BAHAR DÖNEMİ MALZEME LABORATUVARI DENEY FÖYÜ

Ebat: px
Şu sayfadan göstermeyi başlat:

Download "BAHAR DÖNEMİ MALZEME LABORATUVARI DENEY FÖYÜ"

Transkript

1 YILDIZ TEKNİK ÜNİVERSİTESİ KİMYA-METALURJİ FAKÜLTESİ METALURJİ VE MALZEME MÜHENDİSLİĞİ BAHAR DÖNEMİ MALZEME LABORATUVARI DENEY FÖYÜ İÇİNDEKİLER ÇEKME ÇENTİK EĞME - SERTLİK...2 TAHRİBATSIZ MUAYENELER METALOGRAFİ (MİKROSKOBİ, MAKROSKOBİ) KOMPOZİT DENEYLERİ KOROZYON DENEYLERİ ISIL İŞLEMLER (JOMİNY) ISIL İŞLEMLER (DÖNÜŞÜM SERTLEŞMESİ) TOZ METALURJİSİ DÖKÜM DENEYLERİ KİMYASAL ANALİZ

2 ÇEKME DENEYİ 1. DENEYİN AMACI Mühendislik malzemeleri rijit olmadığından kuvvet altında deforme olup, şekil ve boyut değişiklikleri gösterirler. Malzeme özelliklerini anlamak üzere mekanik testler yapılır. Bunlardan en önemlisi çekme deneyi dir. Çekme deneyinin amacı; malzemelerin statik yük altındaki elastik ve plastik davranışlarını belirlemektir. Bunun için boyutları standartlara uygun daire veya dikdörtgen kesitli deney parçası; çekme cihazına bağlanarak, eksenel ve değişken kuvvetler uygulanır. Çekme cihazı esas olarak; birbirine göre aşağı ve yukarı hareket edebilen, deney parçasının bağlandığı iki çene ve bunlara hareket veya kuvvet veren, bu iki büyüklüğü ölçen ünitelerden oluşur. Çenelerden birisi sabit hızda hareket ettirilerek deney parçasına değişken miktarlarda çekme kuvveti uygulanır ve bu kuvvete karşılık gelen uzama kaydedilir. Küçük kuvvet seviyelerinde uzama miktarı kuvvet ile doğru orantılıdır. Malzeme elastik davranış içindedir; yani kuvvet kaldırılınca uzama sıfırlanır. Bu karakter P noktasına kadar devam eder. Orantı limiti P den sonra lineer fonksiyon eğimini değiştirir. Ancak elastik davranış devam eder. Elastik davranış E Elastik Limiti noktasında sona erer. E den sonra kalıcı; yani plastik deformasyonlar başlar. Kuvvet azaltıldığında lineer fonksiyona paralel bir yol izler. Ancak kuvvetin sıfır olduğu yerde deformasyon artık sıfır olmaz, belirli bir plastik deformasyon kalır. Malzeme yüklenmeye devam edilirse Y noktasında akar. Akma noktasında kuvvet aynı iken büyük miktarda plastik deformasyon oluşur. Akan malzeme çalışma sertleşmesi ne uğrar ve daha mukavim hale gelerek daha fazla kuvvet alabilir hale gelir. Bu malzeme üzerindeki kuvvet daha da arttırılarak U noktasına ulaşılır. U noktası maksimum gerilme noktası olup, burada malzeme kesitinde lokal daralmalar başlar. Buna malzemenin boyun vermesi denir. Boyun verme de malzemenin çalışma sertleşmesine uğramasına sebep olur ve malzeme daha fazla gerilimler alabilir; ancak boyun bölgesinde kesit alanı daraldığından taşıdığı net kuvvet azalır. Numune genellikle kontrolsüz bir şekilde K noktasına ilerler ve orada kopar. 2

3 Kuvvet-uzama eğrisinin altında kalan alan o numuneyi bozunuma uğratmak için gereken enerjiyi eşit olup; tokluk adı verilir. Kuvvet-uzama eğrisi daha sonra yeniden ölçeklendirilir. Uzamalar malzemenin ilk uzunluğuna bölünerek birim-uzama ya çevrilir. Aynı şekilde kuvvet numunenin ilk kesit alanına bölünerek gerilim hesaplanır ve dikey eksen tekrar ölçeklendirilir. Malzeme kopana kadar önemli miktarda deformasyona uğradıysa sünek, az deforme olmuşsa gevrek yapıya sahiptir. 2. TANIMLAMALAR ve TEORİK BİLGİ Gerilme (σ): Birim alana etkiyen yük anlamına gelir ve aşağıdaki formülle hesaplanır. P A 0 Birim Şekil Değiştirme (ε): Malzemeye kuvvet uygulandığı zaman oluşan boy değişiminin kuvvet uygulanmadan önceki ilk boya oranı. L L 0 Elastisite Modülü (E): Malzemenin dayanımının (mukavemetinin) ölçüsüdür. Birim uzama ile normal gerilme (çekme ya da basma gerilmesi) arasındaki doğrusal ilişkinin bir sonucu olup birim uzama başına gerilme olarak tanımlanır. Birim uzama ile normal gerilme (çekme ya da basma gerilmesi) arasındaki doğrusal ilişki şöyle tanımlanabilir: E Malzemeye kuvvet uygulandığında, malzemede meydana gelen uzamalar elastik sınırlar içinde gerilmelerle orantılıdır. Buna Hooke Kanunu adı verilmektedir. Elastisite modülü malzemeye ait karakteristik bir özelliktir. Akma dayanımı ( a ): Uygulanan çekme kuvvetinin yaklaşık olarak sabit kalmasına karşın, plastik şekil değiştirmenin önemli ölçüde arttığı ve çekme diyagramının düzgünsüzlük gösterdiği kısma karşı gelen gerilme değeridir, Şekil 1. a P a A 0 3

4 Çekme dayanımı (ç): Bir malzemenin kopuncaya veya kırılıncaya kadar dayanabileceği en yüksek çekme gerilmesi olarak tanımlanır. Bu gerilme, çekme diyagramındaki en yüksek gerilme değeri olup, aşağıdaki formül ile bulunur. ç P max A 0 Kopma Gerilmesi (σk): Numunenin koptuğu andaki gerilme değeridir. K P K A 0 Şekil 1. Düşük karbonlu yumuşak bir çeliğin çekme diyagramı Yüzde Kopma uzaması (KU): Çekme numunesinin boyunda meydana gelen en yüksek yüzde plastik uzama oranı olarak tanımlanır. Çekme deneyine tabi tutulan numunenin kopan kısımlarının bir araya getirilmesi ile son boy ölçülür ve boyda meydana gelen uzama L L k L 0 bağıntısı ile bulunur. Burada Lo numunenin ilk ölçü uzunluğunu, Lk ise numunenin kırılma anındaki boyunu gösterir. Kopma uzaması ise; L KU (%) x100 L0 bağıntısı yardımıyla belirlenir. Bu değer malzemenin sünekliğini gösterir. Yüzde Kesit Daralması (KD): Çekme numunesinin kesit alanında meydana gelen en büyük yüzde daralma veya büzülme oranı olup; A0 AK KD(%) x100 A 0 4

5 bağıntısı ile hesaplanır. Burada A0 deney numunesinin ilk kesit alanını, Ak ise kırılma anındaki kesit alanını veya kırılma yüzeyinin alanını gösterir. Ak nın hesaplanması isçin hacmin sabit kalacağı ifadesi kullanılır. V V A L A A 0 K 0 0 K K K L A 0 L 0 LK Kesit daralması, kopma uzaması gibi sünekliğin bir göstergesidir. Sünek malzemelerde belirgin bir büzülme veya boyun verme meydana gelirken, gevrek malzemeler büzülme göstermezler. Şekil 2 de gevrek ve sünek malzemelerin kırılma davranışları şematik olarak gösterilmiştir. Şekil 2. (a) Gevrek malzemenin kırılma şekli (b)sünek malzemenin kırılma şekli. VİDEO EKSTENSOMETRE Ekstensometre, bir cismin uzunluğundaki küçük/büyük değişimleri ölçmek için kullanılan cihazdır. Bu cihaz gerilme-birim şekil değiştirme ve çekme testlerinde kullanılır. Bir çok malzemem için birim şekil değiştirme, numune üzerine tutturulan mekanik ekstensometreler veya numuneye bağlanan strain gaugesler kullanılarak ölçülebilir. Fakat fiber, köpük veya yumuşak plastikler gibi hassas malzemelerin testinde bu cihazlar genellikle uygun değildir. Bunun nedeni bu cihazların ağırlık ve bağlanma yöntemi gibi parametrelerinin her ikisinin de malzeme için sonuçları ve kopma noktasını etkilemesidir. Bu problemlerin çözülmesi için günümüzde numuneye temas etmeden ölçüm yapan lazer ve video ekstensometre gibi sistemler kullanılmaktadır. Şekil 3. Video ekstensometre 5

6 Video ekstensometre cihazı, test esnasında bilgisayara bağlı dijital video kameralar vasıtasıyla numune üzerinden sürekli görüntü alarak malzemelerin gerilme/birim şekil değiştirme ölçümlerini yapmayı sağlar. Teste tabi tutulan malzemeye ait numuneler genellikle belirli bir şekilde kesilir ve özel işaretleyicilerle (kaydedilen görüntülerde işareti numune renginden ve dokusundan ayıran genellikle özel etiketler veya kalemler) işaretlenir. Teste tabi tutulan numune çekme/basma durumundayken kaydedilen görüntülerde bu işaretler arasındaki piksel mesafesi, sabit bir şekilde video kamera tarafından takip edilir. Piksel mesafeleri ölçülerek doğru bir birim şekil değiştirme ölçümü değeri alınır. Doğru bir kalibrasyon ve iyi bir görüntü algoritması ile bir mikrometreden (μm) çok daha düşük seviyede çözünürlük elde edilebilir. 3. DENEYİN YAPILIŞI Çekme deneyi için önce test edilecek malzemeden standartlara uygun bir çekme numunesi hazırlanır (Şekil 4). Bu numune üzerine işaretler konur. Çekme deney makinesinin çeneleri arasına düzgün ve ortalayacak bir şekilde sıkıştırılan bu numune gittikçe artan bir yükle kopuncaya kadar çekilir. Bu esnada uygulanan F yükü ile buna karşı malzemenin gösterdiği uzamalar (ΔL) cihaz ve video ekstensometre ile ölçülür. Deney sonucu elde edilen yük ( F ) ve uzama (ΔL) değerlerinden yararlanarak (F ΔL) diyagramı elde edilir. Bu diyagrama çekme diyagramı da denir. Şekil 5 de de yumuşak bir çeliğin çekme deneyi sonucu elde edilecek çekme diyagramı görülmektedir. Şekil 4. Standart çekme/basma numuneleri F ΔL diyagramındaki değerlerden yararlanılarak her nokta için σ ve ε değerleri hesaplanır ve mühendislik açısından büyük önem taşıyan gerilme uzama diyagramı çizilir. 6

7 Şekil 5. Yumuşak çeliğe ait F ΔL diyagramı 4. İSTENENLER Kuvvet ile cihaz ve video ekstensometreden alınan uzama verileri kullanılarak her ikisi için ayrı ayrı gerilme şekil değiştirme diyagramının elde edilmesi. Gerilme şekil değiştirme diyagramlarından elastisite modüllerinin hesaplanması. Gerilme şekil değiştirme diyagramlarından akma gerilmesi, çekme dayanımı ve kopma gerilmelerinin hesaplanması Yüzde kopma uzaması ve yüzde kesit daralmalarının hesaplanması. Bulunan değerlerin karşılaştırılarak yorumlanması. 7

8 Darbe Deneyi Malzemenin dinamik yüklere karşı kırılma enerjisini belirlemek için yapılan bir deneydir. Bu deneyin temel prensibi Şekil 1 de şematik olarak gösterildiği gibi, bir l uzunluğundaki sarkacın ucundaki belli bir G ağırlığına sahip çekiç belli bir h1 yüksekliğinden numuneyi kırması için serbest bırakılıyor. Serbest bırakılmadan önce çekicin potansiyel enerjisi G.h1 iken numune kırıldıktan sonra belli bir h2 yüksekliğine çıkan çekicin potansiyel enerjisi G.h2 olur. Bu durumda Kırılma Enerjisi (K.E.) =G.h1- G.h2 olarak ifade edilir. Buna göre K.E.=G(h1-h2)=G.l.(Cos-Cos) olarak ifade edilir. Burada l sarkaç boyudur. Buradan, salınım açısı ve h2 yüksekli ne kadar az gerçekleşirse kırılan o malzemenin ne kadar çok darbe direnci yada yüksek tokluk gösterdiğini anlarız. l h1 Çekiç h2 Numune Şekil 1: Bir darbe deneyinin şematik olarak gösterimi Bir çekme deney numunesi standartlara göre hazırlanmalıdır. Genellikle Charpy ve Izod olarak iki tipte darbe deney yöntemi vardır. Temel prensip aynıdır. Charpy deney numunesi yatık olarak Izod deney numunesi dik olarak darbe deney cihazına yerleştirilir. Tipik bir Charpy darbe deney numunesinin ölçü boyutu Şekil 2 de İzod deney numunesinin ölçü boyutu Şekil 3 de verilmiştir. Bu numune üzerinde özellikle sünekliği fazla ve yüksek darbe direnci gösteren numunelerde belli ölçülerde çentik açılmalıdır. Bu çentikler Şekil 2 de gösterildiği gibi V-çentik, anahtar deliği ve U-çentik gibi çeşitlenebilir. Ancak Sert-kırılgan (gevrek) malzemelerin darbe deney numunelerine çentik açılmaz. Açılan bu çentikler aslında sünek malzemelerde kırılmayı kolaylaştırmak amacıyla yapılmaktadır. 8

9 55 mm Çentik 10 mm 10 mm 45 2mm 2mm 5 mm 2mm V-Çentik Anahtar deliği U-Çentik Şekil 2 : Charpy Darbe deney numunesi şematik gösterimi Genellikle bir malzemenin darbe direnci enerjisi (tokluğu) ile sünekliği arasında bir ilişki vardır. Fazla süneklik göstermeyen malzemelerin (%1-2 in altında) darbe dirençleri de düşüktür. Daha önce tokluk konusunda bahsedildiği gibi bir malzemenin çekme (gerilme)-uzama eğrisi altıda kalan alan ne kadar fazla ise o malzeme o kadar çok darbeye karşı direnç gösterecektir. Çentik 75 mm 10 mm 10 mm Şekil 3. Izod darbe deney numunesinin şematik gösterimi Malzemelerin kırılma enerjileri sıcaklık karşısında da değişim göstermektedir. Malzemelerin kırılma enerjisi sıcaklık düştükçe düşer. Kırılma enerjisinin farklı sıcaklılarda yapılmasıyla malzemenin geçiş sıcaklığı belirlenir. Geçiş sıcaklığı malzemenin sünek kırılmadan gevrek kırılmaya geçişin olduğu sıcaklıktır. Bu genellikle malzemede % 50 gevrek % 50 sünek kırılmanın olduğu noktadaki sıcaklık olarak bilinir. Şekil 4 de sıcaklığa bağlı olarak bir malzemenin geçiş sıcaklığı gösterilmiştir. 9

10 Sünek kırılma Kırılma Enerjisi Gevrek kırılma Sıcaklık Geçiş Sıcaklığı Şekil 4. Geçiş sıcaklığının belirlenmesi için elde edilmiş Sıcaklık-Kırılma Enerjisi diyagramı Bir malzemede geçiş sıcaklığının düşük olması istenir. Çünkü o malzemenin kullanıldığı ortam sıcaklığı çok düşük olabilir. Bu durumda oda sıcaklığında normal bir darbe (kırılma) direnci gösterse bile geçiş sıcaklığının altında kırılma riski önemli ölçüde artacaktır. Bu nedenle tasarım mühendisleri bu durumu dikkate alarak geçiş sıcaklığı düşük olan malzeme seçimi yapmak zorundadırlar. Metalik malzemelerin geçiş sıcaklıkları ve darbe dirençleri kristal yapılarına göre de değişir. Çoğunlukla YMK yapılı malzemelerin kırılma dirençleri daha fazladır. HMK yapılı malzemelerde daha belirgin bir geçiş sıcaklığı tespit edilebilir. Malzemenin sertlik ve dayanımı yüksek olması o malzemenin kırılma direncinin daha az olabileceğine işaret eder. Kırılma enerjisi(veya direncini) artırılması için o malzemenin yüksek süneklik göstermesi gerekir. Şekil 5 de farklı kristal yapılı malzemeler için genel kırılma enerjisi ilişkisi verilmiştir. YMK yapılı malzeme HMK yapılı malzeme Kırılma Enerjisi Yüksek mukavemetli ve yüksek sertlikteki malzeme Sıcaklık Şekil 5. Farklı yapılı malzemelerin kırılma enerjisi ilişkisi 10

11 Malzemelerin geçiş sıcaklıkları kristal yapısına, mikroyapısına (ince, kaba taneli, martensitik,ferritik vs), kimyasal bileşimine, uygulanan ısıl işleme ve yüzey kalitesine bağlı olarak değişir. Mikroyapıdaki ikinci sert fazlar varsa bunların morfolojisi de darbe direçlerini etkiler. Bu sert kırılgan fazlar keskin köşeli ve sivri uçlu ise darbe dirençlerini zayıflatır. Örneğin Küresel grafitli dökme demir gri dökme demirden daha fazla darbe dayanımına sahiptir. Gri dökme demirde sert kırılgan grafitler sivri, keskin köşeli ve birbirleri ile bağlantılı olduğundan bu yapılar çentik etkisi yapmaktadır. Gri Dökme Demir Küresel grafitli Dökme demir DARBE DENEYİ (EK) 1. AMAÇ: Darbe Deneyi, metalik ve metalik olmayan malzemelerin dinamik zorlamalar altında kırılması için sarf edilen enerji miktarını tayin ve tespit amacıyla yapılır. Metalik malzemelerin özellikle gevrek kırılmaya müsait şartlardaki mekanik özellikleri hakkında bir fikir elde etme amacıyla yapılır. 2. TEORİK BİLGİ Literatürde darbe deneyi, bazı kaynaklarda darbe deneyi bazı kaynaklarda da çentik darbe deneyi olarak geçmektedir. Darbe deneyinden, metallerin kırılma davranışının belirlenmesinde yararlanılır. Metallerin özellikle gevrek kırılmaya elverişli şartlardaki mekanik özellikleri hakkında sağlam bir fikir elde etme amacıyla uygulanır. Ani darbelere karşı dayanımı yüksek olan malzeme seçimi için, malzemenin kopmaya karşı olan direnci darbe testi ile ölçülmelidir. Malzemenin ani darbelere karşı dayanımı tokluğu ile yakından ilişkilidir. Tokluk bir malzemeyi kırmak için gerekli enerji miktarı olarak tanımlanabilir. Darbe deneyi süresince malzeme tarafından soğurulan enerji, malzemenin dayanımının ve tokluğunun bir ölçüsü olarak kullanılabilir. Uygulama yerine ve kullanım amacına göre malzemenin maruz kalabileceği darbeler çok 11

12 farklı şekillerde olabilir. Buna karşın darbeye karşı olan cevap da malzemenin kendisi tarafından belirlenir. Şöyle ki, metal ve metal alaşımlarının darbeye karşı cevabı; elastik uzama ve plastik şekil değiştirme şeklinde meydana gelir ve darbe hasarı, çoğunlukla, çarpma yüzeyinde başladığı anda kolay bir şekilde tespit edilebilir. Darbe hasarı, metal malzemelerde genellikle bir tehlike işareti olarak kabul edilmez, çünkü metaller plastik şekil değiştirebilme kabiliyetlerinden dolayı, büyük miktarda enerjiyi soğurabilirler. Metaller sabit bir gerilme durumunda yapı sertleşmeden önce çok büyük uzamalarda akabilirler, bu nedenle oluşacak kopmalar ani ve beklenmedik olmaz. Kompozit malzemelerde bir darbe sonucunda oluşan hasar, çarpmanın türüne göre darbeye maruz kalmayan yüzeyde meydana gelebilir, içyapıda oluşan delaminasyonlar (tabakalar arasında ayrılma) şeklinde başlayabilir. Yukarıda da bahsedildiği gibi metallerde darbe cevabı, plastik şekil değiştirme sonucunda bir kopma şeklinde olmasına rağmen, kompozitler çok değişik modlarda hasara uğrayabilirler ve bu hasar modlarında parçanın yapısal bütünlüğünde ciddi bir değişiklik meydana gelmeyebilir. Genellikle gözle görülmeyen veya çok zayıf şekilde görülebilen hasarlar meydana gelir. Plastik matrisli kompozit malzemelerin hemen tamamı kırılgandır, bu nedenle enerjiyi sadece elastik deformasyon ve bazı hasar mekanizmaları (matris kırılması, delaminasyon, fiber kopması v.b) sayesinde soğurabilirler, diğer bir değişle enerjiyi soğurmada plastik deformasyonun katkısı hemen hemen hiç yoktur. Bu anlamda hasar direnç ifadesi, bir kompozit sistemde meydana gelen darbe hasarının miktarını ifade eder. Tabakalı kompozit malzemede, eğer kalınlık boyunca bir takviye söz konusu değil ise, en büyük darbe hasarı enine doğrultuda oluşacaktır. Bunun en önemli nedenlerinden birisi, enine doğrultudaki malzeme elastik özelliğinin düşük olmasıdır. Bu nedenle bir kompozit malzemenin enine hasar direnci nisbeten zayıftır. Tabakalar arası gerilmeler (kesme ve normal) tabakalar arası mukavemetin düşük olmasından dolayı ilk kopmalara sebep olan gerilmelerdir. Darbe esnasında kompozit malzemeye aktarılacak enerjinin miktarı, malzemenin bu enerjiyi sönümleyebilmesi için oluşacak hasar modlarını belirleyecektir. Darbe testleri sadece malzemenin ani yüklemeler altında soğurabildiği enerjiyi ölçmek için yapılmaz. Bunun yanı sıra, malzemenin sünek halden gevrek hale geçiş sıcaklığının belirlenmesinde de darbe testlerine başvurulur. Şekil 1 de YMK ve HMK yapılı metaller ile yüksek mukavemetli metallerin değişik sıcaklıklarda yapılan darbe deneylerine ait kırılma enerjisi-sıcaklık değişimi eğrileri verilmektedir. 12

13 Şekil 1. Çeşitli metallerin kırılma enerjisi-sıcaklık eğrileri. Bu tip olaylar, çentik darbe deneyinin metalik malzemelerin mekanik özelliklerini tayin etmedeki önemini açıklamaktadır. Çentik darbe deneyinden elde edilen sonuçlar, o numune için bir karşılaştırma değeridir. Bu sonuçlar, çekme deneyi sonuçları gibi mühendislik hesaplamalarda kullanılmazlar Sarkaçlı Darbe Deneyinin Teorik Açıklaması Deneyi açıklayan şekil aşağıdaki gibidir: Şekil 2. Sarkaçlı darbe deney düzeneği 3 13

14 Standart bir sarkaçlı darbe cihazında ucunda bir kütleye (m) sahip çekiç belirli bir yükseklikte (h) tutulur. Çekiç serbest bırakılmadan önce potansiyel enerjisi: Ep=mgh (1) Çekicin numuneye çarpma anındaki kinetik enerjisi: Ek=12mv2 (2) Kaybedilen potansiyel enerji kinetik enerjiye dönüşecektir. Buradan (1) ve (2) denklemleri eşitlenerek çarpışma hızı şöyle elde edilir: Ep=Ek mgh=12mv2 v= 2gh (3) Darbe öncesi ve sonrası yükseklikleri sarkaç uzunluğu, düşme ve yükselme açıları cinsinden şöyle ifade edilebilir: h=r(1 cosα) h =R(1 cosβ) (4) Edö=mgR(1 cos α )=WR(1 cosα ) Eds=mgR(1 cos β )=WR(1 cosβ ) (5) Numune tarafından soğurulan enerji, darbe öncesi ve sonrası enerjilerinin farkı olacaktır. Enumune = Edö Eds = W (a b) = WR(cos β cosα ) (6) 2.2. Charpy ve Izod Darbe Testleri Charpy ve Izod darbe test yöntemlerinde çentik açılmış bir test numunesi, standart bir yükseklikten bırakılan bir sarkaç ile darbeye maruz bırakılır. Darbeden sonra sarkacın çıktığı yükseklik tespit edilerek sarkacın ilk ve son konumdaki enerji farkı numune tarafından soğurulan darbe enerjisi olarak ölçülür. Darbeden sonraki sarkacın yüksekliği ne kadar az ise, soğurulan darbe enerjisi, dolayısıyla malzemenin darbe direnci veya tokluğu da o derece yüksektir. Charpy ve Izod test yöntemleri ufak farklılıklar dışında 14

15 birbirine çok benzerler. Bu farklılıklardan en önemli olanı, numunenin desteklenme şekli ile çentiğin destek ve darbe noktalarına göre konumudur. Charpy test düzeneğinde numunenin tam ortasına bir çentik açılır. Numune; çentik yüzeyi, darbe yüzeyine ters durmak üzere basit mesnetli kiriş şeklinde düzleme sabitlenir. Izod test düzeneğinde de yine ortasına çentik açılmış numune bu sefer dikey ankastre kiriş şeklinde deney düzeneğine yerleştirilir. (Bkz. Tablo 1 ve Şekil 3) Tablo 1. Charpy ve Izod Darbe Testleri Şekil 3. Charpy (solda) ve Izod (sağda) test düzenekleri 15

16 2.3. Çentik Darbe Deneyi Numuneleri Çeşitli ülkelerin standartlarında saptanan en önemli numune çeşitlerinin boyutları ve şekilleri aşağıdaki şekilde verilmiştir. Numunelerin çentik açılma çeşitleri; 1- U çentikli, 2-V çentikli, 3- Anahtar deliği çentiklidir. Çentik şekil ve açıları Şekil 4 te verilmektedir. 5 Şekil 4 Standart Çentik şekil ve açıları Malzemelerin darbe dayanımı sıcaklıkla değişir. Testler esnasında numune sıcaklığı belirtilen sıcaklık değeri arasında ±2 C den fazla fark olmamalıdır. Sıfırın altındaki sıcaklıklarda yapılacak testler için buzdolabı gibi soğutucular ya da sıvı azotla soğutma kullanılır. Yüksek sıcaklıklarda (200 C ve üstünde) yağ banyosu, tuz banyosu ya da fırında ısıtma kullanılır. Isıtılan ya da soğutulan numune 5 sn içinde kırılmalıdır. Belirli bir malzeme için farklı sıcaklıklarda yapılan darbe deneyleri malzemenin darbe direnci hakkında önemli bilgiler verir. Sıcaklığın azalmasıyla malzemelerin darbe direnci düşer. Bu düşüş aniden 16

17 olabildiği gibi belirli bir sıcaklık aralığında da olabilir. Darbe direncinin aniden düştüğü sıcaklığa darbe geçiş sıcaklığı denir. Düşüş aniden olmadığında bir geçiş sıcaklığı belirlemek zordur. Bu gibi durumlarda geçiş sıcaklık aralığı belirlenir ve bu darbe geçiş aralığı olarak adlandırılır. Bu aralıkta düşük sıcaklığın altında malzeme gevrek yüksek sıcaklığın üstünde sünek davranır. İki sıcaklık değeri arasında ise iki davranışı birden gösterir. Şekil 5 Darbe geçiş sıcaklığı değişimleri Gevrek kırılmada, kırılma klivaj düzlemleri boyunca olup kırılma yüzeyi kristalin bir (granüler, ince taneli) görünüştedir. Bu durumda darbe etkisiyle çatlak kolayca ilerleyip malzeme içinde hızla yayılır. Sünek kırılmada ise önce bir plastik şekil değiştirme ve daha sonra kopma meydana gelir. Sünek davranışta malzemenin içinde çatlak oluşumu ve ilerlemesi güçleşir. Bu durumda kopma yırtılma şeklinde olup kırılma yüzeyi lifli bir görünüştedir. Geçiş aralığında ise her iki davranış birden görülür. Deney sıcaklığı düşük sıcaklığa yaklaştıkça gevrek davranış artar. Mühendislik uygulamalarında aralığın alt sıcaklığı daha önemlidir. Çünkü deneyi yapılan malzeme bu sıcaklıklardan daha düşük sıcaklıkta kullanılmaz. Bu nedenle geçiş sıcaklığı olarak düşük sıcaklık alınır. T1 sıcaklığını belirlemek için genellikle şu üç kriterden faydalanılır: 1. Kırılma enerjisi. 2. Kırılma yüzeyinin görünüşü. 3. Kırılmadan sonra çentik tabanında oluşan enlemesine büzülme miktarı. 17

18 Kırılma enerjisi kriter alındığında genellikle 2-3 kg.m (15-20 ft.lb) kırılma enerjisine karşılık gelen sıcaklık geçiş sıcaklığı olarak kabul edilir. Kırılma yüzeyi kriter olarak alındığında yüzeydeki kristalin alanın kesite oranı yaklaşık olarak belirlenmeye çalışılır. Bu oranın % 50 olduğu sıcaklık geçiş sıcaklığı olarak alınır. Çentik tabanındaki enlemesine büzülme kriter olarak seçildiğinde ise gevrek malzemelerde hiç büzülme olmaz. Bu nedenle % 1 büzülmenin olduğu sıcaklık geçiş sıcaklığı olarak kabul edilir. Darbe geçiş sıcaklığı malzemelerin seçimi aşamasında oldukça önemli bir kriterdir. Geçiş sıcaklıkları düşük olan malzemeler daha çok seçilir. Darbe geçiş sıcaklığı malzemeden malzemeye değiştiği gibi tane boyutu, mikroyapı ve soğuk işlem gibi parametrelere de bağlıdır. Şekil 6 Darbe geçiş aralığında kırılma yüzeylerinin görünüşü Haddelenmiş malzemelerde geçiş sıcaklığı numunenin alındığı yöne göre değişir. Aşağıdaki grafik bir levhadan haddeleme yönünde ve haddelemeye dik yönde çıkarılan numunelerin darbe direnci-sıcaklık eğrileri verilmiştir. A ve B haddeleme yönünde C ise haddeleme yönüne dik alınmıştır. A da çentik levhaya dik B de ise levha yüzeyine paraleldir. C de çentik levhaya dik gelecek şekilde seçilmiştir. Grafik incelendiğinde düşük sıcaklıklarda kırılma enerjileri arasında çok büyük farklar yok iken görece yüksek sıcaklıklarda kırılma enerjileri arasındaki fark artmıştır. Dolayısıyla malzemenin yüksek sıcaklıklardaki davranışı incelendiğinde numunenin alındığı yönün etkisi unutulmamalıdır. 18

19 Şekil 7 Haddelenmiş bir levhada, değişik yönlerde alınmış numunelerin kırılma enerjisi-sıcaklık eğrileri Malzemelerin hepsinde farklı bir geçiş sıcaklığı söz konusu değildir. HMK (BCC) metaller belirgin geçiş sıcaklığına sahipken, YMK (FCC) metaller belirgin geçiş sıcaklığına sahip değildir. YMK metaller sıcaklık düştükçe kademeli ve yavaşça azalan enerjili yüksek emme enerjisine sahiptir. Darbe enerjisi gerçek gerilme-gerinme diyagramına karşılık gelir. Şekil 8 Kristal yapısının darbe geçiş sıcaklığı üzerindeki etkileri 19

20 Şekil 9 Çeliklerdeki karbon oranının darbe geçiş sıcaklığına etkileri 2.4. Darbe Özellikleri için Önlemler ve Kullanımı: Emilen enerji ve geçiş sıcaklığı yükleme şartları için çok hassastır. Örneğin numune üzerine yüksek hızda uygulanan enerji emilen enerjiyi azaltır ve geçiş sıcaklığını yükseltir. Numunenin boyutu da sonuçları etkiler. Kalın kesitli malzemeleri kırmak için daha büyük enerji gerekebilir. Son olarak çentik şekli davranışı etkileyebilir. Yüzeysel bir çatlak, V çentiğinden daha az enerji emilmesini sağlar. Genellikle bütün bu şartlar kontrol ve tahmin edilemeyeceği için, darbe testi malzeme tasarım kriteri olarak kullanılmaktan çok, malzeme seçiminde mukayese amaçlı kullanılmalıdır Referanslar [1] KAYALI, E.S., ENSARİ, C., DİKEÇ, F., 1996, Metalik Malzemelerin Mekanik Deneyleri, İTÜ. Kimya-Metalurji Fakültesi, Ofset Atölyesi, İstanbul. [2] ASM Metals Handbook, 1978, Vol 8, Mechanical Testing, Ninth Edition. [3] DIETER,G.E., 1977, Mechanical Metallurgy, Second Edition. 20

