler ile elektrik sinyallerine dönüştürülürler. Üretilen elektrik sinyalleri güçlendiricilerden geçirilir. Güçlendiricilerden geçirilen elektrik sinyalleri, pürüzlülük ve dalgalılık sonuçlarının elde edilmesi için üç farklı işlemci ile beslenir. Pürüzlülük işlemcisine beslenen sinyaller yüksek geçirimli filtrelerden geçirilirken, dalgalılık belirleme işlemcisine 2

3 beslenen elektrik sinyalleri düşük geçirimli filtrelerden geçirilir. Sonuçta elde edilen bütün değerler kayıt edici tarafından saklanır. (Alpdoruk, 1996) Kullanım Alanları: Temaslı veya temassız olarak değişik şekilli sert veya yumuşak malzemelerin yüzey pürüzlüklerinin saptanması amacıyla kullanılabilir. Şekil 10 da deneyler sırasında kullanılan yüzey profilometresi cihazı şematik olarak görülmektedir. Şekil 2. Yüzey Profilometresi Ra - Average Roughness (Ortalama Pürüzlük) Ortalama pürüzlük yüzey profilinin mutlak değerinin integralidir. Taralı alanın L uzunluğuna bölünmesiyle elde edilir. En çok kullanılan pürüzlük parametresidir. Rt, Rp (Rz), and Rv Rp (Rz) pik pürüzlüktür, yüzey profilinde yeralan en yüksek piktir. Rv en derin piktir. Rt her ikisinin toplamıdır. 3

4 3. DENEY MALZEMESI ve TECHİZATLAR Yüzey Pürüzlülük Ölçüm Cihazı Çeşitli yüzey pürüzlüklerine sahip numuneler 4. DENEYİN YAPILIŞI Yüzey pürüzlülüğü ölçümü için gerekli şartlar belirlenir (ölçüm yapılacak standart, pürüzlülük profili, örnekleme mesafesi, ölçüm yapılacak toplam mesafe, ölçüm hızı gibi) Algılayıcı uç (stylus) malzeme üzerine temas ettirilir. Uç malzeme üzerinde iken malzemenin hareket etmemesine özen gösterilmelidir. Algılayıcı uç, incelenecek yüzey üzerinde belirlenen ölçüm mesafesi boyunca hareket ettirilerek tarama yapılır. Yüzeydeki girinti ve çıkıntılar uç vasıtasıyla tespit edilir. Ucun dik yöndeki hareketleri bir dönüştürücü aracılığıyla elektrik işaretine çevrilir. Daha sonra bu işaretler yükseltici ile büyütülür ve bir kalem vasıtasıyla çizilerek yüzey pürüzlülüğü grafiği hazırlanmış olur. 5.DEĞERLENDIRME Deney sonucunda çeşitli koşullarda hazırlanmış numuneler için yüzey pürüzlük değerleri elde edilir. Malzemelerin nihai işlem koşullarının yüzey pürüzlüğüne etkisi belirlenmiş olur. 6. RAPORDA BULUNMASI GEREKEN BİLGİLER Deney sonrası hazırlanacak raporda, genel açıklamaların dışında şu bilgiler bulunmalıdır : Test edilen malzemenin türü 4

5 Test edilen malzemenin boyutları ve teknik resmi Test edilen malzemenin test öncesi gördüğü işlemlerle ilgili bilgi Deneyde kullanılan teçhizatlar hakkında kısa tanıtıcı bilgi Deneyde bulunan sonuçlar (Cetvel, diyagram ve açıklama) Deney esnasında, genel deney kurallarından sapmalar var ise, nedenleri ve sonuca etkileri. 7. ÖĞRENCİNİN GETİRMESİ GEREKEN MALZEMELER Zımpara kağıdı; 180 grit, 240 grit, 400 grit, 600 grit, 800 grit, 1000 grit, 1200 grit 8.DENEYLE İLGİLİ YARARLANILABİLECEK KAYNAKLAR 1- Analysis of Metallurgical Failures (Second Edition), V. J. Colangelo, F. A. Heiser 2- ASM Handbook, Vol SAKLAKOĞLU, İ.E. İyon İmplantasyonu Yöntemiyle Yüzeyi Farklı Tip Elementlerle Modifiye Edilmiş AISI 316 L Tipi Paslanmaz Çeliğin Yüzey Karakteristiklerinin Karşılaştırılması, Celal Bayar Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Eylül 1999, Yüksek Lisans Tezi 5