21 [4] DAVIS,H.E.,TROXELL,G.E., WISKOCIL,C.T., 1964, The Testing and Inspection of Engineering Materials, Third Edition. [6] LIDDICOAT, R.T., POTTS, P.O., 1952, Laboratory Manual of Materials Testing [7] TS EN Metalik Malzemeler Charpy Vurma Deneyi Bölüm 1: Deney Metodu (V-ve U- Çentikleri). [8] TS-269/75 Vurma Deneyi (Charpy ve Izod) Metalik Malzemede. [9] BS EN :1990, Charpy Impact Test on Metallic Materials. [10] ASTM E23-96 Standart Test Methods For Notched Bar Impact Testing Of Metallic Materials. [11] KK 05 Şubat 1995, Sıra No: 29, Döküm Malzemelerde Darbe Deneyi, Demir ve Çelik Döküm Sanayicileri Derneği. 3. DENEYİN YAPILIŞI Deney numunesi olarak seçilen 10x10x55 mm boyutlarındaki deney numunesinin ortasında V şeklinde çentik açılmaktadır. Çentik açılmasının amacı, malzeme bünyesinde bulunabilecek olası bir gerilim konsantrasyonunu çentik tabanında yapay olarak oluşturup, malzemenin bünyesindeki böyle bir gerilim konsantrasyonuna karşı göstereceği davranışı belirlemektedir. Deneyde Şekil 2 de şematik olarak gösterilen sarkaç tipi cihazdan faydalanılır. Deney öncesinde sarkaç, daha önce tespit edilen potansiyel enerjiye sahip olabileceği bir yüksekliğe çıkarılır. Daha sonra numune çekicin salınım düzlemi ile çentiğin simetri düzlemi 0,5 mm içinde birbirleriyle çakışacak şekilde yerleştirilir. Darbe numunesi olarak oda sıcaklığında ve -50 C deki çelik numune kullanılmaktadır. Numune uygun şekilde yerleştirildikten sonra okumaların yapıldığı kadranın göstergesi başlangıç konumuna getirilir ve sarkaç düzgün bir şekilde serbest bırakılır. Sonuç deneyden sonra kadrandan doğrudan okunur. Bulunan değer malzemenin darbe direnci (darbe mukavemeti) olarak tanımlanır. Buradan çentik darbe dayanımı; absorbe edilen enerjinin numune kesit alanına bölünmesiyle hesaplanır. 4. RAPORDA İSTENENLER 21

22 SERTLİK DENEYİ 1. AMACI Malzemeler üzerinde yapılan en genel deney, sertliğinin ölçülmesidir. Bunun başlıca sebebi, deneyin basit oluşu ve diğerlerine oranla numuneyi daha az tahrip etmesidir. Diğer avantajı ise, bir malzemenin sertliği ile diğer mekanik özellikleri arasında paralel bir ilişkinin bulunmasıdır. Örneğin çeliklerde, çekme mukavemeti sertlik ile doğru orantılıdır; dolayısıyla, yapılan basit sertlik ölçmesi neticesinde malzemenin mukavemeti hakkında bir fikir edinmek mümkündür. Sertlik izafi bir ölçü olup malzemelerin çizilmeye, kesilmeye, aşınmaya ve delinmeye karşı gösterdiği dirence denir. Laboratuarlarda özel cihazlarla yapılan sertlik ölçmelerindeki değer, malzemenin plastik deformasyona karşı göstermiş olduğu dirençtir. 2. TEORİK BİLGİ Sertlik ölçme genellikle, konik veya küresel standart bir ucun malzemeye batırılmasına karşı malzemenin gösterdiği direnci ölçmekten ibarettir. Uygun olarak seçilen sert uç, uygulanan yük altında malzemeye batırıldığında malzeme üzerinde bir iz bırakacaktır. Malzemenin sertliği, bu izin büyüklüğüyle ters orantılıdır. Sertlik deneyleri; Malzemenin kökeni hakkında bilgi verir. Malzemenin diğer özellikleri hakkında fikir verir. Örneğin, sertlik malzemenin işlenebilme özelliğini gösterebilir. Genellikle sertlik ile işlenebilme özelliği arasında ters bağıntı vardır. Diğer bir deyişle, sert malzemeleri işlemek zordur. Sertlik deneyleri basit ve tahribatsız deneyler olduğundan, malzemenin diğer özellikleri hakkında, malzemeyi elden çıkarmadan bir fikir edinilebilir. Daha sonra örnek üzerinde diğer deneyler yapılabilir. Cisimlerin sertlik ölçme yöntemleri üç gruba ayrılabilir; 1. Malzeme yüzeyini sert bir cisim ile çizerek yapılan sertlik deneyleri. 2. Malzemeye sert bir cismi kuvvet altında batırmak suretiyle yapılan sertlik deneyleri 22

23 3. Sert bir bilyeyi malzeme üzerine düşürmek ve sıçratmak suretiyle yapılan sertlik deneyleri Çizerek Yapılan Sertlik Deneyleri Sertlik ile kırılganlık doğru orantılıdır. Dolayısıyla, sert maddeler herhangi bir basınç kuvveti etkisi ile kırılabilir. Konu ile ayrıntılı bilimsel açıklamayı şu şekilde yapabiliriz; Sertlik, bir mineralin çizilme ve sürtünmeye karşı gösterdiği dirençtir. Minerallerin sertlikleri daha çok çizme sertliği cinsinden belirtilir. Çizme sertliği bir mineralin keskin bir köşesinin başka bir mineralin düzgün yüzünü çizme kapasitesidir ve Mohs sertlik skalasına göre belirlenir. Bu skala Avusturyalı mineralog F. Mohs tarafından 1824 de düzenlenmiştir. Mohs sertlik skalası (Şekil 1), sertliklerin artış sırasına göre dizilmiş olan on mineralden oluşur (Şekil 1). Şekil 1. Mohs sertlik skalası 2.2. Batırılarak Yapılan Sertlik Deneyleri Batırılarak yapılan sertlik deneyleri kullanılan yük özelliğine göre iki gruba ayrılır; a. Statik Yük Kullanılarak Yapılan Sertlik Deneyleri (Cihazlar portatif değildir, sertlik laboratuvarlarında ölçüm yapılır.) 23

24 Rockwell Brinell Vickers Knoop b. Dinamik Yük Kullanılarak Yapılan Sertlik Deneyleri (Cihazlar portatiftir, istenilen yerde sertlik ölçümü yapılabilir.) Shore Poldi Çekici Sertlik değerleri alınırken dikkat edilecek hususlar Rockwell Sertlik Deneyi Rockwell sertlik deneyi (RSD), yapılmasının çok kolay olması ve özel bir ustalık gerektirmemesinden dolayı metallerin sertlik ölçümünde en yaygın kullanılan metottur. Rockwell sertliği, batma derinliğine karşı gelen birimsiz bir sayıdır. Batıcı uç, konik uçlu veya bilye şeklindedir (Şekil 2). Yumuşak malzemeler bilye batıcı uç ile ölçülür Çok sert malzemeler elmas konik uç ile ölçülür. Rockwell sertlik ölçüm cihazı Şekil 3 te görülmektedir. Şekil 2. Konik ve bilye uçlu batıcı uç Rockwell sertlik ölçümünde batıcı uç, malzeme üzerine 10 kg (100 N) ön bir yükleme ile batırılır. Sonra batıcı uca ana yük uygulanarak elde edilen derinlik ölçülür. Ana yük Rockwell B (RB) için 100 kg, Rockwell C (RC) için 150 kg dır. 24

25 Şekil 3. Sertlik ölçüm cihazı Bu yöntemde batma derinliği ölçüleceği için yüzey pürüzlülüğü sonuçları etkileyebilir. Bu sakıncayı gidermek için önce batıcı uç küçük bir yükle (P0=ön yük) malzemeye daldırılarak alet sıfır düzeyine ayarlanır. Daha sonra toplam yüke tamamlanacak şekilde ana yük (P1) uygulanır (4 ± 2 sn). Son olarak ana yük (P1) kaldırılır (Şekil 4). Meydana gelen kalıcı izdeki derinlik artışı bulunarak mevcut göstergeden Rockwell sertlik değeri okunur. Şekil 4. Rockwell sertlik ölçümünün şematik gösterimi Rockwell sertlik değeri boyutsuzdur. Uzun malzeme içine her 0,002 mm batışı bir sertlik değerinin 1 sayı düşmesi olarak alınır (Şekil 4). Ön yük uygulandıktan sonra ucun konumu ile ana yük kaldırıldıktan sonra ucun konumu arasındaki batma derinliği tb olmak üzere Rockwell Sertlik Değeri-C (RSD-C) yukarıdaki formülle hesaplanabilir. 25

26 Sertlik ölçümünde kullanılan batıcı ucun tipi ile uygulanan yükün değeri bir sembolle gösterilir. Bu nedenle, farklı skalalara göre yani değişik deney koşullarında ölçülen farklı düzeydeki sertlik değerleri RSD-A, RSD-B, RSD-C, RSD-D gibi simgelerle birlikte verilir (Tablo 1). Çok sert malzemelerin Rockwell sertliği koni biçimindeki elmas uç kullanarak 150 kg' lık yük altında ölçülür ve sonuçlar RSD-C simgesi ile belirtilir. Yumuşak malzemelerin sertliğinin ölçümünde ise batıcı uç olarak çelik bilye kullanılır ve 100 kg' lık yük altında elde edilen ölçüm sonuçları RSD-B simgesi ile gösterilir. Bir malzemenin Rockwell cinsinden ölçülen sertlik değeri 100 rakamını aşarsa batıcı uç olarak bilye kullanılması tavsiye edilmez. Çünkü çok sert malzemelerin sertliğinin ölçülmesinde batıcı uç olarak bilye kullanılması, hem bilyenin deforme olmasına hem de ölçüm hassasiyetinin azalmasına neden olur. Diğer taraftan herhangi bir skalaya göre Rockwell sertliği 20 sayısından daha düşük olan malzemelerin sertliğinin ölçülmesinde koni biçimindeki elmas uç kullanılması tavsiye edilmez. Tablo 1. Rockwell sertlik skalaları 26

27 Brinell Sertlik Deneyi Brinell sertlik deneyi malzeme yüzeyine belirli bir yükün (F') belirli bir çaptaki (D) sert malzemeden yapılmış bir bilya yardımıyla belirli bir süre uygulanması sonucu yüzeyde kalıcı bir iz (d) meydana getirme esasına dayanır. Daha sonra bu kuvvetin oluşan izin küresel yüzey alanına bölünmesiyle Brinell sertlik değeri elde edilir (Şekil 5). Şekil 5. Brinell Sertlik deneyinin şematiği Brinell Sertlik Değeri; bağıntısıyla hesaplanır. Bu bağıntıda yer alan F uygulanan yükü (kg), D bilya çapını (mm) ve d ise iz çapını (mm) gösterir. Standart deney koşullarında çapı 10 mm olan bilye kullanılır. Yük, malzemenin cinsine göre seçilir ve uygulama süresi saniye arasında değişir. Ancak bazı durumlarda çapları 10 mm'den daha küçük olan (örneğin 1,25, 2,5 ve 5,0 mm) bilye biçimindeki uçlarda kullanılır. Malzemenin üzerine uygulanacak yük değeri sertliği ölçülecek malzemenin cinsine ve bilya çapına göre seçilmektedir. d/d = 0,20-0,70 oranı sağlandığı durumlarda uygulanan yük değeri doğru kabul edilir. Deney yükünün saptanmasında F=CD2 bağıntısı kullanılır. Burada F deney yükü, C malzeme cinsine göre değişen yükleme derecesidir. 27

28 Metalik malzemelerde sertlik arttıkça çekme dayanımı da artar. Çeliklerin Brinell sertlik değeri ile çekme dayanımları arasındaki ilişki; bağıntısı ile bulunabilir. Bu bağıntı yardımıyla çeliklerin çekme dayanımını yaklaşık olarak belirlemek mümkündür Vickers Sertlik Deneyi Bu deney yönteminde baskı elemanı olarak tepe açısı 136 olan elmas kare piramit kullanılır (Şekil 6). F yükü ile malzemeye bastırılan piramit ucun bıraktığı dörtgen izin köşegenleri ölçülerek hesaplanan ortalama köşegen uzunluğu formülde yerine konarak sertlik değerleri bulunur. Vickers sertliği yüke bağlı değildir. Ölçme hatalarını azaltmak ve heterojen yapılarda ortalama değer elde edebilmek için yükü ve dolayısıyla izi büyütmek faydalıdır. Ancak köşegen uzunluğu sertliği ölçülen parça veya tabaka kalınlığının en çok üçte ikisi kadar olmalıdır. Yük kgf arasında değişebilir. Normal yük olarak 30 kgf seçilebilir. Vickers yönteminde büyük piramit açısından dolayı az derinliklere rağmen geniş diyagoneller elde edilir. Yüklü numune üzerinde kalma süresi yaklaşık 20 saniyedir. Bu süre sonunda baskı ucu numune üzerinden kaldırılır ve deney bitirilir. Şekil 6. Vickers sertlik deneyinin şematik gösterimi Burada F uygulanan yükü (kg), d iz köşegenlerinin ortalaması (mm) olup d=(d1+d2)/2 formülü ile hesapların. d1 ve d2 sırasıyla ölçülen köşegen uzunluklarıdır (Şekil 6). Vickers sertlik deneyi çok yumuşak ve çok sert tabakalar için de uygundur. Deneyde yük düşük olduğu için genellikle ince parçalarda ve sadece yüzeyi sert olan özel işlem görmüş malzemelerde tercih edilir. 28

29 Vickers sertliğinin avantajı, oldukça doğru okumalar yapması ve tüm metal ve işlem görmüş yüzeyler için sadece bir tip batıcı ucun kullanılmasıdır. Vickers sertliği metallerin yanında seramik malzemelerin sertliğinin ölçümünde de güvenilir bir sertlik ölçüm metodudur. Tablo 2 Malzeme cinsine göre bilye çapı ve uygulanan yük Knoop Sertlik Deneyi Bir malzemenin göreceli mikrosertliği Knoop batma deneyi ile belirlenebilmektedir. Bu deneyde tepe açısı 130o ve 173o olan piramit şekilli elmas bir uç malzeme üzerine bastırılır. Bir boyutu diğerinin yaklaşık olarak 7 katı olan bir iz oluşur (Şekil 7). Malzemenin sertliği izin derinliği ölçülerek bulunur. Vickers sertlik ölçme deneyine göre daha düşük kuvvetler uygulanır. Knoop deneyi, cam ve seramik gibi gevrek malzemelerin sertliğinin test edilmesini sağlar. Malzeme üzerine uygulanan yük genellikle 1 kgf den daha azdır. Batıcı uç yaklaşık olarak 0,01 ile 0,1 mm arasında dört yanlı bir iz bırakır. Şekil 8. Knoop Sertlik deneyinin şematik gösterimi 29

30 Şekil 9. Sertlik ölçme yöntemlerinin karşılaştırılması 2.1. Referanslar [1] KAYALI, E.S., ENSARİ, C., DİKEÇ, F., 1996, Metalik Malzemelerin Mekanik Deneyleri, İTÜ. Kimya-Metalurji Fakültesi, Ofset Atölyesi, İstanbul. [2] W.F. Smith, Malzeme Bilimi ve Mühendisliği, Literatür Yayıncılık, [3] D.R. Askeland, Malzeme Bilimi ve Mühendislik Malzemeleri, Nobel Yayın Dağıtım [4] David D. Rethwisch, William D. Callister, Mehmet Demirkol, Malzeme Bilimi ve Mühendisliği, Nobel Yayın Dağıtım, [5] 3. DENEYİN YAPILIŞI Dökme demir numune Rockwell C, çelik numune Vickers ve yumuşak metal numuneler(alüminyum, bakır, pirinç) Brinell sertlik ölçüm cihazları ile Teorik bölümde anlatılan şekilde değerleri belirlenerek sertlik değerleri hesaplanır. 4. RAPORDA İSTENENLER nuçları, Tablo 3 ten yararlanarak Vickers sertlik değerine çevirerek.sonuçları karşılaştırınız ve yorumlayınız. 30

31 EĞME DENEYİ EĞİLME DAYANIMI (EĞİLMEDE ÇEKME DAYANIMI) Malzemenin eğilme dayanımının bulunabilmesi için beton kiriş numuneler hazırlanmakta ve Şekil 3.1 de görüldüğü gibi beton kirişin oturtulduğu mesnetlerin arasındaki mesafenin orta noktasından (L/2 mesafesinden) yüklenme yapılarak deney gerçekleştirilmektedir. Gerçekte, bazı malzemelerin eğilme dayanımının araştırılmasında genellikle kullanılan yükleme yöntemi, yükün mesnetlerden L/3 uzaklıktaki iki noktadan uygulandığı Şekil 3.2 de verilen yöntemdir. Ancak numune boyutlarının kısa olmasından dolayı bu föyde sadece orta noktasından yüklenen basit kiriş yöntemi anlatılacaktır. 31

32 Beton kiriş numunelerde kırılmaya neden olan yük deney presinin göstergesinde okunduktan sonra, eğilme dayanımının hesaplanabilmesi için aşağıdaki formül kullanılmaktadır: Orta noktadan yüklenen dikdörtgen kesitli beton kiriş numunelerde oluşan kesme kuvvetleri ve momentler Şekil 3.3 de verilmiştir. Bu moment değerleri 3 no. lu formülde yerine konulacak olursa orta noktasından yüklenen basit kirişte eğilme dayanımı için aşağıdaki formül elde edilir: 32

33 3.1. Deneyin Yapılması Yükleme tablasındaki mesnet silindirleri, deney uygulanacak numunenin boyuna uygun gelen yataklara oturtulur. Daha sonra beton deney numunesi yükleme tablası üzerindeki mesnetlere mesnetlerden en az 2.5 cm taşacak Şekilde uygun olarak yerleştirilir. Numunenin kalıp içinde iken üste gelen yüzünün, deney sırasında uygulanacak yüklemenin yönüne paralel olarak konmuş olmasına dikkat edilmelidir. Numunenin yatay olması sağlanmalı, yükleme yönü numunenin yükleme uygulanan yüzeyine dik olmalıdır. Yükleme, kırılma yaratacak yük değerinin yarısına kadar hızlı olarak yapılabilir. Bundan sonra yüklemeye çekme gerilmelerinde meydana gelecek artımlar dakikada 10 kgf/cm 2 (100 N/cm 2 ) den fazla olmayacak Şekilde ve numune kırılıncaya kadar devam edilmelidir. Darbeli yüklemeye izin verilmemelidir Ölçme Deney numunesi kırıldıktan sonra, kırılma kesitinin genişliği ve yüksekliği kenarlarda ve ortada 1 mm duyarlıkla yapılan üç ölçünün aritmetik ortalaması alınarak bulunur Hesaplama Orta noktasından yüklenmiş basit kiriş metodu ile yapılan eğilmede çekme dayanımı tayini deneyi sonucu eğilmede çekme dayanımı yukarıdaki 4 no. lu formül ile hesaplanır Deney Raporu Deney raporunda en az aşağıdaki bilgiler bulunmalıdır. şı, şekli, şulları, şü, 2 ye yuvarlatılmış eğilmede çekme dayanımı değerleri ve aritmetik ortalamaları, şılaştırılması 33

34 TAHRİBATSIZ MUAYENELER GİRİŞ Tahribatsız Mauyene: Malzemelerin tahrip etmeden muayene işlemine denir. Tahribatsız Muayenenin Gelişimini Sağlayan Nedenler: 1. Parça ve konstrüksiyonların hafifletilmesi nedeniyle, limit dizaynlara gidilmesi ve bu limit dizaynlarda kusursuzluk olayının ön plana çıkması 2. İmalatın belirli bir kademesinde hatayı önceden tespit ederek müteakip işçilik masraflarının minimuma indirilmesi 3. Kazaları önlemek ya da sistemin durmasını önlemek için kusurlu parçanın önceden teşhis edilebilmesi ihtiyaçları Tahribatsız muayenede özellikle hata bulunduktan sonra bu hatanın tiplerinin belirlenebilmesi için referans standartlar geliştirilmiş ve tanım olayları daha gerçeğe yaklaştırılmıştır. Kırılma mekaniği kavramlarına göre dizayn için tahribatsız usullerle bulunabilecek hata limitlerini en düşük seviyeye çekebilecek yöntemler araştırılmıştır ve araştırılmaktadır. Bulunan hatalar için kabul red kriterleri oluşturulmaya çalışılmıştır. BÖLÜM 1: ULTRASONİK MUAYENELER Hz frekansının üzerinde ultrases dalgalar uygulanarak yapılır. Ultrases dalgalar 3 şekilde yayınır. 1. Boyuna dalga şeklinde yayınır. CB = ρ E (1 μ) (1+μ)(1 2μ) CB= boyuna dalga hızı 2. Enine dalga şeklinde yayınır CE = E ρ 2(1+μ) = G ρ CE = enine dalga hızı 3. Yüzey dalga şeklinde yayınır 34

35 CS = 0,87+1,12μ 1 μ E ρ 2(1+μ) Birbiri ile olan ilişkileri CE = CB 1 2μ 2 ( 1 μ) CS = CE 0,87+1,12μ 1+ μ Yayınma hızı malzemenin elastisite modülü (E) ile malzemenin poison oranına ( μ ) ve malzemenin yoğunluğuna ( ρ) bağlıdır. G kayma modülü. Bu değerler değişen malzemelerde yayınma hızı da değişir. Çelik ve alüminyum malzemelerde µ = 0,28 ile 0,34 arasında değişir ve bu malzemeler için = 0,55-0,49 arasındadır. CS = 0,92 0,92 arasındadır. CE CE CB Birinci kademe de ultrases dalgası üretmek lazım. Ultrases dalgaları piezo elektrik olayı esasına göre üretilir. Bu olay aynı zamanda tersinedir. Aşağıdaki tabloda bu amaçla kullanılan üç tip malzeme verilmiştir. Tablo 1.a. Üç tip malzemenin özelikleri Baryum titanat (BaTiO3) Kuvars (SiO2) Lityum sülfat (LiSO4) Yoğunluk (gr/cm³) 5,4 2,65 2,06 Akustik hız (m/sn) Akustik empedans (10 6 NS/m³) Piezo elektrik modülü ( 10 ¹² m / volt) 27 15,2 11, ,3 15 Normal prob İyi iyi zayıf Açısal prob iyi orta orta Daldırma prob orta iyi Çok iyi 35

36 Lityum sülfattan kullanılırsa kristal tipi daldırma yönünden iyi sonuç verir. Piezoelektrik modülü, volt başına kalınlıktaki değişmeyi verir. Boyuttaki bu değişme değeri üretilen ultrases dalgalarının genliğine eşittir. C = f. λ λ = C f f = frekans λ = dalga boyu C = akustik hız Tablo 1.b. Frekans ve dalga boyu ilişkisi f λmm λmm MHz çelikte suda CB = 5,9 km/sn CE = 3,2 km/sn CB = 1,5 km/sn 0,5 12 6, , ,6 0,8 4 1,5 0,8 0, ,6 0,25 Dalga boyunun yarısı λ kristalin kalınlığına eşittir. Bu formülde frekans ve akustik hız bellidir 2 ve böylece dalga boyunu bulabiliriz. NOT: Frekansı ne kadar yüksek seçilirse tespit edilebilecek hata o kadar küçülür. Yani küçük hatalar ortaya çıkarılır. Yalnız her zaman frekansı yüksek seçerek küçük hataların tespit edilebileceği söylenemez. Örneğin; heterojen yapı olarak dökme demirler küçük pütürlü ve gözenekli olduğu için gönderdiğimiz ultrases dalgaları kolayca saçılabilir ve cihaz sinyal vermeyebilir. Z = akustik empedans = ρ.c (N.S/ m³) ρ = kg / m³ (yoğunluk ) C = hız ( m/sn) 36

37 Ultrasonik Enerjinin Şiddeti: İ = Z.W ². A ² Watt / m² W = 2. π. f ( açısal hız ) A = genlik Ultrasonik Basınç: P = Z. W. A Şekil 1.a. Tablo 1.c. Piezoelektrik kristalin çalışma prensibi Çeşitli Metallerin ve Metal Olmayan Malzemelerin Akustik Özellikleri Malzeme Yoğunluk Ses Hızı Akustik Empedans (gr / cm³) g/cm².s 10 CB (a) CE (b) CS (c) DEMİRLİ METALLER Karbon çeliği 7,85 5,94 3,24 3,0 4,66 ( tavlanmış) Alaşımlı çelik Tavlanmış 7,86 5,95 3,26 3,0 4,68 Sertleştirilmiş 7,8 5,90 3,23-4,6 Dökme demir 6,95 7,35 3,5 5,6 2,2-3,2-2,5 4,0 37

38 52100 çeliği Tavlanmış 7,83 5,99 3,27-4,69 Sertleştirilmiş 7,80 5,89 3,20-4,60 D6 takım çeliği Tavlanmış 7,7 6,14 3,31-4,7 Serleştirilmiş 7,7 6,01 3,22-4,6 Paslanmaz çelik Tip 302 7,9 5,66 3,12 3,12 4,47 Tip 304 L 7,9 5,64 3,07-4,46 Tip 347 7,91 5,74 3,10 2,8 4,54 Tip 410 7,67 5,39 2,99 2,16 4,13 Tip 430 7,7 6,01 3,36-4,63 DEMİR OLMAYAN METALLER Alüminyum ,71 6,35 3,10 2,90 1,72 Alüminyum alaşımı 2,80 6,25 3,10 2,79 1, T4 Berilyum 1,85 12,8 8,71 7,87 2,37 Bakır 8,9 4,70 2,26 1,93 4,18 Bakır alaşımları 260 (fişek pirinci %70) 8,53 3,83 2,05 1,86 3,27 464,467 (gemici pirinci) 8,41 4,43 2,12 1,95 3, ( fosfor bronzu) 8,86 3,53 2,23 2,01 3, (nikel gümüş 65-8,75 4,62 2,32 1,69 4,04 38

39 18) Kurşun Arı 11,34 2,16 0,70 0,64 2,45 Sert 10,88 2,16 0,81 0,73 2,35 Magnezyum alaşımı MIA 1,76 5,74 3,10 2,87 1,01 Civa sıvı 13,55 1, ,95 Molibden 10,2 6,25 3,35 3,11 6,38 Nikel Arı 8,8 5,63 2,96 2,64 4,95 İnconel x-750 8,3 5,94 3,12-4,93 Titanyum(ticari saflıkta) 4,5 6,10 3,12 2,79 2,75 Tungsten 19,25 5,18 2,87 2,65 9,98 METAL OLMAYAN MALZEMELER Hava (e) 0, , ,00004 Etilen glikol 1,11 1, ,18 Cam Tabaka 2,5 5,77 3,43 3,14 1,44 Yağ Makine 0,87 1, ,150 Transformatör 0,92 1, ,127 Plastik Plexiglas 1,18 2,67 1,12 1,13 0,32 39

40 Naylon 1,0 1,2 1,8-2, ,18 0,27 Teflon 2,2 1, ,35 Kuartz (doğal) 2,65 5, ,52 Kauçuk 1,1 1,6 2, ,25 0,37 Tugsten karbid ,66 3,98-6,7 9,9 Su Sıvı (f) 1,0 1, ,149 Buz (g) 0,9 3,98 1,99-0,36 (a) Boyuna basınç dalgaları (b) Enine (kayma) dalgaları (c) Yüzeysel dalgalar (d) Boyuna dalgalar için, Z = ρ. CL (e) 4 C de (f) Standart sıcaklık ve basınçta (g) 0 C de 1.2. ULTRASES DALGALARININ ARAYÜZEYLERDE DAVRANIŞI Arayüzeyleri çelik, hava ve su olarak inceleyelim. Ses dalgalarını çelikten geçip; yansıyan ve geçenlerin ne kadar olduğunu % olarak hesaplayalım R Z Z 2 2 Z 1 Z 1 D Z 2.Z 2 2 Z 1 R = Pr Pe D = Pd Pe R = yansıyan D = geçen Pr = yansıyan dalganın basıncı Pe = gönderilen dalganın basıncı Pd = geçen dalganın basıncı 40

41 Akustik emepdanslar tablodan alınır. Buna göre; ÖRNEK 1: Çelik için; Z1 = 45 x 10 6 Su için; Z2 = 1,5 x10 6 Değerler yerine koyulursa; Yansıyan miktar; R = %93,5 Geçen miktar; D = %6,5 Yani % 6,5 i su ortamına geçecektir. ÖRNEK 2 Çelik için; Z1 = 45 x 10 6 Hava için; Z2 = 0,00004 x10 6 Değerler yerine koyulursa; R = %100 D = %0 Değerler yerine koyulursa d değeri sıfıra yakın bir değerde çıkar. Bu değere göre çelikten havaya ultrases dalgaları geçmeyerek geri dönüyor. Su içerisinde yapılan muayene daldırma muayenesi olup seri kontrol gerektiren hallerde uygulanır. Şekil 1.2.a. Ses basıncı değişimi 41

42 Şekil 1.2.b. Daldırma Muayenesi Cihaza genelde 1000 volt gibi bir gerilim uygulanır ve gerilimin etkisiyle oluşan ses dalgaları probdan geçerek parçanın içine doğru ilerler. 1. durumda yayılan ses dalgaları parça üzerinde hata bulunmadığından dolayı parçanın arka kısmına doğru gider ve parçanın dışı hava olduğu için ışına çıkamaz ve parçanın arka kısmına çarpıp geriye doğru yansır. Geri dönen ses dalgaları bu defa prob kristaline bir basınç yapar. Bu kristal prob elektrik gerilimi üretir. Parça boyu 40 mm olduğunda ekranda 40 yazan yerde bir sinyal verir ve bu sinyal 80 de tekrarlanır. Burada cihazın göstergesinde 80 gördüğümüzde bir hatanın olmadığı ses dalgalarının tekrar geriye döndüğü anlaşılır. 2. durumda parça üzerinde bir hatanın olduğunu varsayalım (30 mm de). Bu durumda cihazın göstergesinde 30 da bir sinyal alıyoruz. Bu sinyaller 60 ve 90 da tekrarlanır. Böylece malzemenin 30 mm uzaklıkta hata olduğu anlaşılır. Ses dalgaları ne kadar yakın mesafeden çarparsa şiddetten dolayı oluşan piklerde uzun olur. NOT: 30 mm de kabul ettiğimiz hata ile ana malzemenin akustik empedansı birbirlerinden farklı olduğundan, hatadan yansıyan sinyaller hatanın yerini bulmamızı mümkün kılar. Şekil 1.2.c. Darbe yankı metodunda şematik ekolar 42

43 a) Ses hüzmesi içinde ufak hata b) Ses hüzmesi içinde iki ufak hata c) Bütük hata, ufak ve arka cidar ekosunu önlemiş d) Açılı hata, arka cidar ekosu alınamaz e) Ufak hata, açılı arka cidar olduğundan bu kısımda yankı yoktur. f) Fazla saçılma nedeniyle eko yok. Hataya dik olarak ses dalgalarını gönderirsek bunu normal prob, ses dalgasını açılı olarak gönderirsek buna açılı prob adı verilir. Örnekler göstermektedir ki ultrasonik ses dalgaları havadan geçemezler. Bu nedenle ultrasonik ses dalgalarını üreten prob ile malzeme arasında ses dalgalarının malzemeye geçebilmesi için arada hava tabakası olmayacak. Bu nedenle; arada bir ultrasonik bağ yağ ile ve su ile oluşturulmalıdır. Temas muayenelerinde bu ultrasonik bağ genellikle gres ya da vazelin gibi bir yağ ile temin edilir. Buna karşın seri halde parça kontrollerinde ise muayene su içerisinde gerçekleştirilir. Buna daldırma muayenesi adı verilir AÇISAL PROB Şekil 1.3.a. Açısal prob CB1 = birinci ortamdaki boyuna dalganın hızı CB2 = ikinci ortamdaki boyuna dalganın hızı αb = geliş açısı 43

44 CE2 = ikinci ortamdaki enine dalganın hızı CE1 = birinci ortamdaki enine dalganın hızı αb, αe = sırasıyla yansıyan boyuna ve enine dalgaların yansıma açısı SinαB CB1 = SinαB CB1 = SinαE CE1 = SinβB CB2 = SinβE CE2 Şekil 1.3.b. Açısal probda ses hüzmesi Şekil 1.3.c. Açısal prob uygulama örnekleri Haberi getiren iki ses dalası aynı anda parça içerisinde bulunmaktadır. Herhangi bir hatanın bu dalgalardan hangisi üzerine düşerek geldiğini bilemeyiz. Bu nedenle bu dalgalardan birini yok etmek gerekir. Bunun için βb açısı 90 yapılır. Bunu temin eden αb açısına 1. Kritik açı adı verilir. βe yi 90 yapacak αb açısına ise 2. Kritik açı adı verilir. Ancak 2. Kritik açı değeri kullanılmaz. Açısal problardaki prob açıları çelik malzemeye göre hesaplanmış βe açılarıdır. 44

45 Şekil 1.3.d. Kaynakta açısal probla uygulama örneği AÇISAL PROB İLE HATA YERİ SAPTANMASI Şekil a. Hata yeri bulma SinβE = a s CosβE= t s a = Sin βe. S (1) t = S. Cos βe (2) S değeri ekran üzerindeki uzaklıktır. βe prob açısı olduğundan 1 ve 2 nolu formüllerden hatanın yeri bulunabilir. Hüzme çıkış yeri şekil c. ye göre açısal prob blok üzerindeki işaretli yer boyunca sağa sola hareket ettirilir ve bu konumda en yüksek yankının alındığı yerde prob tutulur. Kalibrasyon bloğu üzerindeki çizgi prob üzerinde işaretlenir. Şekil c. ye göre bu çizgi kalibrasyon bloğu üzerindeki kendisine ait açı değerine getirildiğinde en yüksek yankı yine elde edilmelidir. Kaynaklı bir parçanın açısal prob ile muayenesi: Şekil b. Açısal prob muayenesi 45

46 Şekil c. IIW Beynelminel kaynak enstitüsünün ultrasonik kalibrasyon blokları ve kaynakta açısal uygulaması 1.4. PROBLARIN SEÇİMİ 5 çeşit prob vardır. 1. Normal prob 2. Açısal prob 3. Daldırma prob 4. Çift elemanlı temas halinde kullanılan prob (1.si sinyal verir, 2.si sinyal alır) 5. Geciktirme bloklu prob Bunlardan birini kullanma yerine göre seçeriz Normal Prob: Dövme parçalar, kalıntılar, kofluk diye tanımlanan hatalar, segregasyonlar için ayrıca hadde ürünlerinde, katmerlerin bulunmasında, yırtılmalarda kullanılır. Ayrıca yorulma çatlakları, korozyon, erozyon ve gerilimli çatlaklar için kullanılır Açısal Prob: Eğer bu hatalar parça ekseni ile belli bir açı yapabiliyorsa bu tip açısal probla bulunur. Bunlar daha çok kaynak hatalarının bulunmasında kullanılır. Bu hatalarda eksik kaynama, nüfuziyet azlığı, çatlaklar, cüruf kalıntıları, gözeneklilik gibi. Borularda ise çevresel ve boyuna çatlakların bulunmasında kullanılır. 46

47 Daldırmalı Prob: Seri kontrolde su ile yapılan muayeneler için kullanılan problardır Çift Elemanlı Prob: Saç ve levhalarda kalınlık ölçmeleri ve katmer hatalarında, borularda cidar kalınlığı ölçmelerinde kullanılabilir ve kullanma yerlerinde cidar incelemelerinin tespitinde kullanılır Geciktirme Bloklu Prob: Bu da çift elemanlı prob gibi daha çok kalınlık ölçmelerinde kullanılabilir ve yüzeye paralel olmayan hata yerlerinin tespitinde kullanılır. Çift elemanlı prob geciktirme bloklu prob daldırma tipi prob Şekil 1.4. Ultrasonik Muayenede Kullanılan Prob Tipleri 1: epoksi dolgu 2: arkalık malzemesi 3: bağlantı elamanı 4: (+) elektrik 5: (-) elektrik 47

48 BÖLÜM 2 : RADYOGRAFİK MUAYENE 2.1. X VE γ IŞINLARI İLE MALZEME HATALARININ SAPTANMASI X ışınları içerisinde birçok dalga boyu bulunduran poli kromatik karakter taşıyan ışınlardır. X ışınları frenleme yoluyla tüplerden elde edilir. Buna karşın γ ışınları yapma radyoaktif elemanlardan elde edilir. Şekil 2.1.a daki voltaj ve akıma bağlı olarak dalga boyu ve x ışınları şiddeti arasındaki ilişki gösterilmiştir. Şekil 2.1.f. de ise uygulanan voltaja göre nüfuziyet derinlikleri verilmiş olup, şekil 2.1.g. de tüp gerilimine göre x ışınlarına dönüşen enerji miktarı gösterilmiştir. Tabloda çelik malzeme için muhtelif tüp gerilimindeki nüfuziyet derinlikleri görülebilir. Tablo 2.1.a. Çelik İçin Muhtelif Tüp Gerilimindeki Nüfuziyet Derinlikleri U (kv) Çelik (mm) , ,5 γ ışınları yapma ya da radyoaktif elemanların bozunmaları suretiyle oluşan ışınlardır. Bunlar yarılanma ömürleri ya da süreleri adı verilen zaman içerisinde kullanılabilirler. Yarılanma süresi başlangıçta mevcut atomların yarısının bozunması için gerekli süreyi gösterir. Bu süreye göre ışınların şiddeti bozunan atom miktarı arttıkça azalır. Bu nedenle yarılanma süresinin dışında bunlar kullanılmamaktadır. Şekil 2.1.a. Bir x ışını ünitesinin esas kısımlarının şematik resmi 48

49 Şekil 2.1.b. X ışını demetinin merkez eksenine 20 meyillendirilmiş bir anodun (hakini ve tesirli merkezlenmiş yerlerinin) şematik resmi Şekil 2.1.c. X ışınlarının ve gama ışınlarının dalga uzunluğu ve foton enerjisi ile olan ilgilerinin şematik gösterilişi 49

50 Şekil 2.1.d. Bir x ışını tüpünün bremsstrahlung tayfının tüp voltajına (a) tüp akımına (b) göre işleyişinin dalga boyu ile şiddet açısından değişimi Şekil 2.1.e. γ ışınları açısından değişimi 50

51 Şekil 2.1.f. Voltaja göre çelik için nüfuz etme kabiliyeti Şekil 2.1.g. Voltaja göre verim değişimi Tablo 2.1.a. Çeşitli γ kaynağı yarılanma süreleri ve çelikteki nüfuziyet derinlikleri γ Işınları Yarılanma Süresi Çelikte Nüfuziyet Derinliği Ir gün 75 Cs yıl 75 Co 60 5,3 yıl

52 Şekil 2.1.h. Mekanik kumandalı tipten Ir 192 radyografi cihazının şeması. Üstte kaynak kullanılmaz konumda, altta ise ışınlama konumundadır. Şekil 2.1.ı. Radyografinin prensip şeması 52

53 Tablo 2.1.c. X ve Gama ışınlarının karşılaştırılması Karakteristik X ışınları γ ışınları Besleme Boyutlar ve manipulasyon Nakliye Işınıma karşı korunma Işınların dalga boyu Odak noktası Işınım Işınım şiddetli ve gerkli poz süresi Radyografinin kalitesi Elektrik akımına ihtiyaç vardır. Radyografi çekimi esnasında cihazın kontrol altında tutulması şarttır. Cihazın boyutları büyüktür. Bazı hallerde cihazın yerleştirilmesi bir problem olarak ortaya çıkar. Cihazın nakli bir problem arz etmez Sadece cihazın çalıştırıldığı anlarda gereklidir. Cihazın maksimum gerilimin bir fonksiyonudur. Normal monoblok cihazlarda 2x2 ile 4x4 mm dir. Büyük verili cihazlarda 6x6 mm ye kadar çıkar. Normal tüplerde ışınım zayıf açılı bir koni şeklindedir. Oyuk anotlu tüplerde ışınım daha geniş bir sahayı kaplar Şiddetli bir ışınım ve kısa süreli poz süresine ihtiyaç gösterir Gerilimin uygun seçilmesi ile iyi bir kontrast elde edilebilir. Işınım kendiliğinden meydana gelir. Radyografi çekimi esnasında kaynağın kontrolü gerekli değildir. Işının kaynağının ebadı çok küçüktür. Yerleştirme kolaydır. En gayrimüsait yerlerde bile kullanılabilir. Mahfazasının ağırlığına ve büyüklüğüne rağmen bir müşkülat arz etmez. Kırılacak parça yoktur. Işınım devamlı olduğundan her an gereklidir. Kullanılan radyoaktif elementin cinsine tabidir. Normal cihazların neşrettiği x ışınlarınınkinden daha küçüktür. Normal kaynaklar için 2x2 ile 4x4 mm dir. Yüksek şiddetli kaynaklarda bu ölçüler 10x10 mm ye kadar çıkar. Bütün doğrultularda ayı şiddettedir. Işınım şiddeti düşük ve uzun bir poz süresi ( bazı hallerde saatlerce) Daha zayıf bir kontrast elde edilir. Arzu edilen yoğunluğa erişilmediği hallerde filmin okunması zorlaşır. 53

54 2.2. GÖRÜNTÜ OLUŞTURULMASI Şekil 2.2.a. Ters Kare Kanunu I1 = L2² I2 L1² (ters kare kanunu) Şiddetteki azalma, yolun artışının karesiyle doğru orantılıdır. Burada gösterilen kaynak aslında noktasal değildir. Şekil 2.2.b. Hakiki radyasyon kaynağından ve nokta kaynaklardan oluşan radyografik görüntüde geometrik ilginin şematik resmi 54

55 U g F. t L 0 F: kaynak boyutu L0: Kaynak-obje uzaklığı.li: kaynak-görüntü uzaklığı, t: Obje-görüntü uzaklığı I I. e 0 d I0= Başlangıçtaki ışın şiddeti I= (d) uzaklığından sonraki ışın şiddeti µ: zayıflama katsayısı, cm -1 Şekil 2.2.c. Yüksek ve düşük çözünürlükte radyografi a) yüksek kontrastlı radyografinin avantajı düşük çözünürlüklü görüntü b) düşük kontrasta rağmen, daha gelişmiş çözünürlükle daha fazla detay görünüyor. Tablo 2.2.a. Farklı malzemelerin µ değeri µ değeri cm -1 Kv Al Fe Pb 50 0,964 15, ,459 2, ,373 1,54 21, ,329 1,15 10, ,281 0,866 4,29 55

56 Parçada farklı yoğunluklu kısımlar varsa buralarda (µ) değişiktir. Örneğin cürufun yoğunluğu daha düşüktür ve filmde bu koyu olarak bulunur. ÖRNEK a) Şekildeki çelik parça 200 KV luk tüp geriliminde çalışan bir cihaz b) Co 60 izotopuyla filmi alınsa enerji şiddetleri oranı ne olur? NOT: Co 60 için µ değeri 0,42 cm -1 dir. Şekil 2.2.d. Örnek problem şekli a) I2 I1 = 1,78 b) I2 I1 = 1, kv (x ışını) Co 60 (γ ışını) Filme ulaşan ışın şiddetleri arasındaki fark ne kadar fazla olursa filmde 5 mm ile 10 mm arasındaki ayrım bölgesi daha net bir şekilde görülebilir. Bu nedenle x ışını daha idealdir. Co 60 ın enerjisi fazla olduğundan daha az enerji kaybeder ve oluşan çıkmaktadır. Bu yüzden x ışını bu durum için daha idealdir RADYOGRAFİK EŞDEĞERLİK FAKTÖRÜ I2 I1 oranı daha düşük Radyografik eşdeğerlik faktörü standart malzemeye göre ( bu malzeme çeliktir) aynı absorbsiyon kalınlığını verecek faktör değerleridir. Böylece çelik malzemeye göre, diğer malzemeler için çelikteki eşdeğer değer bulunabilir. Malzeme Al (10 mm kalınlığında) Eşdeğerlik faktörü = 0,08 (100 KV ta) 10 mm Al ile 0,8 mm çelik aynı absorblama miktarına sahiptir. Tablo 2.3. Muhtelif metallerin yaklaşık radyografik eşdeğerlik faktörleri 56

57 Malzeme X ışınları KV X ışınları MeV Gama ışınları ,25 Ir- 192 Co-60 Ra Magnezyum 0,6 0,6 0,05 0, Alüminyum 1,0 1,0 0,12 0, ,35 0,35 - Alüminyum alaşımı 2,2 1,6 0,16 0, ,35 0,35 - (2024) Titanyum - - 0,45 0, Çelik - 12,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1, paslanmaz çelik - 12,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 Bakır - 18,0 1,6 1,4 1, ,3 1,1 1,1 1,1 Çinko - - 1,4 1,3 1, ,2 1,1 1,1 1,1 Pirinç - - 1,4 1,3 1,3 1,2 1,2 1,2 1,1 1,1 1,1 Ham elmas - - 2,3 2,0-1, Kurşun ,0 12,0-5,0 2,5 3,0 4,0 3,2 2,0 Uranyum , ,9 12,6 3,4 - Kalınlık farkları bulunan parçaların filmlerinin çekilmesinde radyografik eşdeğerlik faktörlerine göre hesaplanacak değerle kalınlık eşitlemesi yapılabilir. Bu amaçla genelde çinko kullanılır FİLM ÇEKİMİ Radyografik Filmlerin Çekilmesi: Radyografik filmler: gümüş-bromür 40 gr/m²dir. Bunların diğer bir özelliği defotografik yoğunluktur. D = log I..0 I D = fotografik yoğunluk 57

58 Tablo a. Film tipine göre hız kontrast ve tane büyüklüğü değişimi Film Tipi Hız Kontrast (netlik) Tane büyüklüğü 1 Düşük Çok yüksek Çok düşük 2 Orta Netlik yüksek Düşük 3 Yüksek Orta Yüksek 4 Tane büyüklükleri kullanılan floresans ekranın özelliklerine bağlıdır. Hız düşük ise görüntüyü oluşturmak daha uzun zaman alıyor demektir. 4 te bu süre daha kısadır. Bir uzundur. Tane büyüklüğü kaba ise bunun tersidir. Tüp gerilimleri yükseldikçe şiddet de fazladır. ASTM 94 standardına göre hazırlanmış film seçme cetvellerinden kullanılan gerilime ve kalınlığa bağlı olmak üzere tavsiye edilen film tüpleri belirlenir. Şekil a. Film yapısı 58

59 Tablo b. Tabaka kalınlıkları Tabaka mm Koruyucu tabaka 0,005 Duyarlı tabaka 0,014 Yapıştırıcı tabaka 0,002 Taşıyıcı tabaka 0, Ekranlar: Şekil a. Ekranların şiddetlendirme etkisi Ekranlar Pb, Co, Au ve tuz ekran olmak üzere sınıflandırılabilir. Film bu iki ekran arasına yerleştirilip bir kaset içine alınır ve böylece görüntüsü elde edilir. Ekranların görevi saçılarak gelen ışınları tutmak, diğer bir görevi ise ışınlar bunlardan geçerken elektron söküp filmin daha kısa sürede oluşumunu sağlamaktadır. Bu olay şiddetlendirme faktörü olarak belirlenip KV a göre üstteki şekilde verilmiştir. Filmde görüntünün oluşabilmesi için belli bir süre beklemek gerekir. Fazla beklenirse film fazla kararır, az beklenirse görüntü oluşmaz. Dolayısıyla bu sürenin belirlenmesi gerekir. Tüp voltajı ve radyoaktif izotop Kalınlık Mm Kv Ir MeV Co 60 2 MeV Ra Nev 59

60 Kv KV KV KV ÇELİK A B C D E F G ALÜMİNYUM A B C D E F G BRONZ A B C D E F

61 G MAGNEZYUM A B C D E F G Şekil a. ASTM E 94 e göre film çekim cetveli A : 0 6 mm B : 6 12 mm C : mm D : mm E : mm F : mm G : 200 üzeri Bu süre poz diyagramları vasıtasıyla bulunur. Sürenin tespiti için bu diyagramda şu bilgilerin verilmesi gerekir. 1. Voltu bulunmalı 2. Fotografik filmin yoğunlukları 3. Filmi alınacak parçaların kalınlığı 4. Ekran tipi ve kalınlığı 5. Ayrıca, film ile kaynak arasındaki uzaklık verilmelidir. 61

62 Şekil b. X ışınları için poz diyagramları. Diyagramın altında ekran ile kaynak arası uzaklık verilmektedir. I1. t1 L1² I2. t2 = L2² L: kaynak ile film uzaklığı I : akım t: poz süresi Eğer uzaklık poz diyagramlarındaki uzaklıktan farklı ise poz diyagramından alınan değerler göre eşitliğin sol tarafı hesaplanır ve diğer bir L2 mesafesi içinse buna uygun poz süresi rahatlıkla bulunabilir. Eşdeğerlik faktörleri dikkate alınmak suretiyle poz diyagramı verilmeyen malzemenin çelik malzeme cinsinden eşdeğer kalınlığı bulunup, buradan üstteki diyagram kullanılabilir. Şekil c. γ ışınları için poz diyagramı 62

63 Şekil d. Co60 için poz diyagramı Bu diyagram tıpkı x ışını diyagramlarında olduğu gibi kalınlık curi dak olmak üzere poz müddeti, altında ise kaynakla film arasındaki uzaklık ve ekran tipini belirleyen poz diyagramları mevcut olup, bu poz diyagramlarından curi-dak olarak poz müddeti belirlenebilir. a. t1 L1² L1 : poz diyagramının altında verilen mesafe = a. t2 L2² a : kaynağın gücü ( γ kaynağının) t : poz müddeti Bu formül ile farklı bir uzaklık için hesaplama yapılarak değerler elde edilir. Saçılma olayı görüntünün et bir şekilde elde edilmesine engel olur. Bu olayın önlenmesi gerekir. Şekil e. radyografik kaynakların bozunması 63

64 Şekil f. x ve gama ışınları kullanılırken karşılaşılabilen üç tip radyasyon saçılmasının şematik gösterilişi Saçılma olayı x ışınlarında kendini daha çok hissettirirler. Çünkü bunlar çok dalga boylu ışınlardır. Yani enerjiler de çeşitlidir (birinin kuvvetli, diğerinin zayıf olması). Zayi enerjiler en çok saçılır. Bunun için enerjinin zayıf olanları bir filtre yardımıyla tutulur ve yalnızca kuvvetli olanlar parçaya gönderilerek iç saçılma önlenebilir. Film yüzeyinden yansıma ise kullanılan ekrandan kaynaklanır. Örneğin; Pb x ışınlarını çok fazla yansıtır. Boşluklarda yansımaya neden olur. Bu boşluklar doldurularak yansıma engellenebilir. Kalınlık ayarlaması 3 şekilde yapılabilir: Film Çinko, Pb gibi malzemelerle eşdeğer kalınlık sağlamak Işınlar bir filtreden geçirilir Şekil g. Kalınlık Eşitlemesi ve Diyafram 64

65 2.5. GÖRÜNTÜ KALİTESİ GÖSTERGEÇLERİ Telli Tip Panatrametre Şekil Telli Tip Panatrametre Tablo Tel numaraları ve çapları I.Ω. I kademeleri Tel numaraları ve çapları 1/ ,2 2,5 2,0 1,6 1,25 1,0 0,80 6/ ,0 0,80 0,63 0,50 0,40 0,32 0,25 10 / ,40 0,32 0,25 0,20 0,16 0,125 0, Basamaklı tip panatrametre Şekil Basamaklı tip panatrametre 65

66 Tablo a. görülebilen en ince basamak kalınlığı / (parça kalınlığı) I. Ω. I = 100. görülebilen en ince basamak kalınlığı / (parça kalınlığı) 1) 0,125 0,16 0,20 0,25 0,32 0,40 2) 0,32 0,40 0,50 0,63 0,80 1,00 3) 0,80 1,00 1,25 1,60 2,00 2,5 4) 2,00 2,5 3,20 4,00 5,00 6,30 Değişik tip panatrametreden alınan I.Ω. I değerleri aynı değildir. Dolayısıyla panatrametre tipinin bu değer verilirken belirtilmesi mutlak suretle zorunludur. Genel olarak; çatlak, ufak kanalcık gibi daha çok çizgisel hatalarda telli panatrametre buna karşılık porozite cüruf kalıntısı gibi büyük hacimli hatalarda basamaklı panatrametre kullanılması tavsiye edilir. Basamaklı panatrametre tıpkı telli panatrametre gibi resmi çekilen parçayla aynı malzemeden olmalıdır. Şekil ASTM Tipi Panatrametre 66

67 Tablo b. Kaliteye göre kalınlık ve delik çapı değerleri Kalite Parça kalınlığının %si olarak panatrametrenin kalınlığı Min. Tespit edilebilir delik çapı 2-1T 2 1T 2-2T 2 2T 2-4T 2 4T 1-1T 1 1T 1-2T 1 2T 4-2T 4 2T ÖRNEK: 2-1T kalitesinde panatrametre kalınlığı %2 olacak ve biz 1T çapında deliği filmde görebiliriz. 2-1T için 20 mm parçada panatrametre kalınlığı 0,4 mm olmalı α = 100 x. Th 2 α = eşdeğer panatrametre duyarlığı X = radyografisi çekilen malzeme kalınlığı T = panatrametre kalınlığı h = deliğin çapı Her malzeme için panatrametre hazırlamak zor olduğundan belli tiplerde panatrametreler belirlenmiştir. 67

68 2.6. FİLMİN DEĞERLENDİRİLMESİ Tablo 2.6. DIN a göre görüntü kaliteleri Test parçası kalınlığı (mm) Yüksek duyarlık Normal duyarlık Tel No Eşdeğer duyarlık % Tel No Eşdeğer Duyarlık % ,7 14 2, ,0 1,6 13 3,3 2, ,0 1,6 12 3,1 2, ,0 1,3 11 3,2 2, ,6 1,0 10 2,5 1, ,3 1,0 9 2,0 1, ,3 1,0 8 2,0 1, ,3 1,0 7 2,0 1, ,3 0,8 6 2,0 1, ,0 0, ,4 1, ,7 1,6 68

69 2.7. KAYNAK RADYOGRAFİSİ Tablo 2.7. Kaynak radyografisi tanımlamaları Simge İsmi Tanımı Muhtemel sebepleri Aa Porozite Gaz boşluğu Rutubetli elektrod, yağlı veya boyalı kaynak ağzı, çok yüksek akım, çok uzun ark ilerleyişi, hızlı yavaş ana metalde laminasyon (katmer ) ayrışım Ab Gaz kabarcıkları Gaz kanalları veya uzun boşluklar Ba Cüruf Metal olmayan katı faz Bb Cüruf hataları Metal olmayan katı kalıntılar ihtiva eden uzun birikintiler C Eksik kaynama Kaynak metali ile ana metalin kaynamamasından Islak elektrod örtüsünden ileri gelir. Kapiler, kabarcıklar genellikle ana metaldeki hatalardan Bir önceki cüruf temizlenmemiş, Kaynaktan önce civar pislikleri temizlenmemiş, akım çok düşük, ön ısıtma gerekli Ba nın aynısı Elektrod kaynak ekseninden kaçmış, elektrod yanlış açı ile tutulmuş, elektrod çapı çok büyüktür veya akım yetersiz. Kaynak ağzı hazırlanışı hatalı D Yetersiz nüfuziyet Kökte kaynama hatası, kökün kaynak metali tarafından dondurulması C nin aynısı E Çatlak Yerel gerilme metal mukavemetinin üstüne çıkmıştır F Yanma oluğu Levha yüzeyinde kaynak kenarı boyunca uzanan oyuk Önleyici sebepler, çatlama eğilimini azaltmak için bilhassa önleyici sebepler kalın kesitlerde ön ısıtma ve gerilim giderilmesi işlemleri uygulanır. Çok rijit parçaların kaynatıldığı veya kaynak dikişinin birleşen parçaların boyutlarına nazaran çok küçük kaldığı hallerde veya kaynak prosedürünün hatalı olduğu hallerde çatlama eğilimi artar. Malzemeden ileri gelen sebepler Rutubetli elektrod, ark çok uzun, aşırı akım, elektrod yanlış tutulmuş, elektrod kaynak kanununa nazaran yanlış seçilmiş 69

70 Şekil 2.7. Önemli kaynak dikişi hataları 2.8. FLOROSKOPİ (RADYOSKOPİ) Şekil 2.8. Floroskobi cihazı Cihazdan çıkan ışınlar diyaframdan geçirilerek floresan ekrana gönderilir. Böylece araya konan parçaların görüntüsü ekrana yansıtılır. Bu usülün diğerlerinden farklı yanları şunlardır: İlk tesis masrafı çok pahalıdır. Oparatörün gözünün karanlığa tam olarak alıştırılması gerekir. Oparatör emniyeti tam olarak sağlanmalıdır. Ufak süreksizlikler tam olarak bulunamaz veya görülemez. Faydaları: Film işlemleri yoktur. Parçayı döndürmek suretiyle muhtelif yerlerinden görüntü alınabilir. 70

71 2.9. YÖNTEM SEÇİMİ 3 radyografik metodun ağır ve hafif metallerdeki uygunluğu tabloda verilmiştir. Muayene uygulamaları Hafif metaller Ağır metaller X ışını Floroskobi γ ışını X ışını Floroskobi γ ışını GENEL Yüzey çatlakları (d) F F F F U F İç çatlaklar F F F F P F Boşluklar G G G G F G Kalınlık farkları F F F F U F Metalurjik değişkenler F P F F U F LEVHA VE SAÇ Kalınlık farkları G U G G U G Katmer U U U U U U Boşluk G G G G G G ÇUBUK VE BORU Dikişler P P P P U P Kofluk G F G G U F Çekme hataları G F G G U F Kalıntı F F F F F F DÖKÜM Soğuk donma G F G G F G Yüzey çatlakları F F F F U F İçsel çekme G G G G F G Boşluk gözenek G G G G F G 71

72 Maça kayması G G G G F G DÖVME Katmer P P P P U U Kalıntı F F F F U U İçsel yarıklar G F G F U G İçsel pullanmalar P U U P U U Çatlak ve yırtılma F F F F U F KAYNAK Çekm çatlakları G G G G F G Curuf kalıntıları G F G G F G Eksik kaynama G F G G F G Gözenek G F G G F G Nüfuziyet azlığı G F G G F G İŞLEM Isıl işlem ve çatlakları U U U P U U Taşlama çatlakları U U U U U U KULLANIMDA Yorulma ve ısıl çatlakları F U P P U P Gerilmeli korozyon F U P F U P Kabarma P U P P U P İncelme F P F F P F Korozyon oyukları F P P G P P G: iyi, F: orta, P: zayıf, U: yetersiz 72

73 BÖLÜM 3: MAGNETİK PAÇACIKLA MUAYENE 3.1. GİRİŞ Bu yöntemde ferromanyetik malzemeler (Fe, Co, Ni ve alaşımları) elektrik akımından istifade etmek suretiyle magnetlenir. Sonra manyetik tozlar tatbik edilmek suretiyle parçaların içerisindeki hatalar nedeniyle manyetik geçirgenliğin değişken olduğu kısımda hatanın şekline benzer şekilde toplanmak suretiyle yüzey ve yüzeyden en fazla 6 mm derinlikte olan hataları belirgin hale getirir. Çok iyi bir düzenle 1: mm lik bir hata 1/10 mm kullanıldığında bir şişkinlik yaratmak suretiyle bu hata saptanır. H = I 2πr ( A cm ) H: Manyetik alan şiddeti I: akımı Sargı: H = I.n l I : akım n: sarım sayısı l: bobin boyu Şekil 3.1.a. Manyetik alan şiddetleri 73

74 Şekil 3.1.b. Çevresel ve boyuna manyetik alan Şekil 3.1.c. Hata ve manyetik alan yönü Manyetik alanın yönü akım yönüne diktir. Eğer hatalar manyetik alan yönüne dik geliyor ise en iyi bir şekilde algılanır. Buna karşın manyetik alan yönüne paralel hatalar iyi bir şekilde algılanmaz. Şekil 3.1.c. ye manyetik alana dik yönde olan E ve F hataları iyi bir şekilde buna karşın A ve B hataları çok olumsuz şekilde belirlenebilir. E ve F hataları olumsuz, A ve B hataları ise iyi bir şekilde algılanabilir. Şekil 3.1.d. de de merkezi bir iletkenin merkezinde itibaren manyetik akı yoğunluğu ve manyetik alan şiddetinin değişimi gösterilmiştir. a ve b de doğu akım, c de ise alternatif akım, d de ise doğru akım kullanılmıştır. a ve d de iletkenler ferromanyetik değildir. b de ve c de ise iletkenler ferromanyetiktir. d şeklinde ferromanyetik malzemelerdir. Ferromanyetik olmayan iletkenler için manyetik akı yoğunluğu iletkenin yüzeyinde B = H dir. Ancak ferromanyetik malzemelerde bu durum B = Hµ dır. İletkenin etrafında hava olduğundan iletkenin yüzeye ulaştığında manyetik akı yoğunluğu B = H dir. d şeklinde ferromanyetik malzemeye ulaşan manyetik alan şiddeti bu ferromanyetik malzemenin geçirgenliğiyle çarpılırsa buradaki akı yoğunluğu elde edilir. İletken merkezinde 2R uzaklığında manyetik alan şiddeti H/2 3R de H/3 tür. Merkezi bir iletken durumunda H manyetik alan şiddeti (A /cm) olması tavsiye edilir. 25 in altındaki değerlerde iyi netice alınmayıp 50 nin üzerindeki değerlerde ise neticede etkisi çok az olmaktadır. Bu nedenlerle bu değere uygun manyetik alan şiddeti seçilmelidir. Manyetik alan şiddetini akım değeri ve uzaklık etkileyeceğinden öncelikle uzaklık seçilip bu uzaklıkta sözü edilen manyetik alan şiddetini oluşturmak için gerekli akım değeri hesaplanır. 74

75 Şekil 3.1.d. Merkezi bir iletkenle magnetleme 75

76 3.2. BOBİN İLE MUAYENE Bobinler ile manyetik alan oluşturulması: N: bobin sarım sayısı I: bobin içinden geçen akım L: parça boyu D: parça çapı NI: L/D (1) NI: r/µef (2) µef: (3) µ : efektif geçirgenlik r : bobin yarıçapı (inç) 1,2 ve 3 bolu formüller bobin ile magnetlenmeyi yapmamızı mümkün kılacak temel formüllerdir. Buna göre belirli bir bobin boyunda parçanın çap ve boyutu da dikkate alınarak 1 nolu formülden NI değeri hesap edilir. 3 nolu formülden ise efektif geçirgenlik değeri saptanır ve 2 nolu formülden bobin yarıçapı bulunur. Görülmektedir ki bobin akımı ya da sarım sayısı değiştirilerek muayene için gerekli manyetik alan sağlanmış olur MIKNATIS KUTUPLARI ARASINA ALARAK MAGNETLEME Deney parçasının manyetik alan içerisine konarak magnetlenmesinde en kolay yöntem sürekli mıknatısların kutupları arasına deney parçasının konarak incelenmesidir. Ancak bu tür mıknatısların alan şiddetleri büyüklükleri ile orantılı olduğundan ve bu alan şiddetleri endüstriyel gereksinimleri karşılayamadığından kullanımı çok sınırlıdır. Sürekli mıknatıs ile elde edilemeyen yeterli alan şiddeti elektromıknatısla elde edilebilir. Elektromıknatısla manyetik alan oluşturmada kullanılan düzeneklerden biri de çerçeve ile mıknatıslama olup şekilde gösterilmiştir. çerçevenin üstün tarafı parça çeşitli konumlarda çerçeve arasına konarak, var olan hataların manyetik alana dik gelmesi sağlanarak bulunabilecek tüm hataların algılanmasıdır. 76