6 METALOGRAFİK İNCELEME 1. DENEYİN AMACI Bu deney, farklı karbon oranları ve alaşım elementlerine sahip çelik malzemelerin mikroyapı incelemesi. 2.TEORİK BİLGİ METALOGRAFİ Metalografi, en bilinen şekliyle, metallerin iç yapısını inceleyen bilim dalıdır. Metalografi, metallerin iç yapısını inceleyerek onların özelliklerini belirlemeye, tarihçesini açığa çıkarmaya ve gelecekte ona ne gibi işlemler uygulanabileceğini anlatmaya (imalatı yönlendirmeye) çalışır. Bu çerçevede, metalografi mm düzeyindeki büyüklüklerden mikron altı büyüklüklere kadar bir aralıkta faaliyet gösterir. Bu faaliyetler, malzeme bilimi, fizik, kimya, mekanik, termodinamik, faz diyagramı, enerji gibi bir çok saha ile ilgilidir; dolayısıyla, metalografi disiplinler arası bir branş olarak görülür. Bir malzemenin mikroyapısı, malzemeyi oluşturan bileşenlerin düzeni, geometrik oluşumunun kimyasal ve yapısal tabiatı ile tanımlanmakta ve bu şekilde, malzemenin bileşen fazlarını ve ihtiva ettiği kusurları kapsamaktadır. Bir malzemenin mikroyapısı onun özelliklerini önemli ölçüde belirlemektedir. Bir malzemenin bütün potansiyelini kullanabilmek için, sadece malzemenin mikroyapısının oluşumuna katkıda bulunan faktörlerin anlaşılması değil, mikroyapı ve özellikler arasında mevcut olan kalitatif ve kantitatif ilişkilerin anlaşılması da gerekmektedir. Bu, bir taraftan malzeme biliminde bulunan ilişkilerin, diğer taraftan malzemenin üç boyuttaki mikroyapısının anlaşılması gerekmektedir. Makroyapı İncelemeleri Makro incelemenin mikro incelemeden ana farkları incelenen numunenin boyutu ve inceleme yapılan büyütmedir. Makro inceleme numuneleri mikro inceleme numunelerinden daha büyüktür. Ayrıca, makro inceleme yaklaşık sadece 10X büyütmede yapılır; genellikle çıplak göz veya mercek kullanılır. Makro incelemede incelenen alan nispeten geniş olabilir (30mmx30mm) ve bu boyutu dağlama çözeltisinin kabı sınırlar. Yüzey hazırlanması, mikroskobik incelemeye nazaran çok daha basittir (kolaydır). Uygulama basit, oldukça hızlı ve ucuzdur.; fakat çok korozif bir işlemdir. Konsantre çözeltiler kullanıldığı için, çevreyi kirletme eğilimi vardır ve asit döküntü ve buharları tehlikeli olabilir. Mikroyapı 6

7 İncelemeleri Mikroyapı incelemeleri ile hakkında bilgi alınabilecek çok sayıda malzeme özelliği vardır. Bunların bir kısmı şu şekilde sıralanabilir: Malzemenin tane boyutu, Malzemenin tarihçesi (daha önce ne tür işlemelere maruz kaldığı) Ne tür işlemleri uygulanabileceği, Deformasyon miktarı, Mikroyapısı, Kalıntı (inklüzyon) türü, dağılımı, yoğunluğu, Segregasyon durumu, Tane boyutu, Çatlak, Katlama, Dekarbürizasyon, Karbürizasyon, Sertleşme derinliği, Nitrasyon, Kaplama kalınlığı, Gaz boşlukları, Döküm boşlukları, Grafit türü ve dağılımı, Kırılma türü ve mekanizması NUMUNE HAZIRLAMANIN ESASLARI Metalografik incelemenin esası ve başarısı uygun numunenin alınmasına bağlıdır. Numune alınması bilgi-görgü işi olmakla beraber, incelenecek numunelerin tarihçesinin bilinmesi çok önemlidir. Bu noktada, istek sahibiyle detaylı görüşülmeli ve taleplerinin ne olduğu tam olarak anlaşılmalıdır. Aksi takdirde, çok güzel hazırlanmış bir numune amaca hizmet edemez veya istenilen parametreleri analiz etmek için uygun olmaz. Alınan numunenin bir değer taşıyabilmesi için, numunenin her yönden (fiziksel, kimyasal bileşim yönlerinden) esas malzemeyi tam olarak temsil etmesi gerekir. Ana kriter, numunenin inceleme amacına uyun olmasıdır; yani numune, ya genel mikroyapı incelenmesine veya sadece bir veya birkaç belirlenmiş parametrenin (tane boyutu, kırılma veya çatlama türü vb.) incelenmesine imkan verecek şekilde alınmalıdır. Özelliklerin yönle değişmediği (izotropi) 7