77 Şekil 3.3. Çerçeve ile manyetik alan oluşturup kaynak dikişinin muayenesi Buna göre şekil deki konumda kaynak dikişinde veya ısı etki bölgesinde manyetik alana dik yöndeki (eksenel) hatalar algılanacaktır. Enine hataların algılanması ise çerçeveyi dikiş boyunca koymakla mümkün olacaktır PRODLAR İLE BÖLGESEL MAGNETLEME Denenecek parça çok kalın ve geometrisi karmaşıksa, ayrıca kütlesi de büyükse malzemenin tümünü magnetlemek çok zordur. Bunun için temas elektrotları olan prodlarla kontrol edilecek bölgeler magnetlenip deney yapılabilir. Şekil 3.4.a. magnetleme Tek sabit açıklı prod (a) ve çift ayarlanabilir açıklıklı prodla (b) bölgesel Bu yöntemde doğru akım, alternatif akım veya yarı doğrultulmuş akım kullanılabilir. Yöntemin üstünlüğü prodlarla alanın yönü değiştirilerek enine ve boyuna hataların algılanabilmesidir. 77

78 ASTM E 109 prod açıklıkları ile kullanılacak akım şiddetlerinin parça kalınlığına bağlı olarak belirtmiştir. Standarta göre 51 mm den küçük prod açıklıkları için yöntem yetersiz kalacağından diğer yöntemler seçilmelidir. Prod açıklıkları ve akım şiddetleri parça kesitine göre aşağıdaki gibidir. Tablo 3.4. Prod açıklıkları ve kesit kalınlığı arasındaki ilişki Prod açıklıkları (mm) Kesit kalınlığı S (mm) S < 19 mm için (A) S > 19 mm için (A) Doğru ya da alternatif akım kullanımının birbirlerine göre karşılaştırılması yapıldığında, doğru akım aynı akım şiddetinde daha derindeki hataların algılanmasında daha etkin olduğu görülmektedir. Buna karşın alternatif akımla daha yüzeydeki hatalar algılanmaktadır. Ancak yapılan deneyler alternatif akım kullanıldığında manyetik parçacıkların yüzey etkisi nedeniyle daha hareketli olduğunu göstermiştir. Şekilde örnek olarak %0,4 C lu çelik içi muayenede kullanılabilecek doğru ya da alternatif akım seçilmesi durumunda yüzeyden hangi derinliğe kadar hatların algılanabileceği görülmektedir. Şekil 3.4.b. 0,4 C lu çelikte yüzeyden içeride bulunan hataların akım tipine göre algılanabilirlik sınırları 78

79 3.5. MAGNETİK PARÇACIKLARLA MUAYENE YÖNTEMLERİ Parçacık boyutunun mikrometre değerinde olduğu bu tahribatsız malzeme muayenesi yönteminde kuru ve ıslak yöntem olmak üzere uygulanış açısından iki yöntem vardır. a) Kuru yöntem: Manyetik tozların hava ile birlikte bulut şeklinde deney parçasına püskürtüldüğü yöntemdir. Çalışma ortamında hava akımının çok iyi olması gerekir. Zira hava akımı olmadan tozlar aniden çökelir, hatalı ve kalitesiz görüntü oluşur. Bu etkiyi önlemek amacıyla düşey konumda çalışmak tercih edilir. Kuru yöntemle 300 C sıcaklığa kadar çalışmak mümkündür. Eğer iş parçasında nem vs. Varsa tozlar burada topaklaşacağından hatalı algılamalara neden olabilir. Sonuç olarak, sıcak çalışma koşullarının dışında kuru yöntem genelde tercih edilmeyen bir yöntem olarak bilinir. b) Islak yöntem: Manyetik tozların taşıyıcı bir sıvıyla uygulandığı yöntemdir. 60 C sıcaklığa kadar çalışılabilir. Bu sıcaklığın üzerinde buharlaşma olduğundan çalışma sıcaklığı sınırlaması vardır. Islak yöntemle daha küçük süreksizlikler örneğin yüzeyden 0,02 mm derinlikteki yorulma ve taşlama çatlakları algılanabilir. Tozlar ıslak olduğunda çok daha fazla hareket yeteneği kazandıklarından pürüzlülüğü fazla olan yüzeylerde başarı ile uygulanırlar. Taşıyıcı sıvılar su ve düşük viskoziteli parlama noktası yüksek petrol türevi maddelerdir. Suyun sakıncalı yönü korozif etkili olması ve korozyon geciktirici inhibitör, topaklaşmayı önleyici dispersiyon maddeleri, 0 C nin altında çalışıldığı durumda antifriz gereksinimlerindendir MAGNETİK TOZLAR Herşeyden önce manyetik parçacıkların kalıcı manyetik özellikte olması, birden fazla deneyde kullanılabilmesi açısından gereklidir. Kuru yöntemde daha iri parçacıklar, yaş yöntemde ise daha küçük parçacıklar kullanılır. Küçük bir çatlağın ağzında yığılan tozların oluşturacağı görüntünün kolay seçilebilmesi için renkli tozlar tercih edilir. Flouresan olmayan renkler kuru yöntemde kırmızı, siyah ve yeşil, ıslak yöntemde ise kırmızı ve siyahtır. Çok düzgün yüzeylerde hassas ve küçük hataların algılanmasında floresan boyalı tozlar kullanılır. Bu tozlar pahalı olup, muayene içinde karanlık oda ve ultraviyole ışık gerekir. Genellikle floresan renkler sarı ve yeşildir. Sıvı yöntemde manyetik tozlar taşıyıcı sıvı içinde belirli bir konsantrasyonda bulunması gereklidir. Zira konsantrasyon az olursa fon artar, kontrast azalır. Konsantrasyon az olursa küçük süreksizlikler çok zayıf görüntü verir. Ayrıca sıvı banyosunda topaklaşma deney kayıpları nedeniyle konsantrasyon azalması olduğundan banyo belirli aralıklarda kontrol edilmelidir. Manyetik muayene işlemi bittikten sonra çoğu kez parçaların manyetiklerinin giderilmesi gereklidir. Bu amaçla manyetikliği giderme (demagnetizasyon) tünellerinden yararlanılır. Tünelde akım yavaş yavaş azaltılarak manyetiklik giderilir. 79

80 3.7. REFERANS FOTOĞRAFLAR Demir esaslı döküm malzemeler için ASTM E manyetik parçacıklarla muayenede referans fotoğraflar kullanımını öngörmüştür. Tabloda da görüleceği gibi döküm ve diğer imalat yöntemleri için hatalar bulunmuş ve beş gruba (tür ve etkinliğine göre) ayrılmış, er grup için referans fotoğraflar ilgili standartta numaraları ile birlikte verilmiştir. Deney sırasında gözlemlenen hatalar referans fotoğraflar karşılaştırılarak hata türü belirlenip değerlendirme yapılır. Tablo 3.7. Referans fotoğraflara göre hata türlerinin belirlenmesi Tip Hata türü Derecesi Resim no Tanımı I. Lineer süreksizlik ve çatlaklık a, 1b, 1c 1 2a, 2b, 2c 1 3a, 3b,3c 1 4a, 4b, 4c Sürekli ya da süreksiz tek ya da birden fazla kesit boyunca değişen düzensizlikler. Genellikle dökümde yüzeyden başlayıp içeri doğru giden hatalardır a, 5b, 5c II. Kendini çekmeler , 2-2, 2-3, 2-4, 2,5 III. Kalıntılar 1 3-1, 3-2, 3-3, 3-4, 3-5 Pürüzlü veya düzensiz bölgeler olarak görünürler. Bu hatalar mekanik veya diğer işleme yöntemleri ile yüzeyden temizlenebilir. Doku içerlerinde düzensiz boyuna ve ayrı bölgeler şeklinde bulunurlar. Bu tür hatalar kalıp kumu, cüruf, oksit kalıntıları nedeni ile metal yüzeyinde bulunur. IV. İç çiller ve tam erimeme , 4-2, 4-3, 4-4, 4-5 Dökümde metal ile kalıp arasındaki eksik füzyon nedeni ile yüzeyde oluşan düzgün bant ve çizgiler V. Porozite 2 örnek 5-1, 5-2 Manyetik tozların çevresel ve boyuna kümelenmeleri şeklinde 80

81 görülür. Gelişigüzel dağılmışlardır. VI. Kaynak Kaynakta porozite Nüfuziyet azlığı Yanma oluğu 5 örnek 6-1, 6-2, 6-3, 6-4, 6-5 Eksik kaynama ve nüfuziyet azlığı nedeniyle dikişte sürekli hatalar. Diğer porozite, kalıntı ve lineer süreksizlikler yukarıda tanımlandığı gibidir. Kaynakta kalıntı Krater çalakları VII. Hatalı gösterimler 5 örnek 7-1, 7-2, 7-3, Prod paternleri 7-4, 7-5, Yüzeyde toz birikintileri Kılcallık nedeni ile parçacık birikintileri İşleme izleri Buruşukluk VIII. Manyetik anormallikler Yüksek manyetik alan 5 örnek 8-1, 8-2, 8-3, 8-4, 8-5 Birleşme yerindeki farklı geçirgenlik Keskin köşelerde tozların birikmesi 81

82 3.8. YÖNTEMİN ÜSTÜNLÜK VE SINIRLAMALARI Üstünlükler: a) Ucuz, kolay ve fazla tesis masrafı gerektirmeyen bir tahribatsız malzeme muayenesi yöntemidir. b) Kaba yüzey temizliği deney için yeterlidir. c) Yabancı maddelerle dolmuş çatlaklar da algılanabilir. Sınırlamaları: a) Demir, nikel, kobalt ve alaşımları gibi ferromanyetik malzemelere uygulanabilir. b) Demir esaslı olduğu halde östenitik paslanamaz çeliklere, endüstride yaygın olarak kullanılan demir dışı metallerden alüminyum, bakır ve titanyum alaşımlarına uygulanamaz. c) Temas noktalarında ıslanma ve ark malzeme özelliklerinin bozulmasına neden olabilir. d) Muayeneden sonra koşullar gereği demagnetizasyona gerek duyulabilir. e) Boya ve diğer kaplamalar yöntemin duyarlılığını azaltır. Şekil 3.8. Örnek resimler 82

83 BÖLÜM 4: GİRDAP AKIMLARI İLE MUAYENE 4.1. GİRİŞ Malzeme bilimindeki gelişmeler üretim teknolojisinde, özellikle kalite kontrol konusunda gözle görünür bir değişikliğe neden olmuştur. Geniş bir uygulama alanı bulan tahribatsız muayeneler artık üretimin bir parçası konumuna gelmiştir. Tahribatsız muayenelerin bir çeşidi olan girdap akımlarıyla muayene yöntemi de kalite kontrolün vazgeçilmez bir türü olmuştur YÖNTEMİN TARİHÇESİ Girdap akımlarıyla muayene yöntemi, özellikle elektromanyetik alanın bulunması ve elektromanyetik endüksiyonun 1831 yılında Faraday tarafından keşfedilmesi ile ortaya çıkmıştır yılında Hughes, yöntemin temel esaslarını ortaya koymuştur. Bir süre bu konu hakkında çalışma yapılmamış, yılları arasında Förster yöntemi endüstriyel bir muayene durumuna dönüştürmüştür YÖNTEMİN TEMEL PRENSİBİ Üzerinden alternatif akım geçen bir bobin iletken, bir malzemeye yaklaştırılırsa bu malzeme içinde girdap akımları oluşur. Oluşan ilave manyetik alanın ya onu uyaran bobin, ya da ayrı bir bobin tarafından ölçülmesi bu yöntemin temel prensibi olarak düşünülebilir. Malzeme içindeki var olan kusurlar, geometrik ve metalürjik değişmeler elektriksel iletkenlik ve geçirgenlikte, dolayısıyla endüklenen girdap akımlarında yerel değişmelere neden olur. Girdap akımlarındaki bu değişmeler detektör yardımıyla uygun bir okuma cihazına (osilograf veya voltmetre) gönderilir. Böylece malzemenin elektriksel, manyetik ve geometrik süreksizlikleri endirekt olarak ölçülmüş olmaktadır. Şekilde girdap akımlarının oluşturulması görülmektedir. Şekil 4.3.a. Girdap akımlarının boru ve düzlem yüzeylerde oluşturulması 83

84 Girdap akımlarıyla muayene ilk zamanlar borulara uygulanmıştır. Boru yüzeylerindeki, iç kısımlardaki veya kaynak çatlaklarının belirlenmesi sağlanmıştır. Fakat gelişmeler sayesinde parçalara uygulanabilmektedir. Girdap akımlarının muayene parçasındaki herhangi bir hata karşısındaki durumu ise şöyle belirtilebilir: örneğin parçada bir çatlak var olsun. Çatlağın etrafında dolaşan akım, süreksizlik nedeniyle kat edeceği yol artacak ve dolayısıyla girdap akımlarının karşılaşacağı direnç de artacaktır. Sağlam kesitteki akım değerini bildiğimize göre malzeme süreksiz olduğu kesitte ( çatlakta) iletkenliğin değiştiği görülür. ( Şekil 4.3.b.) Şekil 4.3.b. Bir borudaki çatlağın girdap akımlarına gösterdiği tepkiler Girdap akımlarıyla muayene çok kapsamlı bir yöntemdir. Bu yöntemdeki ölçümlerle malzeme hakkında bir karara varabilme durumu özellikle malzemenin özelliklerine bağlıdır. Yani malzemenin elektrik iletkenliği ve manyetikleme özelliklerine etki eden faktörler deney veya muayene sonuçlarını da etkiler. Bu nedenle bir malzemenin elektrik iletkenliği ve manyetiklenme özelliklerine etki eden faktörlerin bilinmesi uygun olur. Bu faktörler: a) Kimyasal yapı b) Alaşım yapısı c) Kalıntılar d) Kristal yapısı e) Sertlik f) Metalürjik dislokasyon ve distorsiyon g) Kafes hataları 84

85 4.4. GİRDAP AKIMLARI İLE MUAYENE YÖNTEMİNDE İŞLEM DEĞİŞKENLERİ Bu bölümde belirtilecek faktörler yöntemin kendisinden kaynaklanan özellikleridir. Muayene yöntemindeki bu değişkenleri teker teker inceleyelim: Malzemenin iletkenliği: Yöntem için oldukça önemli bir faktördür. Çünkü bu yöntem iletken malzemelere uygulanmaktadır. Malzemenin iletkenliği bilindiği gibi birçok faktörden etkilenir. Şekilde sertliğe bağlı olarak bir malzemedeki (alüminyum) elektrik iletkenliğinin değişimi görülmektedir. Şekil Alüminyum alaşımının sertlik değerine göre iletkenliğinin değişmesi Malzemenin Manyetik Geçirgenliği: Bu özellik manyetik akım çizgilerini üzerinde toplayabilme özelliğidir. Endükleyicilerde ve bobinlerde, bobinin iç kısmı boş bırakılmaz. Bunun amacı; manyetik alan şiddetini arttırarak endüksiyonu arttırmaktır. Ferromanyetik malzemelerde elektrik iletkenliğine dayanan ölçümler yapılmak istenirse ilave bir doğru akım bobini ile deney parçası doyum derecesine kadar manyetikleştirilir. Şekilde, tavlanmış, ticari arı demir ve nikel malzemelerin manyetiklenme grafikleri verilmiştir. Şekil Tavlanmış, ticari arı demir ve nikel malzemenin manyetiklenme değişimi 85

86 Tablo IACS ye göre çeşitli malzemelerin iletkenlik değerleri Malzeme İletkenlik değeri (%) Alüminyum 65 Alüminyum döküm Alüminyum bronzu 14 Berilyum bakır 20 Krom 9 Kolombiyum 3,4 Konstantan 3,5 Bakır 100 Altın 75 Kurşunlu kırmızı pirinç (dökme) Kurşunlu kalay bronzu (dökme) 12 Kurşunlu sarı pirinç 29 Kurşunlu sarı pirinç (dökme) Magnezyum 39 Magnezyum bronzu 24 Magnezyum bronzu (dökme) Molibden 33 Nikel gümüşü 4-6 Fosfor bronzu Platin 17 Tantal 3,5 Gümüş

87 Kalay 15 Kalay-kurşun lehimi 9-12 Titanyum 2,4 Tungsten 32 Uranyum 2,8 Beyaz metal 11 Çinko Frekans Değeri: Her malzeme türüne ve parça şekline göre farklılık gösteren frekans değeri genel olarak 100 Khz ile 6 Mhz arasında bir değerdir. Frekans değeri yükseldikçe nüfuziyet derinliği de azalmaktadır. Bununla birlikte deneyin hassasiyeti artar. Kural olarak ince malzemelerde ve yüzeylerde yüksek frekans, kalın malzemelerde ve büyük derinliklerde düşük frekans kullanılır. Ayrıca manyetik malzemelerde düşük frekans, manyetik olmayan malzemelerde ise yüksek frekans kullanılır. Şekil a. Çeşitli malzemelerde nüfuziyet derinliğinin frekansa göre değişimi 87

88 Şekil b. Nüfuziyet derinliğine bağlı olarak girdap akım yüzde değişimi Muayene edilecek malzemede frekansın seçimi derinliğe göre standart olarak tanımlanmıştır. Bu derinlik, yüzeydeki akım şiddetinin %37 değerine düştüğündeki derinlik değeri olarak tespit edilir. S: standart derinlik (inch) ρ: elektriksel direnç Ω(cm) µ: manyetik geçirgenlik f: frekans (Hz) Aralık Faktörü: s = 1980 ρ µ. f Girdap akımlarıyla muayenede prob ile deney parçası arasındaki aralık son derece önemlidir. Girdap akımlarının uyarılması bu aralık değerine bağlıdır. Çok küçük aralık değişmesi, çok farklı akımlara neden olur. Aralık etkisi önemli güçlüklere de neden olur. Karışık geometrik şekle sahip büyük yüzeylerin muayenesi çok güçtür ve özel problara gereksinim gösterir. 88

89 Girdap akımlarının bu aralık faktörüne sahip olması, bize manyetik malzemelerin yüzeylerindeki manyetik olmayan kaplamaların kalınlıklarının ölçülmesine olanak sağlar ( örneğin boya ve anodik kaplamaların ölçülmesi). Ayrıca aralık faktörü korozyona uğramış yüzeylerdeki pürüzlülük nedeniyle korozyon ki özellikle korozyonun ölçülmesine olanak sağlar Doldurma Faktörü: Girdap akımları ile muayenede deney parçası ya girdap akım bobininin içinde olur ya da bobinin dışında olur. Eğer parça içte ise bobinin doldurulması söz konusudur. Burada önemli olan doldurmanın derecesidir. Çünkü doldurma derecesi arttıkça üretilen girdap akımım değeri de artar. Bu da bize silindirik parçaların çap kontrolünün hassas olarak yapılmasını sağlar GİRDAP AKIMLARININ KULLANIM ALANLARI Bunlar genel olarak şu şekilde sıralanabilir: a) Fiziksel boyutlar, sertlik, ısıl işlem şartları, tane boyutu, manyetik geçirgenlik, elektriksel iletkenlik gibi şartların ve özelliklerinin belirlenmesi ve ölçülmesi b) Kaynak dikişlerindeki çatlakların, boşlukların belirlenmesi; döküm parçalarında cüruf ve kalıntıların belirlenmesi c) Farklı malzemelerin mikro yapı ve kimyasal bileşenleri yönünde incelenmesi d) Manyetik malzemeler üzerindeki manyetik olmayan kaplamaların kalınlık ölçülmesi 4.6. YÖNTEMİN ÜSTÜNLÜK VE EKSİKLİKLERİ Yöntemin Avantajları: 1. Metod esas itibariyle metalürjik yapı farklılıkları ve malzeme hataları nedeniyle iletkenlik ve geçirgenlik değerinin değişmesini ölçer. Özet olarak bunlar; a) Yüzeysel veya yüzeye yakın iç hataların (çatlak, boşluk vs.) deteksiyonu. Çatlak derinliğinin tayini b) İnce levha malzemelerin veya ince cidarların kalınlıklarının ölçülmesi, c) Kaplama, film ve boya kalınlıklarının ölçülmesi d) Malzeme cinsinin tayini (alaşım tayini, homojenlik tayini vs.) e) Sertlik derecesinin ve derinliğinin ölçülmesi. Isıl işlemlerinin, dekarbürizasyonun ve plastik şekil verme işlemlerinin takibi. f) İletkenlik, manyetik geçirgenlik, curie noktası gibi fiziksel özelliklerin tayini g) Hafif alaşımlarda (uçak parçalarında) yangın veya ısıl hasarların tayini 89

90 h) Manyetik alan doğrultusu ve şiddetinin ölçülmesi. Malzemeler üzerindeki artık manyetikliğin tayini. 2. Metod iletkenlik ve geçirgenlikteki değişmeler hassas olduğundan, yüzeydeki veya çatlaklardaki metal olmayan pisliklere hassas değildir. 3. Muayene sistemi, elektromanyetik endüksiyonla çalışır. Bunun için deney parçası ile temas ve bağlantıya gerek yoktur. 4. Fevkalade yüksek sıcaklıklarda (1000 C ye kadar) muayene yapılabilir. 5. Sistemin uyarma frekansı yükseltilerek muayene süresi 0,001 sn ye kadar kısaltılabilir. 6. Muayene edilen parça kuru kalmalıdır. Dolayısıyla parça üzerindeki çeşitli muayeneler (hata, karışım ayırma, boyut, uzunluk, cidar kalınlığı gibi) birlikte yapılabilir. 7. Yöntem otomatikleştirmeye odlukça müsaittir. 8. Çok değişik çaplardaki malzemelere kolayca uygulanır. Örneğin; 25 mm ile 1 m çapa kadar borularda bu yöntem kullanılabilir. Küçük problar sayesinde 3 mm çapında borular içten muayene edilir. Zaten küçük çaplı borularda girdap akımları ile muayene yöntemi rakipsizdir. Yöntemin Dezavantajları: 1. İletken olmayan malzemelere uygulanmaz. Ancak bunun bir istisnası vardır; iletken bir malzeme üzerindeki iletken olmayan bir kaplama kalınlığının ölçülebilmesidir. 2. Metalsel kaplama kalınlıkları, temel metal ile kaplamanın iletkenlikleri arasında yeterli bir fark olduğu takdirde ölçülebilir. 3. İletkenlik ve geçirgenlik değerlerindeki lokal değişimler yöntemin hassasiyetini bozar. 4. Yüzey altı hataları derinleştikçe ölçüm zorlaşır. Bu değer 10 mm yi geçtiğinde ancak özel problar kullanmak suretiyle inceleme yapılabilir. 5. Silindirik çubuklarda eksene dikey ince düzlemsel süreksizliklerin incelenmesi güçtür. 6. Yöntem üzerinde parçaların geometrik durumları etkili bir rol oynar. BÖLÜM 5: PENETRASYON MUAYENESİ 5.1. YÖNTEMİN TEMEL İLKELERİ Önceleri ısıtılmış yağ ve talk kullanılarak sadece fikir elde etmek amacıyla uygulanan sıvı penetrasyon yöntemi, gelişen teknoloji ile birlikte bilimsel esaslara dayandırılarak tahribatsız muayeneler içinde bugünkü yerinin almıştır. 90

91 Yöntemin fiziksel ilkesi, cisim üzerine serbest olarak bırakılan bir sıvı damlası ile cisim yüzeyi arasındaki kohezyon kuvveti nedeniyle oluşan yüzey gerilimi ile açıklanır. Şekilden de görüleceği gibi θ açısı 90 den küçük olduğunda sıvı yüzeyi iyi ıslatılacaktır. Şekil 5.1.a. Sıvı damlasının yüzeyi ıslatabilirliği Bu özellikten yararlanarak şekilde görülen yüzey süreksizliği içeren cismin üzerine ıslatma özelliği yi olan bir sıvı sürüldüğünde, hatalı yerde sıvı kılcallık özelliğinden dolayı birikecek, bu sıvıyı belirgin hale getiren geliştiriciler ile de (developer) yüzey süreksizlikleri izlenebilecektir. Temel ilkelere göre sıvı penetrasyon muayenesi rijit ve gözeneksiz cisimlerin yüzeylerinde gözle görünmeyen çatlak ve hataların saptanmasında kullanılan tahribatsız malzeme muayenesi yöntemi olarak tanımlanır. Şekil 5.1.b. Yüzey hatalarına penetrasyon sıvısının girmesi ve developer ile gözlenmesi 5.2. YÖNTEMİN GELİŞMESİ Sıvı penetrant muayenesinin esas kaynağının nasıl bulunduğu bilinmeyip, açık havada depolanmış çelik levhaların üzerindeki çatlaklardan sızan suyun oluşturduğu oksitlenmeyi gözleme bu metodun gelişmesine yardımcı olmuştur. Şimdiki metodun gelişimini sağlamada ilk adım floresans penetrantın mucidi olan R.C. Switzer dir. Başlangıçta kullanılan değişik ameliyelerin her birinde test yapılan parçaların satıhlarında sonradan zararlı durumlar oluşmuştur. Sonunda keşfedilen sıvı penetrant işlemi en zararsız olması sebebiyle de en çok kullanılan muayene olmuştur. 91

92 5.3. İŞLEMİN İZAHI Tatbik edilen işlemin şekli ile kullanılan penetrantın tipi ne olursa olsun sıvı penetrant muayenesi beş sırayı gerektirir. 1. Yüzeyin hazırlanması: Muayene yapılmadan önce muayenesi yapılacak parçanın bütün yüzeyleri temizlenip tamamen kurulanacaktır. Muayenesi yapılacak sahanın en azından 2,54 cm ötesindeki sahada dahil olmak üzere çatlakların, aralıkların meydana çıkması için yağdan, sudan ve diğer kirlerden temizlenmiş olmalıdır. 2. Penetrasyon: Parça temizlendikten sonra sıvı penerant satıha bir film tabakası teşkil edecek şekilde tatbik edilir. Bu tabaka yüzeydeki her bir açığa, çatlağa nüfuz edecek zaman kalmalıdır. 3. Fazla penetrantın alınması: Daha sonra yüzeydeki penetrantın fazla alınarak, yüzey kullanılan penetrantın cinsine göre suyla veya bir eritici ile temizlenir. 4. Developman işlemi: Daha sonra yüzeye tatbik edilen developman işlemi ile aralara sızmış olan penetrantın etrafa yayılarak yüzeydeki çatlak ve oyukların görünmesi sağlanır. 5. Muayene: yeterli developman tatbikinden sonra yüzeydeki boşluklardan, başka penetrantın gelip gelmediğine bakılır. Gözle yapılan muayenede iyi bir beyaz ışık lüzumludur. Floresans ışık kullanıldığında yerin karanlık olması gerekir. Şekil 5.3. Su ile yıkanabilir sistemi kullanarak sıvı penetrant muayene için beş lüzumlu operasyon. Operasyonlar diğer sıvı sistemler için benzerdir PENETRANT SİSTEMLERİ Sıvı penetrant muayene için uygulamalar arasında geniş farklar sebebiyle üç ana penetrant sistemi geliştirmek için aşağıdaki ana faktörlerdeki geniş değişiklikleri birbirine uygun hale getirmek gerekir. 92

93 1. Muayene edilecek malzemenin yüzey durumu 2. Muayene edilecek malzeme yaygın kusurların karakteristikleri 3. Muayene zamanı ve yeri 4. İş parçası ölçüsü Değişik maksat ve yerlerde kullanılan üç ana sistem mevcut olup bunlar; a) Su ile yıkanabilir sistem b) Emülsiyonlayıcı sistem c) Solvent ile çıkarılabilir sistem a) Su ile yıkanabilir sistem: bu sistemde tatbik edilen penetrantın fazlası direkt olarak suyla yıkanabilir. Emülsiyonlaştırıcı sistemde olduğu gibi ayrı bir emülsiyon kullanmaya lüzum yoktur. Parçalara çubuk ve tesirli olarak tatbik edilir. Yalnız; yıkama anında penetrantın çok fazlasının alınmasını önlemek için kontrollü ve dikkatli yapılmalıdır. Fazla penetrantın alınması yani yıkanması tatbik edilen penetrantın tipine, yüzey durumuna, suyun tazyikine, hararetine ve püskürtme memelerinin ebadına bağlı olarak değişir. (Şekil 5.3.) b) Emülsiyonlaşabilir sistem: bazı malzemelerin çok küçük kusurlarını bulmada kullanılan çok hassas penetrantların yıkanmasında su kullanılmaz. Çünkü bu durumda çatlaklardaki penetrantın fazlası akıp gidebilir. Bu sebepten tatbik edilen penetrantın nüfuz etme (penetrasyon) zamanından sonra üzerine emülsiyonlaştırıcı tatbik edilerek penetrant suda eriyebilir hale getirilir. Böylelikle fazla penetrant suyla yıkanarak alınmış olur. Parçaların hem yüzeyindeki, hem de çatlaklardaki penetrantın erir hale gelmesi için emülsiyonlaşma zamanı çok iyi kontrol edilmelidir. Bu sistemde zaman, maliyet ve kullanılan tesisatın yer kaplaması bakımından suyla olana nazaran dezavantajlıdır. (Şekil 5.4.) c) Solvent ile çıkarılabilir sistem: bu eritici sistem bir parçanın muayene istasyonunun dışında küçük bir sahayı muayene etmek gerektiğinde kullanılır. Böyle durumlarda uygundur. Bu solventler hem temizlik öncesinde hem de fazla penetrantın alınmasında kullanılır. Solventler de emülsiyonlaştırıcılar gibi yağ esaslıdırlar. Ya da parçanın yüzeyi suda olduğu gibi solventle yıkanır. Bu sistem ayrıca laboratuar gerektirmediği için daha ziyade özel maksatlar için kullanılır. 93

94 Şekil 5.4. Emilsiyonlaşabilen sistem 5.5. SIVI PENETRANT MADDELER Sıvı penetrant maddeler floresanslı ve görülebilir olmak üzere iki ana tiptir. Bunların her ikisi de sayılan sistemlerde kullanılabilir. İlki karanlık bir sahada ultraviyole ışık altında kullanılır. İkincisi, kırmızı rengi mavi olup beyaz ışık altında tatbik edilir. Fiziksel ve Kimyasal karakteristikler: 1. Kimyevi katılığı ve düzgün fiziksel kesafeti C den aşağı olmayan parlama noktası 3. Yüksek ıslatma kabiliyeti 4. Düşük viskozite 5. Aralıklara tam olarak nüfuz etme kabiliyeti 6. Renginin parlak ve saydam olması 7. Kullanılan malzemeye dahili kimyevi tesiri 8. Az zehirleyici olması 9. Çıkarma kolaylığı 10. Yavaş kuruma özelliğine sahip olması 11. Kokusuz olması 12. Düşük maliyet 5.6. EMÜLSİYONLAYICILAR Su ile yıkanabilir satıhlar üzerindeki fazla yağlı penetrantın fazlasını almak için kullanılır. Yağ esaslı ve su esaslı olmak üzere iki tiptir. 94

95 5.7. TEMİZLEYİCİLER Yüzey üzerindeki fazla penetrantı eriterek almaya yararlar. Tutuşan ve tutuşmayan olmak üzere iki ana çeşidi vardır DEVELOPERLAR Bunlar çatlaklardaki veya oyuklardaki penetrantın etrafa yayılarak, ışığı emerek veya yansıtarak kusurların çıplak gözle de görülmesini kolaylaştırırlar. Banyo maddeleri kuru toz banyolar ve ıslak banyolar olmak üzere ikiye ayrılırlar. Islak banyolar da üç tiptir. Su çalkalamalı banyolar, su eritmeli banyolar, eritici çalkalamalı banyolar. Developman Seçimi: çok kusurlu satıhlarda kuru toz banyoları çok düzgün, cilalı yüzeylerde ise ıslak banyolar kullanılmalıdır TEÇHİZAT VE TESİSATLAR Değişik şekil ve ebatlardaki işletme parçalarının muayenelerinin en iyi şekilde yapılabilmesi için kullanılan muhtelif bölümlerden, istasyonlardan oluşmuş kapalı tip tesisatlar imal edilmiştir. Bu tesisatların elle kontrolü sabit olanları ile daha büyük parçalar için yapılmış vinçli, konveyörlü ve motor kontrollü daha gelişmiş kapalı tip tesisatlar da mevcuttur. Şekil 5.9. Penetrasyon tesisi KAYNAKÇA 1. Prof. Dr. Ahmet TOPUZ, Tahribatsız Muayeneler, Yıldız Teknik Üniversitesi Yayını Sayı:281, İstanbul, ASM Handbook, Nondestructive Evaluation and Quality Control- Volume 17, ASM Inernational,