8 kesin olarak biliniyorsa veya incelenecek parametre için tek bir yön yeterli ise, bir kesitten alınması uygun olabilir. Ne var ki, çoğu durumda, malzemelerin özellikleri (yapıları) yöne bağlı olarak değiştiği için (anizotropi) iki veya üç doğrultuda (genişlik, kalınlık ve uzunluk yönlerinde) kesit hazırlanması gerekir. Enine kesit hazırlanması Sementasyon tabakası incelemelerinde (derinlik ve mikroyapı değişimi), Dekarbürizasyon incelemelerinde, Korozyon incelemelerinde, Kaplama incelemelerinde, Katlama türü hataların incelemesinde, İnklüzyon değerlendirilmesinde, Kesit boyunca mikroyapı değişimlerinin incelenmesinde, Boyuna kesit hazırlanması ise; Kalıntı değerlendirilmelerinde, Deformasyon yapılarının incelenmesinde, Segregasyon incelemelerinde, Katlama incelemelerinde gerekli olmaktadır. Numune hazırlanması prosedürü 4 adımdan ibarettir: Kesme: Numune Alma (Kesme) İncelenecek mikroyapı elemanlarına göre, malzemenin neresinden ne tür bir numunenin alınacağı tesbit edildikten sonra kesme makinasında numune kesilir. Her durumda, kesme veya koparma esnasında malzemede en az yapı değişikliğinin meydana gelmesi sağlanmalıdır. Prensip olarak, kesme işlemi, numunede en az ısınma ve en az deformasyon meydana getirmeli, malzeme kaybını minimum tutmalıdır (özellikle küçük parçalarda önemli). Bunun için, özellikle kesme işlemlerinde numune sürekli bir şekilde özel bir sıvı ile soğutulmalıdır. Bu sıvı numunenin korozyonunu önler, malzeme ile kesici takım arasındaki sürtünmeyi azaltır ve en önemlisi malzemenin ısınmasına izin vermez. Kesilen numune çapak varsa ve numune kalıplanmadan incelenmeye uygunsa, keskin köşeler alınmalıdır. Yüzeyde oluşacak deformasyon tabakası da ya kesmeden hemen sonra veya kalıplama işleminden sonra taşlama ile veya kaba bir zımpara ile kaldırılmalıdır. Kesme 8