96 METALOGRAFİ DENEYİ IŞIK MİKROSKOBU 1. Giriş Işık Metal Mikroskobu biyolojik mikroskobun tersine, yansımış ışık kullanılır. Numune yüzeyinin çeşitli ayrıntılarının konumuna göre, değişik açılarda yansıtılan gelen ışık, yansıma açısına bağlı olarak mikroskobun merceklerinden geçerek görüntüyü göze iletir. Görme Gücü Şekil 1. Metal Işık Mikroskobu Bir cisme baktığımız zaman cismin kuvvetli ışık yayan kısmı parlak, zayıf ışık yayan kısmı karanlık görünür. Bu aydınlık farkına kontrast denir. Eğer ışık bir cismi aydınlatıyorsa, cismin yüzeyinin geometrik yapısına veya doğal yapısına bağlı olarak farklı derecelerde absorblanabilir veya yansıyabilir. Sonuç olarak cismin farklı kısımları farklı parlaklıkta olur. Bundan faydalanılarak cismin mikroyapısını görebiliriz. Optik mikroskopta kontrast, esas olarak ışığın farklı absorblanmasından ve yansıtma sayılarının katsayılarının farklı oluşundan dolayı meydana gelir. Ayırma Gücü Ayırma gücü en yakın iki noktanın birbirinden net olarak ayırt edilebilmesini belirler. ρ=ayırma gücü n=kırılma indisi (numune ile objektif arasındaki ortamın kırılma indisi ) λ= kullanılan ışığın dalga boyu N.A = Nümerik açıklık = n. Sin α 0.61 A nsin

97 En ideal şartlarda ışık metal mikroskobunun ayırma gücü 1000 A o ( 1 A o = 10-7 mm ) ve faydalı büyütmesi 2000 x dir. Alan Derinliği (Netlik Derinliği) Odaklanma yitirilmeden, numunenin yüzeyi üzerindeki değişik yükseklikteki normların birlikte net görülebilme özelliğidir. Alan derinliği en yüksek ve en alçak noktalar arasındaki dikey uzaklıktır. Işık Kaynakları Işık metal mikroskopları yansıtıcı tür mikroskoplar olduğundan ışığın önemli bir bölümünü yitirirler. Bu nedenle ışık kaynağının şiddetinin yüksek olması tercih edilir. Wolfram Tel Lambalar Modern mikroskopların hepsinin ışık kaynağı wolfram teldir. Kesiksiz tayf (beyaz ışık) özelliğinde olduklarından eş dağılımlı bir ışık verirler. Xenon Lambaları Zr-arkı lambaları civa buharı ve mor ötesi lambalar vardır. Özellikle sonuncular, Cd kıvılcımı kullandıklarından dalga boyları 0,2148 mikrondur. Bu nedenle ayırma gücü beyaz ışığa göre beyaz ışığa göre 2,5 kat artar. Optik Kısımlar Objektifler Objektifin temel görevi, numune yüzeyinin gerçek büyütülmüş görüntüsüne oküler görüntü düzlemi üzerinde oluşturmaktır. Gözlenen cisme yakın olan mercek sistemidir. Objektiflerin büyütmesi üzerlerinde yazar. Gözle görülebilen büyük bir görüntü eldesi objektifle birlikte bir oküler kullanılması ile mümkündür. Objektifle okülerden oluşan sistemin toplam büyütmesi, bunların ayrı ayrı büyütmelerinden başka aralarındaki uzaklığa da bağlıdır. Objektifler çoğunlukla belli bir tüp uzunluğuna ( objektif, oküler uzaklığı ) göre düzenlenmişlerdir. Katologlarda verilen büyütmeler gözden 250 mm uzakta oluşmuş bir görüntü içindir. Buna uygun olan tüp boyu 160 mm dir. Objektif ve okülerin büyütmeleri biliniyorsa uygun tüp boyu için toplam büyütme, büyütmelerin çarpımıdır. Fotomikrografide görüntü bir ekranda incelenir. Dolayısıyla büyütme ekranın uzaklığına da bağlıdır. Görüntü izdüşürüldüğünde büyütme : 97

98 M = Toplam büyütme M1 = Objektif ve oküler sisteminin hesaplanmış büyütmesi ( 250 mm uzaklık için ) D= izdüşüm uzaklığı Objektiflerin büyütmesi, oluşturduğu ara görüntünün, görüntüsü oluşan cismin büyüklüğüne oranı olarak verilir. Buda objektifin üzerinde (... x ) simgesi ile işlenir. Objektifler üç gruba ayrılır: Akromatik Objektifler: Bunlarda düzeltme ancak spektrumun yeşil-sarı bölgesi için yapılmıştır. Mavi veya kırmızı filtrelerle kullanmamak gereklidir. Apokromatik Objektifler: Bunlar kromatik aberasyon için tamamen ve küresel aberasyon için mor ve yeşil bölgesinde düzeltilmişlerdir. Fotomigrografi için en uygun objektiflerdir. Mavi ve kırmızı ışıkla elde edilen görüntülerin büyüklüğü farklı olur. Bunun telafisi için uygun okülerler kullanılır. Semipakromatik Objektifler: Bunlar fluorit ( kırılma indisi küçük bir saydam mineral ) den yapılan mercek içerirler. Optik bakımdan akromatik objektiflerden üstün fakat apakramatik objektifler kadar iyi değildir. Şekil 2. Objektif çeşitleri. 98

99 Okülerler Negatif Okulerler: Mikroskoplarda en çok bunlardan kullanılır. Huygens tipi negatif okülerler en basit olanlardır. İki düzlem konveks, akromatik olmayan mercekten oluşmuştur. Konveks tarafları objektife bakar. Diyafram 2 mercek arasına yerleşmiştir. Görüntü iki mercek arasına oluştuğundan negatif oküler denmiştir. Bunlar yalnız düşük veya orta apercurlarla akromatik objektiflerde kullanılır. Fotografik Oküler: Fotoğraf çekmede veya kısa mesafe projensiyonlarında esas olarak kullanılır. Bir seri mercekten oluşmuştu. Ekran üzerinde gerçek görüntüyü olusturmak için yalnız kullanılır. Kromatik olarak iyidir. Apokramatik semi apokramatik objektiflerle kullanılır. Şekil 3. Oküler 99

100 Çelik Mikroyapıları düşük karbon içeren ferritik yapı % 0.15 karbon içeren ferritik-perlitik % 0.45 karbon içeren ferritik-perlitik yapı % 0.8 karbon içeren kaba perlitik yap %1.1 karbon içeren perlit-2.sementit %1.3 karbon içeren perlit-2.sementit 100

101 Östenit Küreselleşme tavı uygulanmış çelik Normalize çelik yapısı 101

102 Dökme Demir Mikroyapıları 102

103 Perlit + 1.Sementit + Ledeburit Perlit + 2.Sementit + Ledeburit (a) Lamel grafitli dökme demir, (b) Küresel grafitli dökme demir, (c) Temper dökme demir A tipi lamel grafitlere sahip gri dökme demir yapısı. Uniform dağılıma ve rasgele yönlenmeye sahip olarak nitelendirilir. B tipi lamel grafitlere sahip gri dökme demir yapısı. Rozet şeklinde dağılıma ve rasgele yönlemeye sahip olarak nitelendirilir. C tipi lamel garfitlere sahip gri dökme demir yapısı. Rasgele yönlenmeye sahip lamel yapısı. 103

104 Ferritik lamel garfitli dökme demir Perlitik lamel garfitli dökme demir Ferritik küresel grafitli dökme demir Ferritik perlitik küresel grafitli dökme demir Ferritik temper dökme demir Ferritik-perlitik temper dökme demir 104

105 MAKROSKOBİ 1. Giriş Metalik malzemelerin yüzey ve iç yapılarını gözle veya küçük büyütmelerle incelenmesi işlemine makroskobi denir. Deneyde amaçlananlar; 1- Kaynak dikişinin belirlenmesi. 2- Malzemenin imalat yönteminin belirlenmesi. 3- Kükürdün malzeme içindeki dağılımının belirlenmesi. 2. Deneyin Yapılışı Deneyde Kullanılan Malzemeler ve Cihazlar Zımpara kağıdı, Fotograf kartı, Nital 10, % 50 HCL % 2H2SO4 Kaynak Dikişinin Belirlenmesi 400 nolu zımpara ile zımparalanan parça yüzeyine ayraç (Nital 10) pamuk ile sürülür. Eğer parça kaynak ile birleştirilmişse kaynak bölgesi (ısının etkisi altında kalan bölge) dağlama sonucu açıkça görülecektir. Eğer parça kaynak ile birleştirilmemiş ise dağlama her yerde aynı koyulukta olacaktır. Şekil.1. Kaynak dikişi. Malzemenin İmalat Yönteminin Belirlenmesi Numune önce zımparalanır. Daha sonra %50 HCL, % 50 saf su karışımı içinde dakika kaynatılır. Deneyin esası fazla deformasyona uğrayan bölgenin ayraç ile fazla reaksiyon göstermesidir. Kaynatma sırasında liflerin etrafı aşınır ve girinti çıkıntılar meydana gelir. 105

106 Zımparalama sırasında yüksekte kalan lifler zımparanın etkisi ile parlar çukurda kalan lif araları ise siyah görüntüsünü koruduğu için parçanın imalat yöntemi liflerin gidiş yönüne bakılarak tespit edilir. a- Talaşlı şekillendirilmiş malzemelerde lifler köşelerde kesikliğe uğrar ve boyuna çentik etkisi yapar. b- Plastik şekil verme yöntemi kullanılarak şekillendirilmiş parçada (talaşsız imalat) lifler kopmaz devam eder, çentik etkisi yapmaz. Şekil 2. Talaşsız şekillendirilmiş perçin. Şekil 3. Talaşsız şekillendirilmiş 106

107 Kükürdün Malzeme İçindeki Dağılımının Belirlenmesi Numune 400 nolu zımpara ile zımparalanır. Fotoğraf kartı % 2 lik H2 SO4 içinde 5 dakika bekletilir. Zımparalanan parça fotoğraf kartının parlak kısmına arada hava kalmayacak şekilde bir dakika bastırılır. Fotoğraf kartı tespit banyosunda 15 dakika bekletildikten sonra yıkanır ve kurutulur. Deney sırasında (1) nolu reaksiyona göre oluşan h2s siyah noktalar halinde fotoğraf kartı üzerinde görülür. FeS + H2 SO FeSO4 + H2S.... (1) Şekil 4. Kükürdün malzeme içinde dağılımı. METALOGRAFİK NUMUNE HAZIRLAMA Malzemelerin içyapısının mikroskopta incelenebilmesi için öncelikle numune hazırlama aşamasının gerçekleştirilmesi gerekir. Malzemelerin içyapısal incelenmesi öncesinde takip edilmesi gereken basamaklar şunlardır: Monteleme, Zımparalama, Parlatma ve Dağlama MONTE 1. Giriş a) Metalografi incelemeleri sırasında elle tutulamayan numunelerin daha kolay tutulmasına sağlamak için b) Numune kenarlarına bakmak için c) Numunenin daha çabuk metalografik etüde hazırlanması amacıyla d) Numuneleri korunabilecek ve saklanabilecek bir düzgünlük içine sokmak amacıyla uygulanır. 107

108 2. Deneyin Yapılışı Plastik Monte a. Sıcak Monte Isı ve basınç uygulaması gerektiren monte işlemidir. Sıcak montede, ısıtma işlemi sırasında numune, ºC arasına ısındığından bu sıcaklıktan etkilenecek malzemelere kesinlikle soğuk monte işlemi uygulanmalıdır. Bu işlemde, plastik ısı ve basınç altında numunenin çavresinde katılaştırılır. Kullanılan plastik malzeme toz ya da granül biçimindedir. Basınç ile çalışan gömme reçinelerde iki ayrı plastik türü kullanılır: Termoplastik reçineler, ısıtıldıklarında ergirler ve soğutma sonucu sertleşirler; sıcaklık ºC ye düşmeden termopresden çıkarılmamalıdır. Termosettin reçineler ise yüksek basınç altında belirli bir süre tutulurlarsa katı bir kütleye dönüşürler. Bu tür plastikler için soğutma şart değildir. Sürtünme ısısı ile yumuşamaları söz konusu değildir; hem daha ucuz hem de daha kullanışlıdırlar. b. Soğuk Monte Şekil 1. Sıcak Monte cihazı. Oda koşullarında uygulanan bir monte yöntemidir. Monte malzemesi olan sıvı haldeki plastiğe bir miktar katılaştırıcı ve reaksiyonu hızlandırıcı ( katalizör) iki kimyasal madde ilave edilerek, numunenin bulunduğu kalıp içine dökülür. Plastik katılaştıktan sonra kalıp içinden çıkarılır. Şekil 2. Soğuk Monte 108

109 Monte Yapımında Dikkat Edilecek Noktalar a. Numune temiz olmalıdır ve en az monte edilecek kapdan mm daha küçük olmalıdır. Keskin kenarlardan kaçınılmalıdır. b. Birçok malzeme aynı anda monte edilecekse bu numuneler birbirleriyle temas etmemelidir ve basınç uygulaması sırasında tahribat olabilir. c. Plastiğe uygulanan basınç 1-1,5 tondan daha küçük olmamalıdır. Ancak bu büyüklük kriter değildir. d. Tüm monte malzemeleri için sıcaklık yaklaşık 150 ºC dir. ZIMPARALAMA-PARLATMA-DAĞLAMA 1. Giriş Zımparalama ve takiben yapılan parlatma işlemlerinin amacı yüzey pürüzlülüğünü azaltmak suretiyle, ışığı iyi yansıtan bir yüzey elde etmek yanısıra deforme olmuş tabakayı ortadan kaldırmak ve orijinal içyapıyı ortaya çıkarmaktır. 2. Deneyin Yapılışı Zımparalama Monte işlemi uygulanmış ya da doğrudan alınan numunenin yüzey pürüzlülüğünün alınması, düz homojen bir yüzeye sahip bir parça haline getirilmesi için numuneler SiC aşındırıcı tozların kullanıldığı zımpara kağıtları ile zımparalanırlar. Zımparalar zımpara tozunun 1 inç 2 ( 2,54 cm 2 ) deki tanecik sayısına göre sınıflandırılır. İnç 2 başına düşen tanecik sayısı arttıkça zımpara numarası büyür. Numune kabadan inceye doğru sırasıyla , 400, 600 no lu zımparalarla zımparalanır. Zımparalama işlemi bir aşındırma işlemidir. Her aşındırma ( düzleme ) işlemi bir bozucunun katmanını gidermek amacıyla yapıldığından her aşamada bozunum katmanını giderecek bir aşındırıcı büyüklüğü seçilmelidir. Böylece yüzey pürüzlülüğü giderek azaltılır. Yaş zımparalama uygulanarak numune yüzeyinden aşınıp kopan parçacıklar ortamdan uzaklaştırılır. Bu yapılmadığı takdirde aşınıp kopan parçacıklar düzlenen yüzeye gömülüp kalabilir ve yanlış yorumlamalara yol açabilir. 109

110 Şekil 1. Yaş zımparalama için zımparalama seti. Zımparalama sırasında her aşamada bir deformasyon olur. Zımparalamanın her aşaması bir önceki aşamada oluşan bozulmuş metal katmanını aşındırma ile tümden giderir. Elle yapılan zımparalamada her zımpara değiştiğinde numune 90º döndürülmelidir. Şekil 2. Elle zımparalama Döner disk sisteminin kullanıldığı zımparalama elle yapılan zımparalamadan daha üstündür. Böyle bir zımparalamanın avantajları: 1. Zımparalama boyunca hemen hemen değişmeyen kusursuz bir zımparalamanın olması, 2. Çok az miktarda çapak ve toz meydana getirilmesi, 3. Numunenin çabuk hazırlanması, 4. Eğik yüzeylerin olmamasıdır. Zımparalama işleminin sonunda numune bol akar su ile yıkanır ve sıcak hava ile kurutulur. Parlatma Parlatma, düzgün ve çiziksiz bir yüzey elde etmede en son aşamadır. 600 grit ya da daha ince zımparalamadan sonra, ayna parlaklığında çizik içermeyen düz bir yüzey elde etmek için parlatma işlemi yapılır. 110

111 Parlatma işlemi genellikle dönme hareketi yapan diskler üzerinde yapılır. Parlatma işleminde pasta adı verilen ve sert parçacıkların süspansiyonundan oluşan solüsyonlar (slurry) kullanılır. Kullanılan sert tanecikler elmas, aluminyum oksit veya metal oksit esaslı olabilir. Genellikle malzemenin sertliğine göre aşındırıcı tozlar kullanılır. Farklı incelikteki aşındırıcı tozların kullanıldığı bir diskten diğerine geçerken yabancı maddeleri taşımamak için numune ve eller yıkanmalıdır. parlatma sonucu 100x büyütmede numunede hiçbir çizik görülmemelidir. Dağlama Şekil 3. Otomatik parlatma makinesi. Metalografik gözlemin amacı metallerin yapısal karakteristiklerini ortaya koymak olduğundan metalin mikroyapısı görünür hale getirilmelidir. Dağlamada kullanılan dağlayıcılarla metal anodik olarak çözünür. Amaç ya fazların kendi aralarında ya da değişik fazlar arasında değişik çözünme hızlarından faydalanarak ışık metal mikroskobu için gerekli optik kontrastı yaratmaktır. Dağlayıcılar alkol, saf su gliserin gibi sıvılarda veya bunların karışımında eritilmiş organik veya inorganik asitler, alkaliler veya bunların karışık bileşikleridir. Her metal yapısına veya bileşimine göre uygun bir dağlayıcı ile dağlanır. Örneğin çelik için Nital 2 ( 2 ml Nitrik asit + 98 ml alkol karışımı) iyi sonuç verir. Dağlama işlemini elle yapmak oldukça basittir. Numune dağlayıcı içine batırılır ve kimyasal reaksiyon bitene kadar hareket ettirilir. ( veya dağlayıcı bir pamukla numune üzerine sürülür. ) Dağlama bitince numune derhal ılık akar suda yıkanır, alkolde çalkalanır ve hava akımında kurutulur. 111

112 KOMPOZİT DENEYLERİ 1. AMAÇ Plastik matrisli e-camı takviyeli düzlemsel kompozit plakaların çekme dayancı, eğme dayancı ve darbe dayancının saptanması ve kırılma analizinden hareketle delaminasyon (tabaka ayrılması), fibre pull-out (sıyrılma) problemlerinin görsel olarak izlenmesidir. 2. TEORİK BİLGİ Birbirinden farklı en az iki malzemenin aralarında bir ara yüzey oluşturarak, kimyasal bağ yapmaksızın oluşturdukları yeni malzeme grubuna kompozit denir. Kompozitlerde yük taşıyıcı ana eleman takviye fiberlerdir. En yaygın kullanılan ve maliyeti en ucuz olan takviye türü cam elyaflardır. Aramid ve karbon elyaflar ise hem mekanik özellikleri hem de maliyeti yüksek olan takviye türleridir. Takviyeler farklı şekillerde de bulunmaktadır. Şekil 1 de kompozitlerin takviye şekil ve dağılımlarına göre sınıflandırılması görülmektedir. Şekil 2 de ise bu türlerin yapı içeresindeki durumları örneklendirilmiştir. Şekil 3 te farklı dokuma türleri gösterilmiştir. Şekil 1. Kompozitlerin takviye şekil ve dağılımlarına göre sınıflandırılması 112

113 Şekil 2. Farklı takviye türleri Şekil 3. Çeşitli dokuma kumaş türleri 2.1. Kompozit Malzemelerin Matrislerine Göre Gruplandırılması Plastik Matrisli Kompozitler (PMCs): Günümüzde en yaygın olarak kullanılan kompozit türüdür. Tüm kompozitlerin içinde yaklaşık %80 kullanım oranına sahiptir. Sürekli veya süreksiz tarzda fiberlerle desteklenebildiği gibi partikül ile de takviyelendirilebilirler. Metal Matrisli Kompozitler (MMCs): Plastik matrisli kompozitlerinden sonra en çok kullanım alanına sahip gruptur. Genellikle partikül takviyeli olarak kullanılan metal matrisler aşınma dayanımı gerektiren yerlerde kullanılmaktadır. Ayrıca alüminyumdan üretilen bal peteği yapısı da bu grupta yer almaktadır. Seramik Matrisli Kompozitler (CMCs): Çok yaygın bir kullanılma sahip değillerdir. Diğer grupların aksine gevrek bir matrise sahiptir. Bu gruptaki kompozitler sünek liflerle takviye edilerek gevrek matrisin tokluğu arttırılmaktadır. 113

114 2.2. Plastik Matrisli Kompozitler Plastik matris sağladığı pek çok avantajla en çok kullanılan kompozit türüdür. Bu yüzden kompozitin özelliklerini öğrenmek için plastiğin tanımak önemlidir. Plastikler; karbon, hidrojen, oksijen, azot ve diğer organik ya da inorganik elementler ile oluşturduğu monomer adı verilen, basit yapıdaki molekülü gruplardaki bağın koparılarak, polimer adı verilen uzun ve zincirli bir yapıya dönüştürülmesi ile elde edilen malzemelerdir. Plastik matris genel olarak iki gruba ayrılır: a) Termosetler: Epoksi, polyester, vinilester, fenolik reçineler b) Termoplastikler: PE (polietilen), PP (polipropilen), PS (polistiren), PET(polietilen tereftalat), PBT(polibütilen tereftalat), PA (poliamid), PPS (polifenilen sülfid), PEEK (polieter eter keton), İçerdikleri takviyeye göre ise aşağıdaki gibi bir sınıflandırma yapılabilir: Plastik-Plastik Kompozitler Plastik-Metal Kompozitler Plastik-Seramik Kompozitler Plastik-Köpük Kompozitler 2.3. Plastik Matrisli Kompozitlerin Üretim Yöntemleri El Yatırması Metodu: Geniş yüzeyli termoset matrisli kompozit üretimi için en çok kullanılan metottur. Kalıp ayırıcı uygulandıktan sonra jelkot uygulanır. Jelkot tabakasının sertleşmesinden sonra keçe veya dokuma elyaf kumaşlar ve termoset reçine, fırça veya rulo ile uygulanır. Düşük sabit sermaye yatırımı gerektiren bir kalıplama yöntemi olan el yatırması ile %25-35 oranında takviyeli plastik ürün elde edilebilir. Emek-yoğun bir üretim metodu olduğundan kapasite, emek ve kalıp adedine bağlıdır. Bir kalıptan günde ortalama 2 ürün alınabilir. Püskürtme Metodu: El yatırması metodunun daha seri olarak uygulanmasını sağlayan bir kalıplama metodudur. Üretim sırasında kalıp üzerine reçine ve elyafı özel bir makine yardımı ile püskürtülür. Püskürtme metodunda devamlı elyaf demeti, püskürtme işlemi sırasında mm uzunluğunda kırpılarak kullanılır. Geniş yüzeyli ürünlerde seri üretim olanağı ve işçilikten tasarruf sağlar. Vakum Torbalama ve Otoklav: El yatırması veya püskürtme işleminden sonra kompozitin özelliklerini artırmak için uygulanan yöntemlerdir. Vakum torbalamada kürlenmesi tamamlanmamış reçineli kompozit ürünlerin üzerine çeşitli ayırma kumaşlarının üzerine fazla reçineyi emecek vakum battaniyesi yerleştirilir. En üstte vakum torbası denilen ısıya dayanıklı bir film vakum ağzı takılarak konur ve sızdırmazlık sağlanması için özel macun ile kapatılır. 114

115 Sistem vakuma alınır ve kürlenme işlemi tamamlanana kadar vakum uygulanmaya devam eder. Fazla reçine üründen geçilerek fiber hacim oranının yükselmesi, kesitin incelip ağırlığın azalması, boşlukların giderilmesi ve bunların sonucunda mekanik özelliklerin artışı sağlanır. Otoklavda da benzer şeklide kürlenmemiş ürünler vakum torbalama sistemine alınarak vakumlanır. Ardından otoklav fırınlarında ısı ve basınç verilerek kürlenme sağlanır. Vakum İnfüzyon: Keçe veya dokuma elyaf kumaşlarının üst üste yerleştirilip vakum torbalama sistemine alınır. Ancak vakum torbasında vakum ağzının yanı sıra reçinenin giriş yapacağı ağızlar açılır. Sistem vakuma alındığından reçine torbanın içene dolmaya başlar ve elyafları ıslatarak kompoziti oluşturur. Reçine Enjeksiyonu (RTM): Bu üretim metodunda dişi ve erkek olmak üzere iki kalıp kullanılarak iki yüzü düzgün ürün elde edilir. Elyaf kumaşları kalıp üzerine yerleştirilir ve kalıplar kapatılır. Önceden hazırlanmış olan bir reçine enjeksiyon noktasından, basınç altında termoset reçine kalıp içine enjekte edilir. Reçine enjeksiyonu metodu ile daha seri ve ekonomik olarak el yatırmasına oranla daha kaliteli ürün elde edilir. Hazır Pestil/Hamur Kalıplama (SMC/BMC): Elyaf, reçine ve dolgu malzemesi karışımlarının sıcak pres kalıplarında C de, kgf/cm 2 basınçta şekillendirilmesi metodudur. Karmaşık şekilli ürünler elde edilebilir. 3-6 dakikalık hızlı ve seri bir metodudur. SMC de uzun kırpılmış (25-50 mm) elyafların dolgu ve reçine ile önceden birleştirilmesiyle oluşan pestil kullanılırken, BMC de kısa kırpılmış (3-12 mm) elyaf, dolgu ve reçine birleşiminin oluşturduğu hamur kullanılmaktadır. Elyaf Sarma: Özellikle boru ve tank üretimi için kullanılan kalıplama metodudur. Sürekli elyaf demetlerinin termoset reçine banyosundan ıslatıldıktan sonra dönen bir kalıp üzerine belirli açılarda sarılması şeklindedir. Savurma Döküm: Boru, depo, direk gibi silindirik ürünlerin yapımında kullanılır. Döner bir kalıp içine kırpılmış elyafı ve termoset reçine birlikte püskürtülür. Kalıbın dönmesinden meydana gelen merkezkaç kuvvet laminatın kalıp yüzeyine yapışmasını ve her iki yüzü düzgün ürün elde edilmesini sağlar. Pultrüzyon: Sürekli elyaf demetlerinin termoset reçine banyosundan geçirildikten sonra istenilen profilde bir sıcak kalıp içinden çekilirken sertleştirilmesi prensibine dayanır. Elyaf takviyesi yönünde çok dayanıklı ve cam elyafı oranı çok yüksek profil ürünler elde edilir. Termoplastik Enjeksiyon/Ekstrüzyon Metodu: Profil türü ürünlerin kalıplanmasında ekstrüzyon makineleri kullanılırken, karmaşık şekilli ürünlerin kalıplanmasında enjeksiyon makineleri kullanılmaktadır. Benzer prensiple çalışan enjeksiyon ve ekstrüzyon makinelerinde, besleme haznesinden verilen granül halindeki termoplastik hammadde ısıtma bölgesinde ısıtılarak akışkan hale getirilmekte ve bir taraftan da kısa kırpılmış elyaf beslenmektedir. Ardından burgu yivleri ile bir taraftan homojen karışım sağlanırken, diğer taraftan çıkış ucuna 115

116 doğru taşınmaktadır. Ekstrüderlerde, çıkış ucuna yerleştirilen kalıp içinden basınç etkisi ve çekme aparatları yardımı ile kalıp şekline uygun şekilde profiller çekilirken, enjeksiyon makinelerinde çıkış memesinin hemen yanında bulunan kapalı kalıp içine akışkan hale getirilmiş termoplastik ile karıştırılmış kısa kırpılmış elyaf enjekte edilir ve kapalı kalıp içinde soğuması ve sertleşmesi sağlanır Cam Elyaf Üretimi Cam elyafı, silika, kolemanit, alüminyum oksit, soda, magnezyum oksit gibi geleneksel cam üretim hammaddelerinden üretilmektedir. Hammadde çok ince öğütülerek, homojen bir karışım elde etmek üzere karıştırılır ve yaklaşık 1600 C sıcaklıkta çalışan bir ergitme fırınına beslenir. Burada karışım yavaşça sıvı hale geçer. Prosese uygun olarak yerleştirilmiş bir sarma sistemi ile m/sn gibi yüksek bir hız ile daha sonraki uygulama türüne bağlı olarak 5-20 mikron çapında çekilen cam lifleri mandrel üzerine sarılarak bir bobin üzerinde toplanır. Cam lifleri, demet haline getirilmeden önce, bağlayıcı adı verilen bir kimyasal bileşim ile kaplanır. Bağlayıcı cinsi, kompozit malzeme içinde cam elyafının performansını etkileyen en önemli faktörlerden birisidir. Kompozitin mukavemeti, reçine-cam bağının kuvveti ile orantılıdır. Bu bağın kuvveti, kullanılan bağlayıcı içindeki bağlama gruplarının cinsine bağlıdır. Bağlayıcı, "film oluşturucu", "bağlama grupları", "antistatik katkı", "plastifiyan" "lübrikant" malzemelerin karışımından oluşmaktadır. 3. KULLANILAN STANDARTLAR TS EN ISO 527-4: Plâstikler Çekme özelliklerinin tayini Bölüm 4: İzotropik ve ortotropik elyaf takviyeli plâstik kompozitler için deney şartları TS EN ISO 14125: Plastik kompozitler - elyaf takviyeli eğilme özelliklerinin tayini TS EN ISO 179-1: Plastikler Charpy darbe özelliklerinin tayini-bölüm 1: Ölçü aletsiz darbe deneyi 116

117 4. KULLANILAN CİHAZLAR VE MALZEMELER Deney standartlarına uygun fiber takviyeli kompozit numuneler Dijital kumpas Çekme ve eğme cihazı Darbe cihazı 5. DENEYİN YAPILIŞI 5.1. Çekme Deneyi: Kompozitlerin çekme deneyi tek eksenli olarak çekme dayanımı, % uzama ve elastisite modülünün saptanması amacıyla yapılır. Matris termoset plastik olduğunda gevrek tutum gösterir. E-camı fiberler zaten doğal olarak gevrek malzeme olduğundan kırılma gevrek kırılma biçiminde oluşur. Bu nedenle kopma uzamasından söz etmek anlamsız olur. Bu tür kompozitlerde kopma elastik bölgede gerçekleştiğinden elastik tutum sergilediği söylenir. Termoplastik matrisli kompozitlerde ise matris genellikle sünek özellik göstermektedir. Ancak fiberler gevrek olduğundan kopmada her ikisini de özelliği görülebilir. Burada fiber hacim oranı ve fiberlerin şekli önemlidir. Süreksiz elyaf takviyeli kompozitlerde fiber hacim oranı az ise uzamalar fazla ve sünek, fazla ise az ve gevrektir. Dolayısıyla bu tür kompozitlerin elastikplastik tutum sergilediği söylenebilinir Eğme Deneyi: Genelde gevrek malzemelerin eğme dayancının belirlenmesinde kullanılır. Cam, seramik ve kompozitlerin önemli deney grubudur. Kompozitlerin eğme deneyi 3 ve 4 noktalı eğme olarak yapılır 117

118 5.3. Darbe Deneyi: Darbe deneyi farklı sıcaklıklarda ya da farklı kompozisyonlardaki malzemenin kırılma davranışlarını saptamaya yarayan tek darbeli deneydir. Sünek malzemelerde çatlak ilerlemesinin kontrolü için çentikli numune kullanıldığından çentik darbe deneyi olarak adlandırılır. Cam seramik dökme demir kompozit gibi malzemeler gevrek tutum gösterdiğinden doğrudan darbe dayancı yapılır. Bu nedenle kompozitlerin darbe dayancı terimi kullanılacaktır 6. SONUÇLARIN ALINMASI Deney numunelerinin boyutları ölçülecek, üç ölçümden minimum değer alınarak kesit alanı hesaplanacak. Bu aşamayı her öğrenci dijital boyut ölçücü kullanarak yapacaktır. Numune bağlama çeneleri arasına bağlanarak deney gerçekleştirilecektir. Çekme ve eğme deneylerinde çıkan gerilme-gerinim eğrileri izlenecek, numuneler kıyaslanacak ve kopma şekilleri incelenecektir. 7. HESAPLAMA Çekme ve eğme deneylerinde gerilme-gerinim eğrileri üzerinden maksimum kuvvet ve uzama/sehim hesaplanacaktır. Darbe deneyinde ölçülen enerji değerinden darbe dayanımı hesaplanacaktır. 8. SONUÇ Kompozit numunelere uygulanan mekanik deneyler sonucu numunelerin maksimum çekme dayanımı, %uzaması, elastisite modülü, eğme dayanımı, % sehim, eğme modülü ve darbe dayancı değerleri bulunur. Deneyler sonucu numunelerde kırık analizleri yapılır. Numune kırık kesitlerinde yapılan incelemeler sonucu kompozitlerin temel hasar sebeplerinden fiber sıyrılması (fiber pull-out) ve delaminasyon problemleri gözlenir. 118

119 9. DENEY RAPORUNDA İSTENİLEN BİLGİLER 1. Kompozit malzemelerin tanımı, sınıflandırılması, çeşitleri ve örnekleri. 2. Matris malzemesi olarak kullanılan plastik malzemeler hakkında genel bilgi, çeşitleri, örnekleri. 3. Plastik matrisli kompozit malzeme üretim yöntemleri hakkında özet bilgi. 4. Fiber malzemesi olarak kullanılan cam fiberler hakkında genel bilgi. 5. Çekme deneyi, eğme deneyi, darbe deneyi hakkında genel bilgi. 6. Deneylerin yapılışı. 7. Çekme dayancının hesaplanması ve kırık kesit analizi. 8. Eğme dayancının hesaplanması ve kırık kesit analizi. 9. Darbe dayancının hesaplanması ve kırık kesit analizi. 10. Kullanılan kaynakların rapor sonunda belirtilmesi. 10. KAYNAKLAR Autar K. Kaw, Mechanics of Composite Materials, Taylor & Francis Group, 2006 Robert M. Jones, Mechanics of Composite Materials (2. Edition), Taylor & Francis, 1999 Sanjay K. Mazumdar, COMPOSITES MANUFACTURING Materials, Product, and Process Engineering, CRC PRESS, 2001 Alan Baker, Stuart Dutton, and Donald Kelly, Composite Materials for Aircraft Structures Second Edition, American Institute of Aeronautics and Astronautics, 2004 Peters, S.T., Handbook of Composites (2nd Edition), Kluwer Academic Publishers,1998 A.R. Horrocks & S.C.Anand, Handbook of Technical Textiles, Woodhead Publishing Limited, 2000 Hull, Derek, An Introduction to Composite Materials, The Press Syndicae of the University of Cambridge,

120 KOROZYON DENEYLERİ Elektrokimyasal korozyon, sulu ortamlarda, malzemelerde meydana gelen bozulmalardır. Bu bozulmalar, malzemede, özellikle metalik malzemelerde delinmeler, oyuklar, çatlaklar şeklinde görülür. Bu tip hasarlar da metallerin mukavemet özelliklerini ve görüntüsünü değiştirir. Elektrokimyasal korozyon, metal-ortam sisteminde elektrokimyasal hücre oluşumu ile kendiliğinden meydana gelir. Dışarıdan enerji vermeye gerek yoktur. Şekil 1. Elektrokimyasal Hücre Elektrokimyasal korozyonun meydana gelmesinde en önemli parametrelerden biri potansiyel farklılığıdır. Bir metal veya alaşımın elektron verme kabiliyetini elektrot potansiyeli gösterir. Metallerin potansiyel değerleri emf serileri nde verilmiştir. Herhangi bir ortamda ölçümleri ise referans elektrotlara göre yapılır. Metal ve alaşımların elektrot potansiyelleri ortama, ortamdaki elementlere, metalin bileşimine, yüzey koşuluna ve sıcaklığa bağlı olarak farklılık gösterir. Elektrokimyasal hücrede potansiyeli daha negatif olan metal anot olarak davranır ve çözünür. Potansiyeli daha pozitif olan metal ise katot olarak davranır ve yüzeyinde katot reaksiyonları meydana gelir. Elektrokimyasal korozyon olaylarında gelişen katodik reaksiyonlar içinde en çok hidrojen ve oksijen redüksiyonu görülür. 120

121 Hidrojen redüksiyonu, asit çözeltilerdeki en önemli katodik reaksiyon iken, nötral çözeltide en önemli katodik reaksiyon oksijen redüksiyonudur. Elektrokimyasal korozyonda anodik reaksiyon: Me o Me e - Katodik reaksiyon: Hidrojen redüksiyonu; 2H o + 2e - H2 Oksijen redüksiyonu; ½ O2 + 2H + + 2e - H2O Bu durumlarda deney sırasında açığa çıkan gaz miktarlarının belirlenmesi, metallerin korozyon hızlarının saptanmasında kullanılmasına neden olur. Herhangibir sistemde oluşan potansiyel farklılığı, farklı nedenlerden kaynaklanır: -Farklı metallerin temas etmesi -Metale temas eden çözeltide farklı bölgelerde konsantrasyon farkı bulunması -Metalde farklı gerilme bölgelerinin bulunması -Metalde iç yapı farklılığının olması -Sıcaklık farklılıkları. Bu gibi potansiyel farklılıkları, bazı metallerin veya metal yüzeyinde bazı yerlerin daha aktif (anot), diğer yerlerin daha soy (katot) davranmasına neden olur. Şekil 2. Mikrokorozyon Hücresi 121

122 ISIL İŞLEMLER (JOMINY) DENEYİ Jominy deneyi, çeliklerde sertleşebilirliğin belirlenmesi için yapılır. Sertleşebilen çeliklerde, tam kesit sertleştirildiğinde (tam sertleştirme), malzeme kesitinde ulaşılan sertliğin dağılımı ve yüzeyde ulaşılabilecek sertliğin bilinmesi istenir. Sertleştirme işlemi sonunda, martenzitik dönüşme ile yüzeyde elde edilebilecek sertlik, yapıda bulunan karbon miktarına bağlıdır. Yaklaşık % 0,8 C miktarına kadar, karbon miktarı arttıkça, sertleştirme işlemi sonunda ulaşılabilecek sertlik artar ve yaklaşık 67 HRC değerine ulaşır. Daha yüksek karbon miktarlarında, yüzeyde ulaşılabilecek sertlik değeri 67 HRC değerinde kalır ya da biraz azalma gösterebilir. Sertliğin yüzeyden itibaren, parçanın merkezine doğru dağılımı ise, çeliğin alaşım durumuna bağlıdır. Alaşımsız çeliklerde, ancak ince kesitlerde çekirdeğe kadar sertleşme sağlanabilir. Kalın kestilerde ise, yüzeyde ince bir bölge sertleşir, derine doğru büyük sertlik azalması görülür. Alaşımlı çeliklerde ise, yüzeyden itibaren sertleşebilen bölge daha büyüktür. Yüzeydeki sertliğe yakın değerlerin bulunabildiği sahanın derinliği, alaşım elementlerinin çeşidine ve miktarına bağımlıdır. Alaşım elementleri katılarak, yüzeyden itibaren sertleşebilen tabaka kalınlığının arttırılması, alaşım elementlerinin kritik soğuma hızını düşürmesindendir. Alaşımsız çeliklerde martenzitik dönüşümü sağlayan kritik soğuma hızı oldukça yüksek değerde iken, alaşım elementi katılmakla daha düşük soğuma hızlarında martenzitik dönüşüm sağlanabilmektedir. Jominy alın sertleştirme deneyi, çeliklerin analizine bağlı olarak, yüzeyde elde edilebilecek sertlik değerini ve soğuma hızına bağlı olarak soğutma yüzeyinden itibaren sertlik dağılımını belirlemek için yapılır. Deneyde Kullanılan Malzemeler ve Cihazlar - Sertleşebilir çeliklerden hazırlanmış, 100 mm boy ve 25 mm çapında numuneler - Isıtma fırını (Hücre fırın veya tuz banyosu) - Jominy düzeneği (Şekil 1) - Satıh taşlama cihazı - Sertlik ölçme cihazı (Rockwell C) Deneyin Yapılışı 1. Aşama: Isıtma İşlemi Sertleşebilirliği tesbit edilecek malzeme 100 mm boy ve 25 mm çapında hazırlandıktan sonra bu malzemenin sertleştirilmesi için tavsiye edilen sertleştirme sıcaklığına (Eğer, bu malzemede sertleştirme sıcaklığının sertleşebilirliğe etkisi araştırılacaksa, farklı sıcaklığa) ısıtılır. Isıtma 122

123 işlemi, hücre fırında veya tuz banyosunda yapılabilir (Fırının sıcaklık ayarı, tavsiye edilen sıcaklık aralığının üst sınırında olmalı ve ısıtmada parça yüzeyinde bileşim değişmemelidir.).parçada homojen sıcaklık dağılımı sağlayabilmek için, parça yüzeyi işlem sıcaklığına ulaştıktan sonra, en az yarım saat beklenmelidir. 2. Aşama: Ani Soğutma İşlemi Isıtma işlemi tamamlanmış malzeme fırından alınarak, vakit geçirilmeden Şekil 1 de görülen düzeneğe yerleştirilir. Numune, yalnızca alt yüzeyinden soğutulacak ve parçanın kenarlarına su sıçramayacak şekilde, su ile soğutulur. Soğutma işlemi, numune parça el ile rahat tutulabilecek şekilde soğuyana kadar devam eder. 3. Aşama: Sertlik Ölçme İşlemleri Numunenin silindirik yüzeyi boyunca, yaklaşık 5 mm genişliğinde bir band oluşacak şekilde yüzey taşlaması yapılır. Soğutulan alın yüzeyinden itibaren belirli aralıklarda ( 1, 3, 6, 10, 15, 20, mm) sertlik değerleri, Rockwell C yöntemine göre ölçülür. 4. Aşama: Jominy Eğrisinin Çizimi Jominy alın yüzeyinden itibaren mesafeler ve belirli aralıklarla ölçülerek bulunan sertlik değerleri arasında, Şekil 2 ye benzer olarak diyagram çizilir. Şekil 1. Jominy alın sertleştirme teçhizatının şematik kesit görüntüsü. 123

124 Değerlendirme Şekil 2. 34Cr4 (%0.36 C, % 1.09 Cr) çeliğinin Jominy karakteristik eğrisi. Deney sonucu bulunan Jominy eğrisinden yararlanılarak, bu malzemeden yapılan parçaların boyutlarına bağlı olarak, sertleştirme sonrası kesitinde sertlik dağılımının ne olacağı belirlenir. Endüstride kullanılan parçalar, ani soğutma ile soğutulduktan sonra çok kırılgan olduğundan (martenzitik yapı), mutlaka menevişleme uygulanır. İstenilen meneviş uygulaması, aynı koşullarda Jominy numunelerine de uygulanarak, menevişleme sonrasında, kesitte sertlik dağılımının nasıl olacağı da belirlenebi1ir. Raporda Bulunması Gereken Bilgiler Deney sonrası hazırlanacak raporda, genel açıklamaların dışında şu bilgiler bulunmalıdır: a) Test edilen malzemenin türü b) Test edilen malzemenin boyutları ve teknik resmi c) Deneyde kullanılan düzenekler hakkında kısa tanıtıcı bilgi d) Deneyde bulunan sonuçlar (Cetvel, diyagram ve açıklama) e) Deney esnasında, genel deney kurallarından sapmalar var ise, nedenleri ve sonuca etkileri. Kaynaklar 1. WASSERMANN, G. : Praktikum der Metalikunde und Werkstoffprüfung (1965) Springer Verlag WEVER, F. u. P. ROSE : Atlas zur Waermebehandlung der Staehle. Düsseldorf.Verlag Stahleisen 1954/1958 Metels Handbook 8th Edition Vol. 2 Heat Treating, Cleaning and Finishing

125 DÖNÜŞÜM SERTLEŞMESİ AMACI Çeliklerde ısıl işlemle mikroyapı ve mekanik özelliklerdeki değişiminin gözlemlenmesi. TEORİK BİLGİ Metal ve alaşımlarının, faz diyagramlarına bağlı olarak ergime sıcaklığının altındaki sıcaklıklarda uygulanan farklı işlemlerle istenilen mikroyapı ve mekanik özelliklerin elde edilmesine ısıl işlem denir. Isıl işlem, genel olarak üç ana safhadan oluşur. Bunlar ısıtma, ısıtılan sıcaklıkta bekletme ve soğutma safhalarıdır. Isıl işlem yöntemlerinin tamamında bu üç ana safha geçerlidir. Fakat uygulanan ısıl işlem türüne göre, istenen mikroyapı ve mekanik özellikler doğrultusunda ısıl işlem sıcaklığı, ısıtma hızı, bekletme süresi gibi parametreler değiştirilir. Isıtma, bekletme ve soğutma safhalarına ısıl çevrim adı verilir. Uygulanan ısıl işlem türüne göre işlem ya bir çevrimle ya da birbirini izleyen birkaç ısıl çevrim yapılarak işlem tamamlanır. Isıtma işlemin herhangi bir anında, ısıtılan parçanın merkezi ve yüzeyi arasındaki sıcaklık değerleri farklıdır. Parça yüzeyi belirli bir sıcaklığa ulaştığında parçanın merkezi, parçanın boyutuna ve ısı iletme kabiliyetine bağlı olarak daha geç ısınacağından sıcaklığı daha düşük olur. Parçanın yüzeyi ile merkezi arasındaki sıcaklık farkı, malzemede ısıl gerilmeler oluşturur ve bu ısıl gerilmeler sonucu parça çatlayabilir. Bu sıcaklık farkının, dolayısıyla ısıl gerilmelerin önlenmesi için, parçaya ısıtma sıcaklığının altındaki bir ya da iki sıcaklıkta ara ısıtma uygulanabilir. Ön ısıtma adı verilen bu işlemle, parçalarda daha düzenli ve homojen ısıtma sağlanır. Aynı zamanda tutma süresi de kısalır. Ayrıca ısıtma hızı azaltılarak da yüzey ve merkez arasındaki sıcaklık farkı azaltılabilir. Çeliklerin Isıl İşlemi Endüstride diğer metal ve alaşımlarına nazaran daha çok kullanıldıkları için çeliklerin ısıl işlemi günümüzde de önemini korumaktadır. Çeliklerin ısıl işlemlerini anlayabilmek için Demir- Karbon denge diyagramının bilinmesi gerekir (Şekil 1). Demir-Karbon denge diyagramının % 2 C bileşimine kadar olan kısmı çelik kısmıdır. Belirli bir karbon bileşimine sahip bir çelikte elde edilmesi istenen yapı, dolayısıyla çeliğin kazanacağı özellik, farklı ısıl işlemler için çeliği Demir-Karbon diyagramının çelik kısmındaki farklı sıcaklık bölgelerine çıkarmak, belirli bir süre bekletmek ve uygun soğutma ortamında soğutmak suretiyle elde edilir. 125

126 Şekil 1. Fe-C diyagramının çelik bölgesi ve uygulanan ısıl işlemlerin sıcaklık bölgeleri. 126

127 Martenzitik Dönüşüm Kullanım şartlarında çeliklerin belirli bir sertlik değerine sahip olmaları istenir. Çeliklerin sertleştirilmesi için uygulanan ısıl işlem ise su verme ısıl işlemi olarak bilinir. Genel olarak bir çeliğin su verme ısıl işlemi ile sertleştirilmesi üç safha içerir. Bunlar; ostenitleme, ostenitleme sıcaklığında bekletme, su verme. Ostenitleme, çeliğin γ-fe (ostenit) faz bölgesine ısıtılması işlemidir. Bu işlemle çeliğin bünyesindeki sementitin parçalanarak, karbonun YMK ostenit yapı içerisinde tamamen çözünmesi işlemidir. Çeliklerde ostenitleme sıcaklığı çeliğin ötektoid altı, ötektoid veya ötektoid üstü olmasına göre değişmektedir. Ostenitleme sıcaklığında bekletme, çelik yapısının tamamen ostenit olması yani sementitin parçalanarak karbonun yapı içerisinde tamamen çözünmesi için gereken süredir. Bu süre genel olarak 1 inç (25,4 mm) kalınlık için 1 saat olarak kabul edilir. Ayrıca uygulamalarda çelik üreticisinin vereceği süreye uyulmalıdır. Su verme, ostenitleme bölgesinde belirli bir süre bekletilerek yapısı tamamen ostenitleştirilmiş bir çeliğin soğutulması olayıdır. Su verme sözü her ne kadar çeliğin su içerisine daldırılarak soğutulması gibi bir anlam içeriyorsa da, çeliğin soğutulmasını ifade eden genel bir terimdir. Buna göre çelik ostenitleştirme sıcaklığında tutulduktan sonra, su içerisine daldırılarak, yağ banyosu içerisine daldırılarak veya havada bırakılarak sertleştirilebilir (Şekil 2). Çelikler ister suda, ister yağda veya havada sertleştirilsin, sertleşmeyi sağlayan mekanizma, ostenitleme sıcaklığında beklemeyle oluşan ostenitin soğuma sonrası hacim merkezli tetragonal (HMT) kristal kafes yapısına sahip martenzite dönüşmesidir. Bununla birlikte Düşük karbonlu çeliklerde (% 0,2 C miktarından daha düşük), yüksek gerilme alanlarının oluşumu için yeterli değildir. Bu nedenle martenzit yapısı elde edilemez. Martenzit Fe-C denge diyagramında olmayan bir fazdır. Çeliğin hızlı soğuması sonucunda oluşan martenzitik dönüşüm TTT (Zaman-Sıcaklık-Dönüşüm) diyagramı ile gösterilebilir (Şekil 3). 127

128 Şekil 2. Çeliklerin sertleştirilmesi sonunda C içeriği ve soğutma banyosu türüne göre erişilebilecek maksimum sertlik. Şekil 3. TTT diyagramı. 128

129 Metalurji ve Malzeme Müh. YILDIZ TEKNİKÜNİVERSİTESİ Malzeme Proses Laboratuvarı Bu diyagramda burun noktası denilen bir nokta vardır. Herhangi bir çeliğin su verilerek sertleştirilmesi için gerekli soğuma hızı, o çeliğe ait TTT diyagramında burun noktasını kesmeyecek şekilde seçilecek bir soğuma hızıdır. Bu soğuma hızı o çeliğin sertleştirilebilmesi için gerekli minimum soğuma hızıdır ve kritik soğuma hızı olarak bilinir. Şekil 4, farklı karbon bileşimlerine bağlı olarak oluşan masif ve iğnesel martenzit mikroyapılarını göstermektedir. Şekil 4. Düşük alaşımlı (% 0,35 C ve % 2 Mn) karbon çeliğinde masif martenzit yapısı (a), yüksek karbonlu (% 1,2 C) çelikte iğnesel martenzit yapısı (b). Temperleme (Menevişleme) Çeliklerde su verme sonrası oluşan martenzit yapısı oldukça sert ve gevrektir. Dolayısıyla çalışma koşullarında kolayca çatlayabilir ve hasara yol açar. Bu yüzden çeliklere su verme sonrası temperleme adı verilen bir ısıl işlemle çeliğin tokluğu ve sünekliği arttırılabilir. Bu sırada sertlikte de bir miktar düşme meydana gelir. Temperleme sıcaklığı çeliğin türü ve parçanın kullanılacağı yere bağlı olarak C arasında değişir. Tutma süresi parça kalınlığına bağlı olarak 1 2,5 saat arasında değişir. Genellikle 1 inç kalınlığında bir parça için 1 saatlik bir temperleme süresi uygulanır. Bu sürenin sonunda parça fırından çıkarılarak havada soğumaya bırakılır. Temperleme bir difüzyon olayıdır, dolayısıyla temperleme sıcaklığı ve tutma süresi temperleme sonucunu etkiler. 129

130 Metalurji ve Malzeme Müh. YILDIZ TEKNİKÜNİVERSİTESİ Malzeme Proses Laboratuvarı DENEY MALZEMESİ ve EKİPMANLAR 1. Çelik numuneler 2. Isıl işlem için o C ye ısıtabilen fırın 3. Ani soğutma ortamı 4. Sertlik ölçme cihazı 5. Optik mikroskop DENEYSEL ÇALIŞMALAR Deneysel çalışmalarda düşük ve orta karbonlu iki ayrı çeliğin dönüşüm sertleşmesi incelenecektir. Öncelikle, çeliğin bileşimine uygun olarak A3 hattının üzerinde seçilen bir sıcaklıkta östenitleştirme işlemi uygulanacaktır. Östenitleştirme işlemi ile kübik yüzey merkezli östenit yapısı elde edilecektir. Sonraki aşamada çeliklere su verilecek ve atermal (difüzyonsuz) dönüşüm ile kübik yüzey merkezli (KYM) östenitin, kübik hacim merkezli (KHM) ferrite dönüşümü engellenecek ve tetragonal hacim merkezli martenzit oluşturulacaktır. Isıl işlem sonrasında elde edilen numunelere, mikroyapı incelemeleri için numune hazırlama işlemi uygulanacaktır. Zımparalama ve parlatma işlemlerinin ardından numuneler Nital ile dağlanacaktır. Difüzyonsuz dönüşüm sonucunda oluşan martenzit mikroyapısı incelenecek ve karbon oranının mikroyapıya etkisi incelenecektir. RAPORDA BULUNMASI GEREKLİ BİLGİLER Deney sonrasında hazırlanacak raporda, genel açıklamaların dışında şu bilgiler bulunmalıdır; 1. Test edilen malzemenin türü 2. Deneyde kullanılan donanımlar hakkında kısa tanıtıcı bilgi 3. Deneyin uygulandığı koşullar ve deneyin seyri 4. Deneyde bulunan sonuçlar (açıklama, diyagram, cetvel vb.) 5. Deney esnasında genel kurallardan sapmalar var ise nedenleri ve sonuca etkileri. 130

131 Metalurji ve Malzeme Müh. YILDIZ TEKNİKÜNİVERSİTESİ Malzeme Proses Laboratuvarı KAYNAKLAR Steels Microstructure and Properties, R.W.K. Honeycombe Metals Handbook, ASM Karaaslan, A., (2010), Mühendislik Alaşımları İçin Faz Diyagramları, Literatür Yayıncılık, İstanbul. Totten, G. E., (2007), Steel Heat Treatment, Taylor & Francis, New York. Smith, W., (2005), Malzeme Bilimi ve Mühendisliği (Çev. N. Kınıkoğlu), Literatür Yayıncılık, İstanbul. 131

132 Metalurji ve Malzeme Müh. YILDIZ TEKNİKÜNİVERSİTESİ Malzeme Proses Laboratuvarı TOZ METALURJİSİ Toz Karakterizasyon Deneyleri DENEYİN ADI: Görünen Yoğunluk (Yaş Yoğunluk) DENEYİN AMACI: Tozun gevşek, sıkıştırılmamış haldeki yoğunluğunun belirlenerek standartlara uygunluğunun tespiti. KULLANILAN ALET, CİHAZ VE MALZEMELER: Terazi, metal tozu, standart deney tertibatı TEORİK BİLGİ ve DENEYİN YAPILIŞI: Yığma yoğunluğu tozun gevşek (sıkıştırılmamış) haldeki yoğunluğudur (g/cm 3 ).Bu yoğunluğu belirlemek için tozun boyutları ve şekli standartlarla belirlenmiş bir huniden akıtılarak altındaki silindirik kabı serbest bir düşümle doldurması sağlanır. Huni çıkış ağzı ile silindirik kabın üst yüzeyi arasındaki yükseklik de sabit bir değerdir. Taşar şekilde doldurulmuş olan silindirik kaptaki tozun fazlası dikkatlice sıyrılarak içindeki toz tartılır. Deney kabı hacmi de bilindiğinden (25 cm 3 ) yığma yoğunluğu kolaylıkla (g/cm 3 ) olarak hesaplanır. Bu deneyin ISO standart numarası 3923 tür. Burada deneyle ilgili bütün koşullar ve deneyin yapılışı belirlenmiştir. Şekil 1 de bu deney için kullanılan donatım ölçüleri şematik olarak verilmiştir. Su atomizasyonu ile üretilen paslanmaz çelik tozların görünen yoğunluğu 2,80-3,20 g/cm 3 arasında değişir. Bu değer gaz atomizasyonu ile üretilen tozlar için 5 g/cm 3 e kadar çıkabilir. Bu değer bakır tozları için 2,80-3,00 g/cm 3, bronz tozları için 3,00-3,25 g/cm 3 arasında değişir. Yığma yoğunluğu presleme (yoğunlaştırma) aşamasında tozun kalıbı doldurmasında çok önemli bir faktördür. Yığma yoğunluğu toz tane şekline, büyüklüğüne ve dağılımına yakından bağlıdır. Toz tane şekli küreselden uzaklaştıkça taneler arası boşluk oranı azalır. Şekil 1. Yığma Yoğunluğunun Ölçülmesi. 132

133 Metalurji ve Malzeme Müh. YILDIZ TEKNİKÜNİVERSİTESİ Malzeme Proses Laboratuvarı DENEYİN ADI: Akıcılık Testi DENEYİN AMACI: Tozlardan istenen akış süresinin belirlenerek standartlara uygunluğunun tespiti. KULLANILAN ALET, CİHAZ VE MALZEMELER: Terazi, metal tozu, standart deney tertibatı, kronometre. TEORİK BİLGİ ve DENEYİN YAPILIŞI: Bu testin amacı X firmasına gelen hammaddelerden istenen akıcılık değerlerinin tespit edilmesidir. Bu oran 50 gram tozun 2,54 mm lik huniden geçmesi gereken süre olarak tanımlanır. Küresel şekilli paslanmaz çelik için 15 saniyelik bir akış süresine sahiptir. Bu oran düzensiz şekilli tozlar için saniye arasında değişmektedir. Akıcılık; bir toz türü ya da karışımının belirli bir miktarının boyut ve şekli önceden belirlenmiş bir huniden akma kabiliyetidir. Bu ölçümlerde genellikle 50 gr lık toz örneğinin huniden akış süresi saptanır ve bu değer tozun akıcılığı olarak kabul edilir. Huni boyutları ve şekli ile akış deliği boyutları (delik çapı ve uzunluğu) standartlarda belirtilmiştir (ISO 4490).Deney genellikle üç defa tekrarlanıp ortalama değer hesaplanır. Akıcılık özelliği de tozun bilhassa tane iriliğine, özgül yüzey büyüklüğüne, toz tane şekline bağlıdır. Toz tane iriliği düştükçe akıcılık da azalır. Toz tane şekli küresel geometriden uzaklaştıkça akıcılık da o oran da azalır. Yığma yoğunluğunu küçülten etkiler, akıcılığı da aynı yönde olumsuz etkiler. Şekil 2. Akıcılığı Saptamaya Yarayan Bir Deney Hunisi Şematik Olarak Verilmiştir. 133

134 Metalurji ve Malzeme Müh. YILDIZ TEKNİKÜNİVERSİTESİ Malzeme Proses Laboratuvarı DENEYİN ADI: Preslenebilirlik (Green Density) DENEYİN AMACI: Tozun presleme sonrası ve teorik yoğunluğunun tespiti. KULLANILAN ALET, CİHAZ VE MALZEMELER: Terazi, metal tozu, pres, kumpas, kalıp. TEORİK BİLGİ ve DENEYİN YAPILIŞI: Bu özellik, toz basınç altında iken elde edilen yoğunluğa karşılık gelir. Presleme sonrası ulaşılan yoğunluktur. Östenitik paslanmaz çelik tozları, martenzit olanlara nazaran daha iyi preslenebilirliğe sahiptir. Preslenebilirlik; akma sınırı, numunenin sertliği, taneciklerin yumuşaklığı, numunenin boşluk oranı, tanelerin şekli ve boyutunun bir fonksiyonudur. Metal tozları kalıpta şekillendirildiği takdirde tozun serbest olarak kalıp boşluğunu çok iyi ve tam olarak doldurması (yüksek akıcılık kabiliyeti) istenildiği gibi, kalıp içinde soğuk olarak preslendiğinde de (zımbalandığında) teorik yoğunluğa olduğunca yakınlaşması sağlanır. Malzeme ne kadar yumuşaksa, preslenebilirliği de o derece yüksektir. Preslenebilirlik toz tanelerinin preslemede kendi aralarındaki ve tanelerle kalıp arasındaki sürtünmeye de yakından bağlıdır. Parçanın teorik yoğunluğu: örneğin Fe için ulaşılan green yoğunluk 6,65 gr/cm 3 ise, Fe:7,87 gr/cm 3 : (6,65 : 7,87) * 100 =% 84,5 % Teorik yoğunluğu verir. % 84,5 Dolu %15,5 Gözenek 134

135 Metalurji ve Malzeme Müh. YILDIZ TEKNİKÜNİVERSİTESİ Malzeme Proses Laboratuvarı DENEYİN ADI: T/M ile Üretilen Parçaların Gözeneklilik Testi DENEYİN AMACI: Farklı presleme basınçlarındaki gözenek ve yoğunluk ilişkisinin tespiti. KULLANILAN ALET, CİHAZ VE MALZEMELER: Metal tozu, kalıp, pres, zımparalama ve parlatma tertibatı, ışık metal mikroskobu, TEORİK BİLGİ ve DENEYİN YAPILIŞI: Şekil 3. İzostatik Olarak Preslenmiş Numunelerin Mikroyapıları Bu mikro yapılardan aşağıdaki bilgiler göze çarpmıştır: 5,56 g/cm 3 (29,2 % porozite) yoğunlukta; çok sayıda gözenek halen en büyük toz partikülleriyle yaklaşık olarak aynı boyuttadır. 135

136 Metalurji ve Malzeme Müh. YILDIZ TEKNİKÜNİVERSİTESİ Malzeme Proses Laboratuvarı 6,175 g/cm 3 (21,5 % porozite) üzerindeki yoğunluklarda; birbirlerini o derece bloke etmektedirler ki; partiküllerin yeniden düzene girmesi ve toparlanması, parçacığın şiddetli plastik deformasyonu gerçekleşmeden, tamamen imkânsız gibidir (çok düşük yoğunluklarda da görüldüğü gibi). 6,61 g/cm 3 (15,9 % porozite) üzerindeki yoğunluklarda arta kalan en büyük gözenekler; en büyük boyutlu toz partiküllerinden çok daha küçüktür ve 7,44 g/cm 3 (5,3 % porozite) yoğunlukta, geri kalan tüm gözenekler ilk toz partiküllerinden en küçük tane boyutuna sahip olandan dahi çok daha küçüktürler. * Basınç, Yoğunluk, Gözenek * Gözenek, Yoğunluk * Gözenek, Dayanım * Gözenek, Yağlama yeteneği Gözeneklilik: Sinter burç, yağ pompası rotoru, dişliler, yatak malzemesi v.b. yerlerde kullanılıyor. (Parça imalatı tamamlandıktan sonra gözenek içindeki tozlar vakumlanır, vakum altında yağ verilir, gözeneklerin içindeki havayı alınarak boşluklara yağ pompalanır) 136