9 makinalarında kesme işlemi özel diskler vasıtasıyla yapılmaktadır. Bu diskler, çoğunlukla, AL2O3 veya SİC aşındırıcı elemanlarını içerirler. Bu sert partiküller genellikle metalik veya polimerik bağlayıcılar kullanılarak bir araya getirilmiştir. Sert bağlayıcı diskler yumuşak malzemeler, yumuşak bağlayıcılı diskler ise sert malzemeler için daha uygundur. Elmas emdirilmiş diskler de yaygın bir şekilde kullanılmaktadır. Hemen her türlü malzeme için uygun çeşitli kesme diskleri geliştirilmiştir. Kullanıcılar, üreticilere ne tür uygulamalar için disk istediklerini danışarak disk talep etmelidirler. Bazı malzemelerin boyutları kesilmesine gerek olmayacak kadar küçük olabilir (toz veya küçük kalıplanabilir parçalar); bu durumda, malzeme ya doğrudan kalıplamaya gider (toz veya şekilsiz parçalar) veya kalıplamaya da gerek duyulmada hazırlanabilir (belirli geometrik şekilli parçalar). Kalıplama: Kalıplama Kalıplama, uygulamada yaygın olarak bakalite alma olarak anılmaktadır. Bu, büyük ölçüde doğru olmakla beraber kalıplamanın tam karşılığı değildir. Çünkü, kalıplama işlemi bakalite alma olarak anılan sıcak kalıplama yanında soğuk kalıplamayı da kapsar. Soğuk kalıplama, bazı hallerde neredeyse sıcak kalıplama kadar çok kullanılmaktadır. Kalıplama, hazırlama işleminin kolayca yapılmasını sağlamak, mikroskobik incelemede mükemmel düz bir yüzey elde etmek ve eli kimyasallardan bir ölçüde korumak açılarından önemlidir. Kimi numuneler, büyüklük ve geometrik olarak uygunsa, kalıplama yapılmadan hazırlanabilir ve mikroskopta incelenebilir. Bazı numuneler ise (ince teller, ince yaprak şeklindeki metaller, vb.) ancak çeşitli klipler ve kelepçeler yardımı ile kalıplanabilir. Sıcak kalıplamada, incelenecek numune yüzeyi kalıp ile temas edecek şekilde kalıplama makinasının haznesine yerleştirilir ve üzerine yeteri kadar termoset bir polimerik toz dökülür; kalıbın ağzı kapatılır ve yük uygulanarak basınç altında o C de pişirilir. Tam pişmenin sağlanması (polimerizasyon) önemlidir. Bir çok uygulamada, polimer tozuna başka ilaveler de yapılmaktadır (uygulamada, bu ilaveler üretici firmalarca yapılmış haldedir). Bu tür katkıların yapılması şu faydaları sağlar. İletkenlik sağlanır (iletken metal tozları ile), Bakalitin sertliği artırılır, Kenar etkisi (kenarlardaki netlik bozukluğu) azaltılır. Sıcak kalıplamada kullanılan tozlar, genellikle bir çok dağlama çözeltisine dayanıklıdır; bununla birlikte, bazı çözeltilerin bu kalıp malzemesini çözebileceği unutulmamalıdır. Soğuk kalıplama, yine polimer esaslı malzemeler kullanılarak yapılır; bu maksatla polyester, akrilik 9

10 veya epoksi reçineler kullanılmaktadır. Bu malzemelere dışardan katkılar yapılması mümkündür. Soğuk kalıplama çoğunlukla standart kalıplarda yapılmakla beraber teknisyen bu konuda kişisel yeteneğini de sergileyebilir. Soğuk kalıplama, basınç altında ve sıcak kalıplama sıcaklıklarında özellikleri değişebilen malzemelere alüminyum, kalay, kurşun, lehim, biyolojik malzemeler vb.) uygulanan ve seri numune hazırlanmasına imkan veren bir usuldür. Doğru uygulanmaması halinde, polimerizasyon reaksiyonlarının hızlanması nedeniyle, aşırı ısı çıkışına (sıcaklık artışına) ve kalıplama malzemesinin yanmasına yol açabilir. Dikkatli olunmalı ve karışımlar reçetelere uygun hazırlanmalıdır. Her türlü hazırlama işleminden sonra Kalıp üzerine gerekli notlar yazılmalı, Numunenin kenarları, daha sonraki adımlarda malzemelere zarar vermemesi açısından, kaba bir zımpara ile yuvarlatılmalıdır. Kesilmiş numune yüzeyi, eğer kesme sonrasında taşlanmamış veya kaba zımparalanmamış ise, kalıplama işleminden sonra bu işlem yazılmalı ve sonra kenarlar yuvarlatılmalıdır. Parlatma: Zımparalama ve Parlatma Kalıplanmış numunelerin (az sayıdaki durumda ise, çıplak bazı numunelerin) mikroskobik incelemeye uygun hale getirilmesi için parlatılması gerekir. Parlatma işleminin temel amacı, yüzey pürüzlülüğünü azaltmak suretiyle, ışığı iyi yansıtan bir yüzey elde etmektir. Zira metal mikroskopları numune yüzeyinden yansıyan ışınları incelemektedir. Parlatmakla, aynı zamanda daha önceki işlemler sırasında yüzey bölgesinde oluşan deformasyon zonunun derece azaltılması hedeflenmektedir. Bu bakımdan, parlatma işleminin her adımında daha ince aşındırıcılar kullanılmakta, bamsa kuvveti ve makinanın dönme hızı genellikle adım adım azaltılmaktadır. Öz olarak, her malzemeye uygun aşındırıcı malzemelerin seçimi önem taşır. Parlatma terimi, daha önce ifade edildiği gibi, zımparalama (grinding) ve parlatma (polishing-polisaj) adımlarını içerir. Bu bakımdan, genel olarak parlatmayı, kaba ve ince zımparalama ve kaba ve son parlatma olarak ayırmak mümkündür. Zımpara aşamasında, çoğunlukla kullanılan aşındırıcılar SİC (ve doğal alumina-korund-, magnetit, kübik bor nitrür) esaslı metal zımpara kağıtlarıdır. Halbuki parlatma işlemi aşındırıcının özel olarak dışarıdan katılması ile (pasta, sprey veya çözelti halinde) malzemeler için farklılık gösteren özel kumaşlar üzerinde gerçekleştirilir. 10