137 Metalurji ve Malzeme Müh. YILDIZ TEKNİKÜNİVERSİTESİ Malzeme Proses Laboratuvarı DENEYİN ADI: Elek Analizi, Boyut Dağılımı ve Ortalama Tane Boyutunun Hesaplanması DENEYİN AMACI: Farklı boyutlardaki toz partiküllerinin boyutlarına göre sınıflandırılması ve ortalama toz tane boyutunun hesaplanması. KULLANILAN ALET, CİHAZ VE MALZEMELER: Metal tozu, farklı göz açıklığında elekler, terazi. TEORİK BİLGİ ve DENEYİN YAPILIŞI: Belirli orandaki tozun tane parçacıklarının şekillerine ve ağırlıklarına göre dağılımının hesaplanmasıdır. Bu yöntemde en üstte kalından (büyük gözlerden) inceye doğru alt alta dizilmiş olan eleklerin en üst gözüne kuru (nemsiz) belirli ağırlıkta (100 veya 50 gr lık tartım) metal tozu konur ve eleklerden belirli süre titreştirilerek her bir elek üzerinde bu süre sonunda kalan taneler hassas olarak tartılır. Aşağıdaki gibi bir çizelge düzenlenir. Elek gözleri ve elek sayısı ile deneyin nasıl yapılacağı standartlarda belirtilmiştir. Eleklerin anti manyetik olması gerekir. Çizelge 1. Elek Analizi Çizelgesi (örnek) Elek göz açıklığı d (mm) Elek üstü ΔR (% hacim) Toplam elek üstü miktarı R (%) Toplam elek altı miktarı D(%) Her göz için ortalama tane boyutu da (mm) Bu çizelgedeki değerlerden : do= Σ ΔR * da / 100 do : Aritmetik ortalama tane çapı ΔR : Her bir elek üstündeki miktar, % R : Elek üstü miktar toplamı, % 137

138 Metalurji ve Malzeme Müh. YILDIZ TEKNİKÜNİVERSİTESİ Malzeme Proses Laboratuvarı da : Her elek için ortalama tane büyüklüğü, mm D : Elekten geçen miktar, % Örneğin : do=(0 * 0.045) +(5.5 * 0.36) + (20.5 * 0.26) + (42 * 0.15) + (23 * 0.08) + (6.6 * 0.05) + (2.2 * 0.02) / 100= mm bulunur. DENEYİN ADI: Presleme DENEYİN AMACI: Tozların kalıplarda şekillendirilerek farklı basınçlar için basınçyoğunluk ilişkisinin belirlenmesi. KULLANILAN ALET, CİHAZ VE MALZEMELER: Metal tozu, kalıp, pres. TEORİK BİLGİ ve DENEYİN YAPILIŞI: Toz Metalurjisinde yoğunlaştırma ikinci önemli prosestir. Presleme; hazırlanmış metal tozu karışımının önceden belirlenen yoğunluğa ulaşabilmesi için uygun preslerde kalıp ve zımbalar yardımı ile sıkıştırılmasıdır. Pres kalıbı içine doldurulan metal tozunu katı cisim haline getirir. Yüksek bir presleme derecesine ulaşabilmek için iyi şekil alabilir bir toz ve yüksek presleme basınçlarına ihtiyaç vardır. Preslemede ulaşılan yoğunluk toz metalurjisi ile imal edilen parçaların mekanik özelliklerini birinci derecede etkiler. Presleme çoğunlukla soğuk (oda sıcaklığı) yapılmakla birlikte özel hallerde sıcak olarak da yapılır. Presleme ile metal tozuna, imal edilecek parçanın boyut ve şekline göre istenen düzeyde bir yoğunluk ve mekanik dayanım kazandırılır. Kalıpta yoğunlaştırma işleminin üç temel aşaması vardır. 1. Kalıp boşluğuna belirlenen miktarda metal tozunun doldurulması, 2. Zımbalar yardımı ile basınçla tozun sıkıştırılması, 3. Şekillendirilmiş parçanın kalıptan çıkarılması. Şekil 4. İki ticari demir tozu için yoğunluk-basınç ilişkisi 138

139 Metalurji ve Malzeme Müh. YILDIZ TEKNİKÜNİVERSİTESİ Malzeme Proses Laboratuvarı DENEYİN ADI: Metal Tozlarına Uygulanan Sinterleme Prosesleri DENEYİN AMACI: Sinterleme proses koşullarının yapı ve özelliklere etkisi KULLANILAN ALET, CİHAZ VE MALZEMELER: T/M ile üretilmiş numune, atmosfer kontrollü fırın. TEORİK BİLGİ ve DENEYİN YAPILIŞI: Sinterleme; preslenmiş toz malzemenin şeklini bozmadan yapılan ısıl işlemdir. Preste şekil verilmiş toz bu haliyle kullanılmaya elverişli değildir. Ancak sinterlemeyle gerekli dayanım artışı sağlanır. Bu işlemde belirli sıcaklık ve sürede toz taneleri arasında difüzyon meydana gelir ve zayıf mekanik bağlar, kuvvetli mekanik bağlara dönüşürler. Sinterleme sıcaklığı ve süresi; sinterlemede parçalardan istenen özelliklere uygun bir sinterleme sıcaklığı ve süresi saptanmalıdır. Parçalardaki düşük yoğunluk ve dayanımın esas nedeni çok düşük sinterleme sıcaklığı ve süresidir. Sinterleme sıcaklığı tozun ergime sıcaklığına mümkün olduğu kadar yakın olmalıdır. Çizele.2 : Bazı metal ve alaşımların sinterleme sıcaklık ve süreleri Toz Malzemesi Sinterleme Sıcaklığı (ºC) Sinterleme Sıcaklığında Bekleme Süresi(dk) Bronzlar Pirinçler Bakır Çelik, C lu çelikler Paslanmaz çelikler Fe (ferrit) Nikel Alnico magnetler Tungsten karbürler Molibden Tungsten

140 Metalurji ve Malzeme Müh. YILDIZ TEKNİKÜNİVERSİTESİ Malzeme Proses Laboratuvarı KAYNAKLAR: Höganas Handbook For Sintered Components, Powder Metallurgy Science, Randall M. GERMAN, ASM Handbook Volume 7, Powder Metallurgy, Toz Metalürjisi Ders Notları, Adem BAKKALOĞLU, Toz Metalürjisi ve Parçacıklı Malzeme İşlemleri, Randall M. 140

141 Metalurji ve Malzeme Müh. YILDIZ TEKNİKÜNİVERSİTESİ Malzeme Proses Laboratuvarı I. AMAÇ KUM KALIPLAMA, ERGİTME, ISIL ANALİZ VE DÖKÜM DENEYİ Kum kalıba döküm ile parça üretimin incelenmesi. II. TEORİK BİLGİ 2.1 Giriş Metal esaslı parçaların imalatında beş temel imalat yöntemi kullanılmaktadır; bunlar döküm, plastik şekillendirme, talaşlı işlem, kaynak ve toz metalürjisi. Parça üretiminde bazen bunlardan biri ve çoğunlukla birden fazlası ardışık olarak kullanılmaktadır. Döküm yolu ile biçimlendirmede sıvı metal ve alaşımların akışkanlığından ve bir boşluğu doldurarak şekil alabilme kabiliyetinden faydalanılır. Metal ve alaşımlar ergitilir, bazen bileşim ayarlaması yapılır ve takiben daha önceden hazırlanmış bir kalıba veya boşluğa dökülür ve katılaşır. Yapımı düşünülen parçanın döküm yoluyla imali için parçanın iç ve dış şeklini verecek bir kalıbın hazırlanması, malzemenin ergitilmesi ve hazırlanan kalıba dökülerek şekillendirilmesi gerekir. Döküm yöntemleri iki ana gruba ayrılmaktadır; bunlar A- harcanan kalıp kullanan yöntemler B-kalıcı kalıp kullanan yöntemler Harcanan kalıp kullanan yöntemlerin başlıcaları: kum kalıba döküm, kabuk kalıba döküm, seramik kalıba döküm, alçı kalıba döküm ve hassas dökümdür. Kalıcı kalıp kullanan döküm yöntemlerinden başlıcaları; metal kalıba döküm, basınçlı döküm, merkezkaç döküm ve sürekli dökümdür. Harcanan kalıp kullanan döküm yöntemleri ile parça üretimi ardışık olarak gerçekleştirilen beş temel adımdan oluşmaktadır. Bunlar i) model tasarımı ve imali, ii) kalıp ve maça hazırlama, iii) ergitme ve sıvı metal işlemleri, iv) kalıp doldurma, v) kalıp bozumu ve temizleme işlemleridir Model Tasarımı ve İmalatı Model dökülecek parçanın bir kopyası olup boyutları dökümü yapılacak parçanın boyutlarına, büzülme ve işleme payları ilave edilerek belirlenmektedir. Modeller ahşap, metal, mum / plastik ve alçıdan yapılmaktadır. Modeller a) Tek veya serbest modeller, b) Yolluklu serbest modeller, c) levhaya bağlı modeller (plak model) ve özel modeller olarak dörde ayrılmaktadır. 141

142 Metalurji ve Malzeme Müh. YILDIZ TEKNİKÜNİVERSİTESİ Malzeme Proses Laboratuvarı İlk aşamada parçanın göreceği fonksiyon / işlev ve dökümde dizayn kriterleri dikkate alınarak parça şekli tasarlanır. Daha sonra yolluk ve besleyici tasarımı yapılır. Kalıp dolum ve katılaşma simülasyonları ile model tasarımı olabildiğince mükemmelleştirildikten sonra model imalatı gerçekleştirilir. Yukarıda anlatıldığı üzere kalıbın hazırlanması için gerekli olan, parçanın şeklini gösteren benzer parçaya model denir. Bu model parçalarının birleştiği yerlere bölme yüzeyi adı verilir. Karışık şekilli parçalarda modelin kolay işlenmesi, dökülecek parça sayısının fazla olduğu durumlarda modelin dayanıklı olması istenir ve bu doğrultuda model malzemesi seçimi yapılır. Yaygın olarak kullanılan model malzemesi ahşaptır, bunun yanında metal ve plastik modellerde kullanılmaktadır. Modellerin yapımında aşağıdaki noktalar dikkate alınır. a) Boyut Durumu: Katılaşmada metalin kendini çekmesi dikkate alınarak modellerin boyutları belirlenir. Bunun dışında dökme parçanın dökümden sonra işleme durumları imalat resminde gösterilen şartlara uygun paylar verilmek suretiyle büyütülür. Kalıptan kolay sıyrılabilmeyi sağlamak için modellere belli bir sıyırma açısı verilir. b) Bölme Yüzeyi: Modellerin kalıplama işleminden sonra kolayca çıkarılması ve bu suretle sıvı metalin katılaşacağı boşluğun oluşturulması için parçaların bölünmesi gerekir Bu bölümleri oluşturan düzlemler bölme yüzeyi (ayırma yüzeyi) olarak adlandırılır. c) Maça Başları: Maçanın kalıp içine yerleştirilmesi için fazladan oturma başlıkları yapılır. Modeldeki bu başlıklar kalıpta maçanın yerleşeceği boşlukları oluşturur. Bu boşluklara oturtulan maça kalıp içerisinde sabitlenmiş olur. d) Yolluk Sistemi: Ergimiş malzemeyi kalıp boşluğuna gönderen özel kanala yolluk denir. Sıvı malzemenin akma süresinde katılaşmaması, akış esnasında kalıbın bozulmaması için yolluğun en uygun yere, dolayısıyla kalıp boşluğunun en alt noktasına yerleştirilmesi gerekir. Kalıp içindeki havanın ve gazların dışarı atılmasına yarayan ve kalıbın dolduğunu gösteren özel kanala çıkıcı denir. Bunlar yolluğun tersine parçanın en yüksek bölgelerine yerleştirilir. Parça yüzeylerinde kendini çekme hasarının oluşumunu önlemek için parça üzerine ilave edilen hazneye besleyici denir. Döküm öncesinde yolluk ağzı genişletilerek bir döküm havuzu oluşturulur, bu havuz besleyici görevi görür ve havşa olarak adlandırılır. Sıvı metal düşey yolluktan önce topuğa ulaşır. Topuk yatay yolluk ve gidicilerin seviyesinden daha aşağıdadır, sıvı metalin saçılarak ilerlemesini ve turbulans oluşumunu engeller. Yolluklama sisteminin temel elemanları aşağıdaki şekil 1 de görülmektedir. 142

143 Metalurji ve Malzeme Müh. YILDIZ TEKNİKÜNİVERSİTESİ Malzeme Proses Laboratuvarı Şekil 1. Yolluklama sisteminin temel elemanları Kalıp ve Maça Hazırlama (Kalıplama) Döküm tekniğinde parçanın biçimini veren ve sıvı malzemenin içinde katılaştığı kaba kalıp adı verilir. Kalıbın hazırlanması dökülecek parçanın şekline ve döküm tekniğinin gerekli şartlarına bağlıdır. Parçaların şekillendirilmesi dış görüş yanında iç görüşte dikkate alınarak yapılmalıdır. Parçanın dış biçimini veren kaba kalıp parça içindeki boşlukların sağlanmasına yarayan dolgu parçasına maça adı verilir. El ile kalıplama işlemi model ile derecede veya yerde model plakası yardımı ile derece içerisinde yapılabilir. Kalıplama kolaylığı sağladığı için plaka modeller yaygın olarak tercih edilir. Kalıpların sıkıştırma basıncından, çevrilmesinde ve taşınmasında dağılmaması için derece adı verilen çerçeveler kullanılır. Dereceler ahşaptan veya metalden yapılmaktadır. Kum kalıplama şematik olarak şekil 2 de kalıbın yandan görünüşü de şekil 3 de görülmektedir. 143

144 Metalurji ve Malzeme Müh. YILDIZ TEKNİKÜNİVERSİTESİ Malzeme Proses Laboratuvarı Şekil 2. Kum kalıp yapım şeması 144

145 Metalurji ve Malzeme Müh. YILDIZ TEKNİKÜNİVERSİTESİ Malzeme Proses Laboratuvarı Şekil 3. Bir kum kalıbın kesit resmi Maça kalıp boşluğuna yerleştirilen ve kapladıkları kısımların döküm yapıldıktan sonra boş olarak çıkmasını sağlayan iç kalıplardır. Maçalar çoğunlukla kumdan yapılır. Kalıcı kalıp kullanan döküm yöntemlerinde metal maçalarda kullanılabilir. Kum maçalar maça kutusu veya maça sandığı adı verilen tahta veya metal kutularda hazırlanır. Maça hazırlamada çoğunlukla organik bağlayıcılı ve kendi kendine sertleşen özel maça kumu karışımları kullanılır Kalıp Malzemeleri Kalıp ve maça yapımında yaygın olarak silika kumu kullanılır. Silika kumu kolay elde edilen ucuz bir kalıp malzemesidir. Diğer tip kumlar yüksek refrakterlik, yüksek ısıl iletkenlik ve düşük ısıl genleşme gerektiren özel uygulamalarda kullanılır. Silika kumları minimum %95-96 oranında SiO2 içermelidir. Kumun SiO2 içeriği düştükçe refrakterlik özelliği azalır. Kumun tane boyutu dağılımı döküm parçaların kalitesini etkilemektedir. İri boyutlu kumlar yüksek geçirgenlik sağlayarak gaz çıkışını kolaylaştırırken parçaların yüzey kalitesini düşürmektedir. İnce taneli kum kullanımı ise yüzey kalitesini arttırırken geçirgenliği düşürür. Ayrıca ince taneli kumlar daha fazla bağlayıcıya gereksinim duymaktadır. Kumun tane boyut dağılımı kadar tane şeklide çok önemlidir. Köşeli, kum tanelerinin paketlenme yoğunluğu düşük, kalıplanabilirliği zayıf ve bağlayıcı gereksinimi yüksektir. Bu nedenle kalıp yapımında yuvarlak şekilli kumlar tercih edilmektedir. 145

146 Metalurji ve Malzeme Müh. YILDIZ TEKNİKÜNİVERSİTESİ Malzeme Proses Laboratuvarı Günümüzde dökümcülükte doğal kumlar nadiren kullanılmaktadır. Tane şekli ve dağılımı belirlenmiş, yıkanarak içerisindeki artıklar giderilmiş, sentetik kum karışımları tercih edilmektedir. Kum tanelerini birbirine bağlamada en ilk metot kil ve su kullanımı olmuştur. Kil su ile birleşerek şişer ve kum tanelerini bir arada tutar. Yaş kum kalıplama olarak da adlandırılan bu metot günümüzde yerini giderek kimyasal bağlayıcılı metotlara bırakmaktadır. Kil bağlı kalıp kumları kaybolan suyun ve eksilen kilin yeniden katılmasıyla tekrar tekrar kullanılabilir. Dökümdeki yüksek sıcaklık nedeniyle kilin bir kısmı değişime uğrayarak bağlayıcılık özelliğini yitirir. En iyi bağlayıcı killer bentonitlerdir. Sodyum ve kalsiyum esaslılar olmak üzere iki çeşit bentonit kullanılmaktadır. Özellikle demir esaslı alaşımların dökümünde kullanılan bir diğer kalıp ilavesi pulvarize kömür tozudur. Yüzey düzgünlüğünü arttıran ve sıyrılmayı kolaylaştıran etkisi vardır. Kalıp ve maça yapımı içi çok çeşitli kimyasal bağlayıcılar mevcuttur. Bunların çoğunluğu organik reçine veya sodyum silikat esaslıdır, ayrıca kimyasal bağlıyıcıların ilk uygulamalarında çimento gibi inorganik bağlayıcılarla da kullanılmıştır. Kimyasal bağlayıcılar iki şekilde kullanılır: Kendiliğinden sertleşen karışımlarda (soğuk serleşen olarak da bilinir) kum, bağlayıcı ve sertleştirici kimyasal birlikte karıştırılır. Sertleşme hemen başlar ancak kumun kalıp veya maça olarak şekillendirilmesine izin verecek kadar yavaştır, şekillendirmenin ardından sertleşme devam eder, kalıp veya maça döküme hazır hale gelir. Bu yöntem çoğunlukla büyük kalıpların yapımında kullanılır ve seri üretime uygun bir yöntemdir. İşlemle sertleştirmede ise kum ve bağlayıcı karıştırılır ve şekillendirilir, bu esnada herhangi bir sertleşme reaksiyonu meydana gelmez, sertleşme ısı veya katalizör gaz uygulamasıyla kısa sürede gerçekleşir. Bu yöntem genellikle maça yapımında veya küçük parçaların kalıplanmasında kullanılır. Kendiliğinden sertleşen reçinelerden yaygın olarak kullanılanı furan tipi reçinelerdir. Sertleştirici olarak asit katalizör kullanılır. Furan reçineleri üre formaldehit, fenol formaldehit veya her ikisini karışımına furfuril alkol katılmasıyla elde edilir. Setleşme hızı asit katalizörün miktarı ve etkinliğine göre ayarlanabilir. Diğer bazı kendiliğinden sertleşen reçineler fenolik izosiyanatlar (fenolik üretanlar) ve alkalin fenolik reçinelerdir. 146

147 Metalurji ve Malzeme Müh. YILDIZ TEKNİKÜNİVERSİTESİ Malzeme Proses Laboratuvarı Sodyum silikat, cam suyu olarak da bilinir ve su çözündürebilir camdır, silika (SiO2) ve soda (Na2O) içeriğine göre çok çeşitli türleri vardır. Sodyum silikat çok çeşitli yöntemlerle serleştirilebilir, CO2 gazı veya sıvı ester ilavesi yaygın olarak kullanılan yöntemlerdir. Silikat tipi bağlayıcılar kokusuzdur ve sağlığa pek zararlı değildir, bunun yanında oluşturduğu bağ reçine bağlayıcılar kadar kuvvetli değildir. Ayıca inorganik bir bağlayıcı olduğu için ısıdan etkilenmez ve dökümden sonra bozulma problemlerine neden olabilir. Bu nedenle çeşitli organik ilaveler doğrudan sıvı silikata veya kum karıştırma esnasında yapılabilir. Kum Kalıba Döküm Yönteminin Avantajları 1) Demir esaslı ve demir dışı metal alaşımlarının dökümüne elverişlidir. 2) Kum kalıp hem küçük, hem çok büyük parçalar için uygun bir yöntemdir. 3) Kalıp malzemesi ucuz ve bol miktarda bulunur. 4) Az sayıdaki parça dökümüne uygundur. 5) Kalıp maliyeti en düşük olan döküm yöntemidir. Kum Kalıba Döküm Yönteminin Dezavantajları 1) Seri üretime uygun değildir. 2) Yüzey ve boyut hassasiyeti iyi değildir. 3) Çok ince detayların elde edilmesi zordur. 4) Dökümden elde edilen parçalar mutlaka başka işlemlere tabi tutulur. 5) Kalıplama büyük zaman kaybına neden olur. 6) Malzeme sarfiyatı fazlıdır. 2.4 Ergitme, Sıvı Metal İşlemleri Kalıp Dolumu, Kalıp Bozma ve Temizleme Parçanın dökümünde kullanılacak olan külçe, hurda ve ar aiş formundaki metal veya alaşım uygun bir ergitme fırınında şarj edilerek ergitme işlemi gerçekleştirilir. Ergitme işleminden sonra metal veya alaşımın cinsine göre flakslama, gaz giderme, modifikasyon, tane küçültme, aşılama işlemleri yapılır. Alaşımın kimyasal bileşimi kontrol edilir ve ayarlanır. Sıvı metal işlemlerini takiben sıcaklık istenilen değerlere getirildikten sonra sıvı metal kalıp boşluğuna uygun bir sekilde doldurulur. Katılaşma sona erdikten ve parça bir süre soğuduktan sonra kalıp bozulur, parça çıkartılır, temizlenir yolluk ve besleyici kırılarak bitirme işlemlerine hazır hale getirilir. 147

148 Metalurji ve Malzeme Müh. YILDIZ TEKNİKÜNİVERSİTESİ Malzeme Proses Laboratuvarı 2. 5 Isıl (Termal) Analiz Isıl analiz bileşim ve modifikasyon, tane küçültme, aşılama (inokülasyon) küreselleştirici ilavesi gibi katkıların uygunluğunu anlamak amacıyla soğuma eğrilerinin elde edilmesi ve değerlendirilmesini kapsamaktadır Teorik Bilgi Isıl Analizin İlkeleri; Isıl analizin ilkesi, faz diyagramlarını hesaplamak için ergimiş numunenin bir kap içerisine dökülmesi, katılaşma esnasında sıcaklığın ölçülmesi ve sıcaklığın zamana göre değişimini gösteren bir eğrinin elde edilmesi olayına dayanmaktadır. Bu eğriye Soğuma Eğrisi adı verilir. Elde edilen veriler matematiksel bir işlemle soğuma eğrisine dönüştürülür. Katılaşma esnasında, sıvı metal belli bir soğuma hızıyla sıcaklığı azalır. Katılaşmanın başlaması ile birlikte metalin soğuma hızında bir azalma meydana gelir. Çünkü katılaşma sonucu açığa çıkan gizli ısı soğuma hızında değişime neden olur. Böylece ısıl bir duraklama meydana gelir ve soğuma eğrisinin eğiminde değişime neden olur. Böylesi bir değişim katılaşma tamamlana kadar devam eder ve alaşımın liküdüs sıcaklığını ve diğer meydana gelen reaksiyonların ortaya çıkmasını sağlar. [3] Soğuma eğrisi, numuneden çıkan ısı ile numunenin gizli ısısının değişimi arasındaki farkı sonucunda açığa çıkar. Saf metal ve ötektik alaşımları için katılaşma prosesi belli bir sıcaklıkta meydana gelmektedir ve sadece bir ısıl duraklama gözlemlenir. Hiç sıcaklık değişimi göstermeyen bu ilerleme soğuma eğrisinde gözlemlenebilir. Katılaşmanın gizli ısısıyla numuneden açığa çıkan ısı eşit olduğu zaman sabit bir sıcaklık elde edilir. Katı çözünen alaşımlar için dönüşüm belli bir sıcaklık aralığında gerçekleşir. Dönüşüm soğuma eğrisinde katılaşmanın başlangıcı ve sonu olarak bir eğimle gözükmektedir. T S sıcaklığında gizli ısı açığa çıkar ve eğrinin eğimi azalma gösterir, yani soğuma hızı azalır. sıcaklığında ise bütün gizli ısı tükenmiş ve eğrinin eğimi artmaya başlamıştır. Bu noktadan sonra ısı transferi artık sadece numune ile çevresi arasında meydana gelir (Şekil 4). [3] T K Şekil 4 Soğuma eğrileri (a) Saf metal için (b) katı çözünen alaşım için 148

149 Metalurji ve Malzeme Müh. YILDIZ TEKNİKÜNİVERSİTESİ Malzeme Proses Laboratuvarı İkili ötektikaltı Al-Si döküm alaşımları için karakteristik soğuma eğrisi Şekil 5 a da verilmiştir. Bu alaşımlar ilk önce (Birincil Al) fazı olarak, belli bir sıcaklık aralığında, sıcaklığından ötektik sıcaklık kompozisyonu olan 557 C ye kadar dönüşüm gerçekleşir. Bu noktada Al-Si ötektik gizli ısısının kalmayacağı noktaya kadar katılaşır.[1] Daha karmaşık olan 319 Al-Si-Cu ve 356 Al-Si-Mg gibi Al-Si alaşımlarında katılaşmanın bitişi Al-Si ötektik sıcaklığında gerçekleşmez. Ancak daha düşük sıcaklıklarda ikincil ötektik reaksiyonları ile belirlenir. Bu reaksiyonlar içinde Al2Cu ve Mg2Si fazları dönüşümü gerçekleşir. T S (a) (b) Şekil 5 a)al-si alaşımı soğuma eğrisi ve b) Soğuma eğrisi ve birinci türev (soğuma hızı) eğrisi. Soğuma eğrisi daha karmaşık hale gelir ve farklı reaksiyonlar sonucu ısıl duraklamalar yaşanır. Bu duraklamaların bazıları çok küçük ısıl etkiler olduklarından algılanması çok zordur. Soğuma eğrilerinin birinci türevi bu açığa çıkan küçük dönüşümlerin ısısını bulmada kullanılmaktadır. Şekil 2 b de gösterilen pikler katılaşma sırasında oluşan ısıların birinci türevi sonucu etkilerini göstermektedir. Böylece daha hassas ve anlamlı sonuçlar elde edilebilmektedir.[3] Soğuma eğrilerindeki sıcaklık ve zaman parametreleri bir alaşımın tane inceltme ve modifikasyonunu açıklamak için kullanılabilir. Tane İnceltmenin Isıl Analizi; Erimiş alüminyum alaşımının katılaşması sonucunda yapılan ısıl analizde elde edilen soğuma eğrisiyle tane inceltme hakkında bazı verilere ulaşılır. Tane inceltme için yapılan uygulamalarda tane inceltmenin derecesi erimiş Al alaşımı içerisine katılan çekirdekleyicilerin oluşturduğu altsoğumanın derecesiyle ilişkilidir. Bir erimiş metal içerisinde bulundurduğu ya da bulundurmadığı heterojen çekirdekliyiciler sayesinde belli bir altsoğuma yapar. Bu altsoğuma diğer empüritelerin erimiş metal içerisinde çekirdeklenmesi için aktivasyonu sağlar. Bunun yanı sıra alaşım elementleri de etkili çekirdeklenme bölgeleri oluşturarak, altsoğumanın çok az ya da oluşmamasına neden olurlar ve alaşımın küçük tane boyutuna sahip olması sağlanır. [4] 149

150 Metalurji ve Malzeme Müh. YILDIZ TEKNİKÜNİVERSİTESİ Malzeme Proses Laboratuvarı (a) Şekil 6 a)al-si alaşımlarında katılaşmanın soğuma eğrisi ve b) Altsoğuma sıcaklığı ve altsoğuma zamanına göre tane boyutundaki değişim Şekil 6 a da görülen ısıl duraklamanın yaşandığı altsoğuma genellikle tane inceltmenin derecesini belirlenmesinde Al döküm alaşımlarında kullanılan referans bölgesidir. Dönüşümün bittiği ve ulaşılan en yüksek sıcaklık ile maksimum altsoğuma sıcaklığı arasındaki fark bize tane inceltmenin başarısını gösteren en önemli değerdir.[3] Tane inceltmenin derecesini ölçmede kullanılan diğer bir parametre ise zamandır. Ötektikaltı Al-Si alaşımlarında altsoğuma süresi ile tane boyutu hakkında bilgi edinmede iyi bir ilişki kurulabilmektedir. [3] Altsoğuma(ΔTR-U)ve altsoğuma zamanı(t1) parametrelerinin tane boyutu arasındaki ilişkiyi açıklayan grafik Şekil 3 b de verilmiştir.[3,8] Modifikasyonun Isıl Analizi; Isıl analiz ile yapılmış çalışmalar sonucunda elde edilen sonuçlar modifiye edilmiş alaşımdaki ötektik sıcaklık ile modifiye edilmemiş alaşımdaki ötektik sıcaklık arasında belirgin bir fark olduğunu ortaya koymuştur(şekil 7a). Daha ileriki safhalardaki çalışmalar, modifikasyon derecesinin sadece ötektik sıcaklığındaki düşüş değil, ayrıca ötektik altsoğuma derecesi ve süresinin dikkate alınması gerektiğini ortaya koymuştur. Modifikasyon derecesi ile değişkenler arasındaki ilişki Şekil 7 b de gösterilmiştir.[5,6] (b) 150

151 Metalurji ve Malzeme Müh. YILDIZ TEKNİKÜNİVERSİTESİ Malzeme Proses Laboratuvarı (a) süresi (b) Şekil 7 a)al-si alaşımlarının soğuma eğrisi ve modifikasyonu ve b) Modifikasyon derecesini etkileyen faktörler III. DENEYDE KULLANILAN CİHAZ VE EKİPMANLAR Büyük kum karıştırıcı Küçük kum karıştırıcı Havalı tokmak Dereceler ve plaka modeller Maça sandıkları Dökümcü el aletleri CO2 tüpü Çeşitli beher ve kaplar Tartı İndüksiyon alüminyum ergitme fırını IV. DENEYDE KULLANILAN MALZEMELER Silika kalıp kumu Bentonit ve su Furan ve serter 151

152 Metalurji ve Malzeme Müh. YILDIZ TEKNİKÜNİVERSİTESİ Malzeme Proses Laboratuvarı Sodyum silikat Grafit (yağlayıcı) Alüminyum döküm alaşımı V. DENEYİN YAPILIŞI Bu deneyde yaş kum kalıp, furan reçineli maça ve sodyum silikat bağlı yolluk ağzı döküm havuzu yapılacaktır, hazırlanan kalıba elektrik dirençli fırında ergitilmiş alüminyum dökülecektir. 1) Kalıp Yapımı: Belirlenmiş miktarda kum, bentonit ve su büyük kum karıştırıcıya yüklenir. Kalıplamaya uygun hale gelene kadar karıştırılır. Alt ve üst derece kalıplama plakasının üstüne yerleştirilir. Plaka model iki derece arasına yerleştirilir. Alt derece üste gelecek şekilde çevrilir. Model üzerine grafit serpilir. Dereceye kum doldurulur. Kademeli olarak el aletleri ve havalı tokmak ile kum sıkıştırılır. Fazla kum sıyırma cetveli ile derece üzerinden sıyrılır. Kalıp ters çevrilerek aynı işlem üst derece için tekrar edilir. Yolluğun ağzı genişletilerek havşa açılır mm aralıklarla şiş çekilir. Dereceler birbirinden ayrılarak model çıkartılır. Gerekiyorsa kalıp içinde tamirat yapılır. Dereceler tekrar birleştirilerek kalıp döküme hazır hale getirilir. 152

153 Metalurji ve Malzeme Müh. YILDIZ TEKNİKÜNİVERSİTESİ Malzeme Proses Laboratuvarı 2) Maça Yapımı: Yeterli miktarda kum küçük kum karıştırıcıya yüklenir. Belli oranda furan ilave edilerek bir süre karıştırılır. Serter ilave edilerek karıştırmaya bir süre daha devam edilir. Karışım karıştırıcıdan bir kaba boaşltılır. Maça sandığının iç grafitlenir. Kum karışımı maça sandığına doldurulur. Karışımın sertleşmesi için bir süre beklenir. Maça sandığı açılarak maça çıkartılır. 3) Döküm Havuzu (Havşa) Yapımı: Bir kaba yeteri kadar kum alınır. Üzerine sodyum silikat ilave edilerek elle karıştırılır. Hazırlanan karışım plaka model üzerinde sıkıştırılır. Kalıp yanındaki deliklerden ve yukarıdan CO2 gazı verilerek sertleştirilir. Sertleşen parça yavaşça modelden sıyrılır. 4) Ergitme ve Döküm: Hazırlanan kalıp ergitme yapılan fırının önüne getirilir. Kalıbın etrafına kum dökülür ve üzerine ağırlıklar yerleştirilir. Pota fırından çıkartılır, curuf alınır. Sıvı metal kalıba doldurulur. Artan kısım hazır bulundurulan kokile dökülür. Katılaşma ve kalıbın soğuması beklenir. Kalıp bozularak döküm parçası çıkartılır. 153