11 Gerek zımparalama ve gerekse parlatma işlemlerinin el yardımı ile veya otomatik cihazlar yardımı ile yapılır. Zımpara kağıtları birim alandaki aşındırıcı partikül sayısına göre numaralandırılmıştır. Dolayısıyla, partikül boyutu küçüldükçe birim alandaki partikül sayısı artar ve zımparanın nosu yükselir. Mesela, en kalın partikülleri içeren bir zımparanın numarası 80 dir ve partiküllerin tane boyut aralığı mikrondur; halbuki 800 numaralı zımpara ince partiküllerden oluşmuştur ( partikül boyut aralığı mikron). Yaygın olan bu kullanımın ışında zımparalar farklı şekillerde de gösterilmektedir (Tablo 1). Piyasada daha ince taneli zımparalar da mevcuttur; fakat bu boyutlarda zımpara karşılığı olarak elmas veya elmaslı diskler de giderek yaygın olarak kullanılmaktadır. Zımpara Tane Numarası Uzun Yazılış Şekli Kısaltılmış Şekli Mikron olarak tane boyutu / / / / numaralı zımparaya kadar olan zımparalarla yapılan işlem kaba zımparalama, daha ince zımparalarla yapılan işlem ince zımparalama adını alır. Kaba zımparalama, kesilen yüzeylerin ilk düzleme işlemidir ve kesilme sonrası veya kalıplama sonrası da bu işlem yapılmış olabilir; bu takdirde, zımparalama işlemine doğrudan ince zımparalama ile başlanır. İnce zımparalama ise parlatmaya hazırlık işlemidir. Zımparalama esnasında yapılabilecek hataların daha sonraki adımlarda düzeltilmesi imkanı olmadığı için, bu işlem esnasında çok dikkatli çalışılmalıdır. Otomatik cihazlar dışında, el ile zımparalama yapıldığında, numunenin her bir zımparanın yüzeyine üniform basmasına, yüzeyde sadece o zımparaya ait çiziklerin bulunmasına, bu çiziklerin tek bir doğrultuda olmasına, numunenin zımparaya tek yönlü olarak sürülmesine, işlemin akan su altında yapılmasına, zımpara değiştirirken numunenin, ellerin ve zımparanın iyice yıkanarak bir sonraki adıma kaba zımpara tozunun taşınmamasına ve sonraki zımparanın 90o dik doğrultuda uygulamasına dikkat edilmelidir. Bir zımparanın oluşturduğu deformasyon zonunun sonraki ile yapılan işlem süresinde ortadan kaldırıldığı varsayılır. Her zımpara adımı sonunda numune yüzeyinin gözle kontrol edilmesi uygundur. Zımparalama sırasında, numunenin uzun süre ıslak bırakılmasından kaçınılmalıdır. Zımparalama işlemini parlatma takip eder. Parlatma, zımparalanmış yüzeyin bir döner disk üzerindeki kumaş üzerine uygulanan aşındırıcı partiküller vasıtası ile aşındırılarak yapılır. Sürtünmeyi azaltmak için bir çeşit yağlayıcı da kullanılır. Aşındırıcı olarak, çoğunlukla Al2O3 kullanılmakla beraber elmas,krom oksit, magnezyum oksit, demir oksit de kullanılmaktadır. Yumuşak malzemelerin son parlatmasında kolloidal silika da önemli yer tutar. Alumina pasta, solusyon veya toz halinde bulunurken elmas sprey, solusyon veya pasta halinde, diğerleri 11

12 genellikle pasta şeklinde bulunur. Elmas kullanılması halinde yağ esaslı yağlayıcılar, alumina ve diğer aşındırıcılar kullanılması haline ise su türü yağlayıcılar kullanılır. Aşındırıcıların boyutsal büyüklüğü kaba veya son parlatma adımına göre değişir. Kaba parlatma adımı 1 mikrona kadar olup alumina ve elmas çok kullanılan aşındırıcılardır. Elmas, alumina, kolloidal silika, magnezyum oksit, demir oksit, krom oksit ise son parlatma adımında kullanılır. Aşındırıcılar,genellikle alüminyum veya PVC diskler üzerine yapıştırılmıştır veya tutturulmuştur.özel parlatma kumaşları üzerine tatbik edilir. Kumaşlar,parlatılacak malzemeye göre çeşitlilik gösterir; bilardo çuhası,ipek,kadife,naylon gibi kumaşlar bu maksatla kullanılmaktadır. Parlatma sırasında numune ile aşındırıcı (kumaş) arasında sürtünmeden ileri gelebilecek ısınmayı engellemek için su, yağ gibi yağlayıcılar kullanılır. Parlatma işlemi parlatma makinası ile yapılır. Numune bazı makinalarda el ile tutulurken otomatik makinalarda çok sayıda numuneyi birlikte parlatmak mümkündür. Bu durumlarda, numunelerin aynı tür olması gerekir; çünkü parlatma parametreleri malzemeden malzemeye değişmektedir. Parlatma işlemi tamamlandığında, numunenin yüzeyi ayna gibi parlak olur. Parlatma işlemi sırasında numenin zaman zaman döndürülmesi, kuyruklanma adı verilen kusurların oluşumuna engel olur. Parlatma işlemi sonunda yüzey deterjanlı su ile yıkanır, alkolle temizlenir ve hava püskürtülerek kurutulur. Yukarıda anlatılan mekanik parlatma pek çok numunenin parlatılmasında gayet tatminkar sonuçlar vermektedir. Ancak, özellikle bakır, aluminyum, ostenitik paslanmaz çelik gibi tek fazlı ve yumuşak malzemelerin mekanik olarak parlatılmasında bir çok güçlükle karşılaşılmaktadır. Bunların başlıcaları çabuk çizilme ve aşırı yük tatbiki nedeniyle belirgin yüzey deformasyonudur. Bu tür malzemelerin parlatılmasında elektrolitik parlatma da kullanılabilir. Özel elektrolitik parlatma cihazlarında belirli akım ve voltajda belirli kimyasal çözeltiler içinde yapılan elektrolitik parlatma işlemi sonucunda son derece düzgün-temiz bir yüzey elde edilir. Farklı fazların çözeltiden farklı miktarlarda etkilenmesi (yüzey reliefine yol açar ve yüksek büyütmelerde fokus problemi yaratır) ve kalıntıların dökülmesi bu usulün dezavantajıdır. Sertlikleri farklı olan fazlar içeren alaşımların parlatılması da bazı zorluklar arzeder. Bu tür malzemelerde fazların farklı miktarlarda aşınması yüzeyin ayna gibi olmasına izin vermez; reliefsi bir yüzey görüntüsü verir. Bu tür etkilerden kaçınmak için, titreşimli (vibrasyonlu) parlatma sistemleri kullanılmaktadır. Bu tür parlatma oldukça uzun sürelidir (saatler boyu sürebilir). Bunlar nispeten sofistike cihazlardır ve her laboratuarda bulunması gerekli değildir. 12

13 Dağlama: Dağlama (Etching) Parlatma işlemi sonucunda elde edilen yüzey bazı malzeme parametrelerinin incelenmesi açısından uygundur. Parlatılmış yüzeylerde yapılabilecek bazı inceleme türleri şunlardır: Kalıntı incelenmesi, Dökme demirlerin türünün belirlenmesi ve grafit yoğunluğu sınıflandırılması, Çatlak incelemeleri, Porozite incelemeleri, Bazı ikici fazların dağılımlarının incelenmesi, Bazı kaplamaların incelenmesi, vb. Fakat parlatılmış yüzeyler ışığı eşit miktarda yansıttığından yapının detayları gözlenemez; bunu sağlamak için yapıda kontrast oluşturmak gerekir; bunun için dağlama yapılır. Metalurjik incelemelerin çoğu parlatılmış yüzeylerin uygun bir kimyasal çözelti ile muamele edilmesinden (dağlama) sonra yapılır. Tane boyutu, deformasyon yapısı, segregasyon, mikroyapı, sementasyon-nitrasyon derinlikleri, dekarbürizasyon gibi bir çok parametrenin incelenmesi için dağlama işlemi gereklidir. Dağlama, malzemelere göre ve incelenecek parametrelere göre değişen çok sayıda kimyasal çözelti ile yapılır. Yani, bir tek tür malzemenin dağlanması için dahi çok sayıda çözelti mevcuttur. Teknik eleman, malzeme ve kimya bilgisini kullanarak yeni çözeltiler de hazırlayabilir. Çözeltilerin bazılarının çok basit olmalarına karşılık bazı çözeltiler kompleksdir ve kuvvetli kimyasallar (asit veya alkali)ihtiva ederler. Bu bakımdan, laboratuarın iyi havalandırılması, çözelti buharlarının teneffüs edilmemesinin sağlanması gerekir. 3. DENEY MALZEMESI ve TECHİZATLAR 1020, 1040, 4140, 1060, 5140, 8620 malzemeleri Ø30 x 15 mm 4. DENEYİN YAPILIŞI Numuneler ostenit bölgeye gelinceye kadar ısıtılır ve homojen ısınma meydana gelinceye kadar bekletilir. Fırından çıkarılan numunelerden bir adedi suda soğutma yapılarak sertleştirilir. Diğer numune havada bekletilerek soğuması sağlanır. 5. RAPORDA BULUNMASI GEREKEN BİLGİLER 13

14 Deney sonrası hazırlanacak raporda, genel açıklamaların dışında şu bilgiler bulunmalıdır : Test edilen malzemenin türü Test edilen malzemenin boyutları ve teknik resmi Deneyde kullanılan teçhizatlar hakkında kısa tanıtıcı bilgi Deneyde bulunan sonuçlar (Cetvel, diyagram ve açıklama) Deney esnasında, genel deney kurallarından sapmalar var ise, nedenleri ve sonuca etkileri. 14

15 MEKANİK DENEYLER 1. DENEYİN AMACI Bu deney, çeliklerin çekme dayanımlarının belirlenmesi için yapılır. 2.TEORİK BİLGİ Çekme deneyi malzemelerin mukavemeti hakkında esas dizayn bilgilerini saptamak ve malzemelerin özelliklere göre sınıflandırılmasını sağlamak amacı ile geniş çapta kullanılır. Çekme deneyi standartlara göre hazırlanmış deney numunesinin tek eksende, belirli bir hızla ve sabit sıcaklıkta koparılıncaya kadar çekilmesidir. Deney sırasında, standart numuneye devamlı olarak artan bir çekme kuvveti uygulandığında, aynı esnada da numunenin uzaması kaydedilir. Şekil 1. Çekme deneyi Çekme deneyi sonucunda numunenin temsil ettiği malzemeye ait aşağıdaki mekanik özellikler bulunabilir. a. Elastisite modülü b. Elastik sınırı c. Rezilyans d. Akma gerilmesi e. Çekme dayanımı f. Tokluk g. % uzama h. % kesit daralması Şekil 2. Çekme eğrisi 15

16 Numunedeki elastik şekil değişimi, akma, boyun verme ve kopmayı gösteren kuvvet-uzama eğrisi Mühendislik gerilme-şekil değişimi eğrisi, kuvvet-uzama eğrisiyle benzer şekildedir. 3. DENEY MALZEMESI ve TECHİZATLAR Isıl işlem görmüş çelik malzemeden çekme numuneleri Çekme basma test cihazı Kumpas 4. DENEYİN YAPILIŞI İşlem görmemiş, havada soğutularak ısıl işlem yapılmış numunelere 3 mm/d hızla çekme testi uygulanır. Çekme numunelerinin boyutları aşağıdaki gibidir. ɸ10 5. DEĞERLENDIRME 6. RAPORDA BULUNMASI GEREKEN BİLGİLER Deney sonrası hazırlanacak raporda, genel açıklamaların dışında şu bilgiler bulunmalıdır : Test edilen malzemenin türü Test edilen malzemenin boyutları ve teknik resmi Deneyde kullanılan teçhizatlar hakkında kısa tanıtıcı bilgi Deneyde bulunan sonuçlar (Cetvel, diyagram ve açıklama) Deney esnasında, genel deney kurallarından sapmalar var ise, nedenleri ve sonuca etkileri. 16

17 DENEY TASARIMI MALZEME GRUBU Mekanik ve metalografik özellikleri etkileyen parametrelerin belirlenmesi RAPORDA BULUNMASI GEREKEN BİLGİLER Problemin tanımlanması, analizi, parametrelerin ortaya konması (tablo halinde olabilir) Deney düzeneklerinin tayini Deneyde kullanılması planlanan teçhizatlar ve standartlar hakkında kısa bilgi Deneyde bulunması beklenen sonuçlar 17