154 Metalurji ve Malzeme Müh. YILDIZ TEKNİKÜNİVERSİTESİ Malzeme Proses Laboratuvarı İstenenler 1. Kalıp kumu ve karışımında kontrol edilen özellikler nelerdir. 2. Maça hazırlama yöntemleri nelerdir. 3. Alüminyum alaşımlarında kullanılan tane küçültücüleri açıklayınız ve hangi oranlarda kullanıldığını belirtiniz. 4. Alüminyum alaşımlarında kullanılan modifikasyon ajanları hakkında bilgi veriniz. 5. Dökme demir dökümünde kullanılan aşılayıcı ve küreselleştiriciler hakkında kısa bilgi veriniz. VI. ISIL ANALİZ DENEYİNDE KULLANILACAK DONANIM, GEREÇLER VE MALZEMELER Deneyde kullanılacak donanım ve gereçler şunlardır; bir adet masaüstü bilgisayar, veri kayıt programı, A/D dönüştürücü, K tipi (kromel-alumel) termokupl (ısıl çift) ve bağlantı kabloları, kap yerleştirme düzeneği, Quick-Cup(QC-4010 telleryumsuz) test kapları, malzemelerin ergitildiği pota ve ergitmeyi sağlayan ergitme ocağı kullanılacaktır.[5] Kullanılacak malzemeler Al-Si Alaşımı, tane inceltici ve modifikatördür. VII. ISIL ANALİZ DENEYİNİN YAPILIŞI Belirli miktardaki şarj malzemesi pota içine yerleştirilerek ergitme ocağında ergitme işlemine tabi tutulur. Ergitme gerçekleştikten sonra daldırma termokupl ile sıcaklık kontrol edilir. Daha sonra ergiyik metalde gerekli sıvı işlemleri yapılır. Termal analiz sistemi bu arada hazır hale getirilir. Uygun sıcaklıkta potayla birlikte termal analiz kabına döküm yapılır. Katılaşma tamamlanana kadar termal analiz sistemi verileri (sıcaklığı ve zamanı) kaydeder. Daha sonra sistem durdurulur ve kap yerinden çıkarılır. Kaydedilen veriler soğuma eğrisi ve türevleri olarak uygun bir program yardımıyla çizdirilerek analiz edilir. Kapta katılaşan kütle istenirse kesilerek metalografik olarak incelenerek elde edilen yapılar ile soğuma eğrisi arasındaki ilişki ortaya çıkarılır. Soğuma eğrisi katılaşan metalin metalürjik parmak izi olarak kabul edildiğinden dökümden önce ergiyik metal ve alaşımların kalitesini ve özelliklerini belirlemek, termal analiz sistemi ile mümkün olmaktadır. VIII. RAPORDA BULUNMASI GEREKLİ BİLGİLER a) Kalıp kumları b) Maça kumları c) Kum kalıba dökümle üretilen parçalar 154

155 Metalurji ve Malzeme Müh. YILDIZ TEKNİKÜNİVERSİTESİ Malzeme Proses Laboratuvarı d) Kum kalıp kaynaklı döküm hataları e) Dökümü yapılan metal ve alaşımlarının soğuma eğrisini çiziniz. Teorik verilerle kıyaslayınız. f) Soğuma eğrisinde değişim noktalarını tespit ederek, değişim noktalarının neyi yansıttığını açıklayınız. g) Soğuma eğrisinin türevini çizdirerek yorumlayınız. IX. KAYNAKLAR 1. Ergin Çavuşoğlu, Döküm Teknolojisi, İTÜ Yayınları Mustafa Çiğdem, İmal Usulleri, Çağlayan Kitabevi D.Gloria İberra, Control of Grain Refinement of Al-Si Alloys By Thermal Analysis, (1995). 4.R. Cook, Grain Refinement of Al-Si Foundry Alloys, London & Scandinavian Metalurgical Co Limited, (1998). 5. Ş.Yılmaz, Al-Si Döküm Alaşımlarının Termal Analizi, Metal Dünyası, (2003). 6. R. Cook, Modification of Al-Si Foundry Alloys, London & Scandinavian Metalurgical Co Limited, (1998). 7. Ö. Şen, Alüminyum-Silisyum Alaşımlarının Isıl Analizi,Yüksek Lisans Tezi (1998). 8. S.Adışen, Alüminyum-Silisyum Alaşımlarının Isıl Analizi, Bitirme Tezi (2006). 155

156 Metalurji ve Malzeme Müh. YILDIZ TEKNİKÜNİVERSİTESİ Malzeme Proses Laboratuvarı KİMYASAL ANALİZ DENEYLERİ 1. OPTİK EMİSYON SPEKTROMETRESİ AMAÇ Metalik numunelerin optik emisyon spektrometre cihazı kullanılarak kimyasal içeriklerinin nicel olarak belirlenmesi. TEORİK BİLGİ Şekil 1 de görüldüğü gibi katot boşluğundaki gazlar tahliye edilir ve bu boşluğa argon gazı 1-10 torr basınç ile gönderilir voltluk yüksek potansiyel uygulanır. Böylelikle Argon iyonları numuneye doğru ivmelendirilirler. Numunenin uyarılmasıyla oluşan yüksek sıcaklıkta numunenin en dış yörüngesindeki elektronlar bir yüksek seviyeye çıkarlar ve geri dönerken, aradaki enerji farkından dolayı bir ışıma meydana gelir, buna spektrum denir. Her elementin kendine has spektr çizgileri vardır. Meydana gelen ışıma spektrometrede değerlendirilir. Optik sensörler olarak foto tüplerin kullanıldığı (foto tüp optik sensörlü) spektrometrelerde, her element için ayrı bir ölçme devresi ve elemanlara ihtiyaç olup, amaliz istenen her element için cihaza bir foto tüp yerleştirilmesi gerekmektedir. Bu ise hem cihazın boyutlarını önemli oranda artırmakta, hem de analiz edilecek elementlerin sayısını sınırlamaktadır. Bir başka zorluk ise spektrometre için vakum sistemine ve klima ile donatılmış bir yerleşim yerine ihtiyaç duyulmasıdır. Şekil 1 de görüldüğü gibi katot boşluğundaki gazlar tahliye edilir ve bu boşluğa argon gazı 1-10 torr basınç ile gönderilir voltluk yüksek potansiyel uygulanır. Böylelikle Argon iyonları numuneye doğru ivmelendirilirler. Numunenin uyarılmasıyla oluşan yüksek sıcaklıkta numunenin en dış yörüngesindeki elektronlar bir yüksek seviyeye çıkarlar ve geri dönerken, aradaki enerji farkından dolayı bir ışıma meydana gelir, buna spektrum denir. Her 156

157 Metalurji ve Malzeme Müh. YILDIZ TEKNİKÜNİVERSİTESİ Malzeme Proses Laboratuvarı elementin kendine has spektr çizgileri vardır. Meydana gelen ışıma spektrometrede değerlendirilir. Optik sensörler olarak foto tüplerin kullanıldığı (foto tüp optik sensörlü) spektrometrelerde, her element için ayrı bir ölçme devresi ve elemanlara ihtiyaç olup, amaliz istenen her element için cihaza bir foto tüp yerleştirilmesi gerekmektedir. Bu ise hem cihazın boyutlarını önemli oranda artırmakta, hem de analiz edilecek elementlerin sayısını sınırlamaktadır. Bir başka zorluk ise spektrometre için vakum sistemine ve klima ile donatılmış bir yerleşim yerine ihtiyaç duyulmasıdır. Sekil 2. Tek CCD sistemli optik CCD optik sensörlü spektrometre teknolojisinde ise seçilen aralıkta tüm element spektrumunu ölçen bir detektör kullanılarak bütün bu problemler aşılmıştır (Şekil 2). Optik odasına argon gazı verilmek suretiyle inert ortam oluşturulup, düşük dalga boylu elementlerin izlenmesi sağlanabilmektedir. Bu sistemde multi bazlı analizler vakum, klima gibi özel donanım ve herhangi ilave parça gerektirmeksizin, doğal ortamda, kolay ve hızlı bir şekilde yapılabilmektedir. Ayrı bir sistemde de, Rowland dairesi, üzerine CCD çipleri yerleştirilip, dedektör sayısı artırılarak tüm spektrum kayıpsız olarak izlenebilmektedir (Şekil 3). Şekil 3. Çok CCD sistemli optik 157

158 Metalurji ve Malzeme Müh. YILDIZ TEKNİKÜNİVERSİTESİ Malzeme Proses Laboratuvarı Atomik absorbsiyon spektrometresinin bileşenleri; Analiz edilecek elementin absorblayacağı ışığı yayan ışık kaynağı Örnek çözeltisinin atomik buhar haline getirildiği atomlaştırıcı Çalışılan dalga boyunu diğer dalga boylarından ayrıştırılmasına yarayan monokromatör Işık şiddetinin ölçüldüğü detektördür. Foto tüplü sistemlerin çalışma prensipleri: Numune iki farklı elektrot arasında elektrik akımı yardımıyla ısıtılırsa atomlar kendilerine özgü dalga boylarında ışıklar yayarlar. Bu ışık dar bir alandan spektrograf içine gelir. Buradaki prizma ve mercekler yardımıyla ışık, farklı dalga boylarına ayrılarak fotoğraf filmi üzerine düşer ve fotoğraf filmi üzerindeki çizgiler belirli elementler tarafından yayınan ışıklara aittir. Dedektörlü sistemlerin çalışma prensibi: Ateşleme bölgesinde tungsten elektrot ile numunenin alt yüzeyi arasında bir spark boşaltması meydana gelir ve elde edilen optik kısımda kullanılır bilge dönüştürülür. Giriş aralığından aynaya odaklanan ışık burada spektral saçılmaya uğrar ve dalga boylarına ayrışır. Sürekli argon gazı atmosferinde tutulan odadaki dedektör sayesinde belirli dalgaboyu aralıklarına karşılık gelen elementlerin miktarı belirlenir. Avantajları Bir çok elementi aynı anda analiz etme imkanı, Kullanıcının oldukça basit ve çabuk olmasa, Bir yıl içinde yüz binlerce örnek analiz edilebilmesi, Analizlerin oldukça ucuz olması, Sonuçları uzun süre kolayca saklanması. Dezavantajları Sadece metalik malzemelerin analizinin yapılabilmesi, Analizi yapılacak metallerin uygum programın olması, 158

159 Metalurji ve Malzeme Müh. YILDIZ TEKNİKÜNİVERSİTESİ Malzeme Proses Laboratuvarı Toz ve benzeri mamüllerin analizlerinin yapılamıyor olması Analizi yapılacak metallerin balk halinde olması. KULLANILAN CİHAZLAR VE MATERYALLER Zımparalama cihazı Optik emisyon spektrometresi İncelenecek numune Referans numune Zımparalama kağıtları DENEYİN YAPILIŞI Numunenin Hazırlanması: İncelenecek numunenin yüzeyinin düzgün olması gerekir. 60 lık zımpara ile yüzey zımparalanır. Referans numunesinin de yüzeyi zımparalanır. Analiz: Hangi tür numune incelenecekse o türün referansı alınır. Referans numune yakma haznesine yerleştirilir. Yakmanın iyi olduğunu anlamak için birkaç kere yakma yapılır. Yakmanın görüntüsü iyi ise cihaz kalibre edilir. Kalibre işlemi bitince referans numunenin analizi yapılır. Analiz sonuçları referans numunesinin standart değerlerine uyuyorsa, numunenin analizine geçilir. Numune yakma haznesinden küçük ise etrafı macun ile kapatılır. Tel şeklinde ise adaptör yerleştirilerek yakma işlemi gerçekleştirilir. Numunenin türüne göre referans adı girilir. Numuneye üç kere yakma işlemi uygulanır. Üç değerin ortalaması alınır. SONUÇLARIN ALINMASI Referans numunesinin analiz sonucu standartla karşılaştırılır. İncelenecek numunenin analizinin ortalama değerleri standartlarla karşılaştırılır. Standartlardaki değerlere en yakın değer alınır. Böylece malzemenin nicel analizi belirlenir. 159

160 Metalurji ve Malzeme Müh. YILDIZ TEKNİKÜNİVERSİTESİ Malzeme Proses Laboratuvarı 2. DEMİR VE ÇELİKLERDE KARBON MİKTARI TAYİNİ AMAÇ Yanma metodu ile demir alaşımlarında karbon tayini yapmak TEORİK BİLGİ 1000 C üzerindeki sıcaklıklarda ve fazla oksijende demir ve çelik numunesindeki karbon tamamen karbondioksite dönüşür. Yanma için bir tüp fırın kullanılır. Yanma bölgesi için tartılmış numunenin içine sürüldüğü bir seramik tüp kullanılır. Tüpten saflaştırılmış ve dikkatlice kurutulmuş bir oksijen akımı geçirilir: Yanma sırasında meydana gelen karbondioksit ile birlikte önce NaCl çözeltisi ile doldurulmuş bir emme kabına sevk edilir. Daha sonra bir büret içinde toplanır. Büret bir skalanın 0 değerine kadar doldurulur ve sonra kostik potasyum (KOH) çözeltisi ile doldurulmuş bir emme kabından iki kere geçirilerek karbondioksit emmesi temin edilir. Artan gaz bürete geri gelir. Hacimde azalma % göstergeli skalada okunur, numunenin karbon içeriği bulunur. 2KOH + CO2 K2CO3 + H2O KULLANILAN CİHAZLAR VE MATERYALLER Oksijen doldurulmuş çelik tüp Tüp fırın Karbon emme aparatı Otomatik ısı kontrol ünitesi Büret Seramik yanma kayıkçıkları Metal çubuk (kayıkçığı itmek için) KOH, NaCl çözeltileri H2SO4, CaCO3 emme ve yıkama şişeleri DENEYİN YAPILIŞI 1- Fırın numune tipine uygun alarak gerekli ısı ayarlanır (ortalama 1000 C) 2- Talaş alınmış numuneden 1 gr. kayıkçık içine tartılır. 160

161 Metalurji ve Malzeme Müh. YILDIZ TEKNİKÜNİVERSİTESİ Malzeme Proses Laboratuvarı 3- Oksijen akımı ayarlanır. 4- Emme kabı doldurulur. 5- Titrasyon çözeltisinden bir kaç damla ilave edilerek uç noktası temin edilir. 6- Dereceli büret taşıyıcı sıvı (NaCl) ile doldurulur. Seviye şişesi en yüksek durumdadır ve üçlü musluk doldurma pozisyonunda olmalıdır. 7- Numuneyi içeren kayıkçık fırının ortasına sürülür, burada ısınması için 30 saniye bırakılır. 8- Isınma süresinin sona ermesinden biraz önce karbon cihazının bağlantıyı temin eden lastik tıkaç sıkıca emme kabının üzerine takılır. Bu, emme çözeltisinin geriye giriş borusuna yükselmesine sebep olmamalıdır. 9- Bundan sonra tıkaç yanma tüpü üzerindeki yerine takılır ve yanma tüpüne giren oksijen yanmayı başlatır. 10- Yanma süresi bitmek üzere iken seviye şişesi aşağı durumuna getirilir ve oksijen akımına yavaşça devam edilir. 11- Taşıyıcı sıvının büret ve seviye şişesinde aynı hizaya gelmesinden hemen önce üçlü musluk eğik duruma getirilerek likit seviyesinin son duruma gelmesi temin edilir. Cam üzerindeki taşıyıcı sıvının aşağıya akması için 30 saniye beklenmelidir. 12- Bu arada emme cihazı üzerindeki tıkaç çıkarılır, fırın açılır ve numune artığını içeren kayıkçık çekilerek dışarı alınır ayarı için gerekli zaman bittiğinde seviye skala üzerindeki 0 ile kontrol edilir ve gaz karışımı potasyum hidroksit ile doldurulmuş emme kabından iki kere geçilir. SONUÇLARIN ALINMASI Taşıyıcı sıvının aşağıya akması için yeterli zaman bırakıldıktan ve eşit sıvı seviyeleri temin edildikden sonra bürete dönen artık gaz miktarı skalada okunur ve karbon yüzdesi belli olur. Bulunan C yüzdesinden demir ve çeliklerin uygulama alanları belirlenir. 161

162 Metalurji ve Malzeme Müh. YILDIZ TEKNİKÜNİVERSİTESİ Malzeme Proses Laboratuvarı 3.ATOMİK ABSORBSİYON SPEKTROMETRESİ AMAÇ Bu metot kimyasal yollarla ayrılmaları gerektiği için çok zaman alıcı olan toprak alkali ve alkali metallerin kimyasal analizinde kullanılır. Metalik numunelerin analizinde de kullanılır fakat optik emisyon spektrometresiyle metal numuneler için daha kesin ve seri sonuçlar alınır. TEORİK BİLGİ Her elementin, buhar fazındaki bir örneği uyarıldığında kendine özgü bir çizgi tayfı verir. Bu sebepler spektroskopi (tayf ölçme) bilinmeyen bir maddenin bileşimini çözümlemek için yararlı bir araçtır. Alev spektroskopisi, serbest atomlar üzerine kurulmuş olan bir spektroskopi dalıdır. Serbest atomlar elde etmek için madde alevde ısıtılır. Bunun için çözelti haline getirilmiş olan inorganik madde özel bir düzenekte çok küçük kürecikler haline getirilerek alev içine püskürtülür. İnorganik madde bu sıcaklıkta atomlarına ayrışır. Alev içinde bulunan bir atom türünün başka kaynaktan alev içerisine gönderilen kendine has dalga boyundaki ışın demetini kısmen absorblaması ve geride kalan karakteristik ışın demetinin azalma derecesini ölçme üzerine kurulmuş olan spektroskopi dalına da atomik absorbsiyon spektroskopisi ve bu ölçümün yapıldığı cihaza da ALEVLİ ATOMİK ABSORBSİYON SPEKTROFOTOMETRESİ denir. Atomik absorbsiyon spektrometresinde kullanılan ışın kaynakları şunlardır: 1) Oyuk katot lambaları (HCL) 2) Çok elementli lambalar 3) Elektrotsuz boşalım lambaları (EDL) 4) Yüksek ışımalı lambalar Oyuk katot lambaları Atomik absorpsiyon spektroskopisinde en yaygın kullanılan ışık kaynağıdır. 1-5 basınçta Ar ya da Ne doldurulmuş, bir katot ve anot içeren silindirik bir cam lambadan oluşur. Katot incelenen elementin çok saf metalinden veya o elementi içeren bir alaşımdan yapılmıştır. Anot ise genellikle tungsten ya da nikel bir teldir. Oyuk katot lambalarında her bir element için ayrı lamba kullanılması gerekmektedir. Elektrotlar arasına yeterli gerilim uygulanılarak 1-50 må lik bir akım oluşturulur. Bu gerilimle inert gaz, anotta iyonlaşarak yüksek bir hızla katoda doğru çekilir ve katoda çarparak bir metal atom bulutu oluşturur. Daha sonra serbest atomlarla olan çarpışmalarla uyarılmış metal atomları elde edilir. Bunlar temel hale geçerken katot elementinin karakteristik spektrumunu yayarlar. 162

163 Metalurji ve Malzeme Müh. YILDIZ TEKNİKÜNİVERSİTESİ Malzeme Proses Laboratuvarı Atomik Absorbsiyon Spektrometresinin kullanım alanları Alevli atomik absorbsiyon spektrofotometresi, elementel analizlerde kullanılan önemli bir araçtır. Örnekteki aranan elementler, o elemente has dalga boyundaki ışığı soğurması yardımıyla bulunmaktadır. Katot lambada, aranan elementin dalga boyu genelde elementin kendisinin uyarılması ile elde edildiği için, örnekteki miktarlar için keskin sonuçlar verebilmektedir. Genellikle metaller için kullanılır. Basit bir şema ile Atomik Absorbsiyon Spektrometresi Atomik absorbsiyon spektrometresi düzeneğinde ışık kaynağından çıkan ışın, absorblamanın gerçekleştiği alevli bölümden geçer. Absorblanan ışın monokromotör denilen kısımda değerlendirilerek (absorbans ölçülerek), gerekli veriler elektronik sisteme ya da kollu göstergeye veri olarak aktarılır. Sistem, görüldüğü gibi basit bir düzenekten oluşmaktadır. 1-) Analizi yapılacak çözelti sisteme ince hortum vasıtası ile verilir. 2-) Örnek çözelti motor vasıtası ile çekilerek sis halinde alevli bölüme püskürtülür. 3-) Bu kısım örneğin atomlaşarak, ışının örnek atomları tarafından soğurulmaya uğradığı kısımdır. Alevi oluşturacak gaz, örneğin atomlaşabilmesi için gerekli ısıya göre seçilir. 163

ÇEKME DENEYİ 1. DENEYİN AMACI

ÇEKME DENEYİ 1. DENEYİN AMACI ÇEKME DENEYİ 1. DENEYİN AMACI Mühendislik malzemeleri rijit olmadığından kuvvet altında deforme olup, şekil ve boyut değişiklikleri gösterirler. Malzeme özelliklerini anlamak üzere mekanik testler yapılır.

Detaylı

SERTLİK DENEYİ MALZEME MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ. 1. Sertlik Deneylerinin Amacı

SERTLİK DENEYİ MALZEME MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ. 1. Sertlik Deneylerinin Amacı 1. Sertlik Deneylerinin Amacı Malzemeler üzerinde yapılan en genel deney, sertliğinin ölçülmesidir. Bunun başlıca sebebi, deneyin basit oluşu ve diğerlerine oranla numuneyi daha az tahrip etmesidir. Diğer

Detaylı

Mühendislik Mimarlık Fakültesi Makine Mühendisliği Bölümü

Mühendislik Mimarlık Fakültesi Makine Mühendisliği Bölümü ÇEKME DENEYİ 1. DENEYİN AMACI Mühendislik malzemeleri rijit olmadığından kuvvet altında deforme olup, şekil ve boyut değişiklikleri gösterirler. Malzeme özelliklerini anlamak üzere mekanik testler yapılır.

Detaylı

Sakarya Üniversitesi Teknoloji Fakültesi Makine Mühendisliği Bölümü. İmalat Müh. Deneysel Metotlar Dersi MAK 320. Çalışma 3: SERTLİK ÖLÇÜMÜ

Sakarya Üniversitesi Teknoloji Fakültesi Makine Mühendisliği Bölümü. İmalat Müh. Deneysel Metotlar Dersi MAK 320. Çalışma 3: SERTLİK ÖLÇÜMÜ Sakarya Üniversitesi Teknoloji Fakültesi Makine Mühendisliği Bölümü İmalat Müh. Deneysel Metotlar Dersi MAK 320 Çalışma 3: SERTLİK ÖLÇÜMÜ Konuyla ilgili aşağıdaki soruları cevaplandırarak rapor halinde

Detaylı

Şekil 1. Sarkaçlı darbe deney düzeneği

Şekil 1. Sarkaçlı darbe deney düzeneği DARBE DENEYİ Giriş Ani darbelere karşı dayanımı yüksek olan malzeme seçimi için, malzemenin kopmaya karşı olan direnci darbe testi ile ölçülmelidir. Malzemenin ani darbelere karşı dayanımı tokluğu ile

Detaylı

BARTIN ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ METALURJİ ve MALZEME MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ METALİK MALZEMELERİN DARBE DENEY FÖYÜ. Arş. Gör.

BARTIN ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ METALURJİ ve MALZEME MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ METALİK MALZEMELERİN DARBE DENEY FÖYÜ. Arş. Gör. BARTIN ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ METALURJİ ve MALZEME MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ METALİK MALZEMELERİN DARBE DENEY FÖYÜ Arş. Gör. Emre ALP 1.Metalik Malzemelerin Darbe Deneyi Darbe deneyi gevrek kırılmaya

Detaylı

MALZEME ANA BİLİM DALI Malzeme Laboratuvarı Deney Föyü. Deneyin Adı: Malzemelerde Sertlik Deneyi. Deneyin Tarihi:

MALZEME ANA BİLİM DALI Malzeme Laboratuvarı Deney Föyü. Deneyin Adı: Malzemelerde Sertlik Deneyi. Deneyin Tarihi: Deneyin Adı: Malzemelerde Sertlik Deneyi Deneyin Tarihi:13.03.2014 Deneyin Amacı: Malzemelerin sertliğinin ölçülmesi ve mukavemetleri hakkında bilgi edinilmesi. Teorik Bilgi Sertlik, malzemelerin plastik

Detaylı

BASMA DENEYİ MALZEME MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ. 1. Basma Deneyinin Amacı

BASMA DENEYİ MALZEME MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ. 1. Basma Deneyinin Amacı 1. Basma Deneyinin Amacı Mühendislik malzemelerinin çoğu, uygulanan gerilmeler altında biçimlerini kalıcı olarak değiştirirler, yani plastik şekil değişimine uğrarlar. Bu malzemelerin hangi koşullar altında

Detaylı

T.C. KAHRAMANMARAŞ SÜTÇÜ İMAM ÜNİVERSİTESİ MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ M-220 ÇEKME DENEYİ

T.C. KAHRAMANMARAŞ SÜTÇÜ İMAM ÜNİVERSİTESİ MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ M-220 ÇEKME DENEYİ T.C. KAHRAMANMARAŞ SÜTÇÜ İMAM ÜNİVERSİTESİ MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ M-220 ÇEKME DENEYİ 2017 ÇEKME DENEYİ Çekme Deneyi Malzemenin mekanik özelliklerini ortaya çıkarmak için en yaygın kullanılan deney

Detaylı

ÇEKME DENEYİ. Şekil. a) Çekme Deneyi makinesi, b) Deney esnasında deney numunesinin aldığı şekiler

ÇEKME DENEYİ. Şekil. a) Çekme Deneyi makinesi, b) Deney esnasında deney numunesinin aldığı şekiler ÇEKME DENEYİ Çekme Deneyi Malzemenin mekanik özelliklerini ortaya çıkarmak için en yaygın kullanılan deney Çekme Deneyidir. Bu deneyden elde edilen sonuçlar mühendislik hesaplarında doğrudan kullanılabilir.

Detaylı

TAHRİBATLI MALZEME MUAYENESİ DENEYİ

TAHRİBATLI MALZEME MUAYENESİ DENEYİ TAHRİBATLI MALZEME MUAYENESİ DENEYİ MAK-LAB15 1. Giriş ve Deneyin Amacı Bilindiği gibi malzeme seçiminde mekanik özellikler esas alınır. Malzemelerin mekanik özellikleri de iç yapılarına bağlıdır. Malzemelerin

Detaylı

MALZEME BİLGİSİ DERS 8 DR. FATİH AY. www.fatihay.net fatihay@fatihay.net

MALZEME BİLGİSİ DERS 8 DR. FATİH AY. www.fatihay.net fatihay@fatihay.net MALZEME BİLGİSİ DERS 8 DR. FATİH AY www.fatihay.net fatihay@fatihay.net BÖLÜM IV METALLERİN MEKANİK ÖZELLİKLERİ GERİLME VE BİRİM ŞEKİL DEĞİŞİMİ ANELASTİKLİK MALZEMELERİN ELASTİK ÖZELLİKLERİ ÇEKME ÖZELLİKLERİ

Detaylı

BAHAR DÖNEMİ MALZEME LABORATUVARI DENEY FÖYÜ

BAHAR DÖNEMİ MALZEME LABORATUVARI DENEY FÖYÜ YILDIZ TEKNİK ÜNİVERSİTESİ KİMYA-METALURJİ FAKÜLTESİ METALURJİ VE MALZEME MÜHENDİSLİĞİ 2015-2016 BAHAR DÖNEMİ MALZEME LABORATUVARI DENEY FÖYÜ İÇİNDEKİLER ÇEKME ÇENTİK EĞME - SERTLİK...2 TAHRİBATSIZ MUAYENELER...

Detaylı

T.C. BİLECİK ŞEYH EDEBALİ ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ MAKİNE VE İMALAT MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ MIM331 MÜHENDİSLİKTE DENEYSEL METODLAR DERSİ

T.C. BİLECİK ŞEYH EDEBALİ ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ MAKİNE VE İMALAT MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ MIM331 MÜHENDİSLİKTE DENEYSEL METODLAR DERSİ T.C. BİLECİK ŞEYH EDEBALİ ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ MAKİNE VE İMALAT MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ MIM331 MÜHENDİSLİKTE DENEYSEL METODLAR DERSİ SERTLİK ÖLÇME DENEY FÖYÜ ÖĞRETİM ÜYESİ DOÇ. DR. NURCAN ÇALIŞ

Detaylı

FZM 220. Malzeme Bilimine Giriş

FZM 220. Malzeme Bilimine Giriş FZM 220 Yapı Karakterizasyon Özellikler İşleme Performans Prof. Dr. İlker DİNÇER Fakültesi, Fizik Mühendisliği Bölümü 1 Ders Hakkında FZM 220 Dersinin Amacı Bu dersin amacı, fizik mühendisliği öğrencilerine,

Detaylı

DARBE DENEYİ MALZEME MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ. 1. Metalik Malzemelerin Darbe Deneyi

DARBE DENEYİ MALZEME MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ. 1. Metalik Malzemelerin Darbe Deneyi 1. Metalik Malzemelerin Darbe Deneyi Darbe deneyi gevrek kırılmaya neden olabilecek şartlar altında çalışan malzemelerin mekanik özelliklerinin saptanmasında kullanılır. Darbe deneyinin genel olarak amacı,

Detaylı

TOKLUK VE KIRILMA. Doç.Dr.Salim ŞAHĠN

TOKLUK VE KIRILMA. Doç.Dr.Salim ŞAHĠN TOKLUK VE KIRILMA Doç.Dr.Salim ŞAHĠN TOKLUK Tokluk bir malzemenin kırılmadan önce sönümlediği enerjinin bir ölçüsüdür. Bir malzemenin kırılmadan bir darbeye dayanması yeteneği söz konusu olduğunda önem

Detaylı

Geometriden kaynaklanan etkileri en aza indirmek için yük ve uzama, sırasıyla mühendislik gerilmesi ve mühendislik birim şekil değişimi parametreleri elde etmek üzere normalize edilir. Mühendislik gerilmesi

Detaylı

MALZEME BİLİMİ. Mekanik Özellikler ve Davranışlar. Doç. Dr. Özkan ÖZDEMİR. (DERS NOTLARı) Bölüm 5.

MALZEME BİLİMİ. Mekanik Özellikler ve Davranışlar. Doç. Dr. Özkan ÖZDEMİR. (DERS NOTLARı) Bölüm 5. MALZEME BİLİMİ (DERS NOTLARı) Bölüm 5. Mekanik Özellikler ve Davranışlar Doç. Dr. Özkan ÖZDEMİR ÇEKME TESTİ: Gerilim-Gerinim/Deformasyon Diyagramı Çekme deneyi malzemelerin mukavemeti hakkında esas dizayn

Detaylı

METALURJİ VE MALZEME MÜH. LAB VE UYG. DERSİ FÖYÜ

METALURJİ VE MALZEME MÜH. LAB VE UYG. DERSİ FÖYÜ METALURJİ VE MALZEME MÜH. LAB VE UYG. DERSİ FÖYÜ ALIN KAYNAKLI LEVHASAL BAĞLANTILARIN ÇEKME TESTLERİ A- DENEYİN ÖNEMİ ve AMACI Malzemelerin mekanik davranışlarını incelemek ve yapılarıyla özellikleri arasındaki

Detaylı

BAŞKENT ÜNİVERSİTESİ MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ MAK - 402 MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ LABORATUVARI

BAŞKENT ÜNİVERSİTESİ MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ MAK - 402 MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ LABORATUVARI BAŞKENT ÜNİVERSİTESİ MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ MAK - 402 MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ LABORATUVARI DENEY- 1 SERTLİK ÖLÇME VE DARBE TESTİ KULLANARAK MALZEME TOKLUK DEĞERİNİN BELİRLENMESİ 1 SERTLİK DENEYİ GİRİŞ

Detaylı

MALZEMELERİN MEKANİK ÖZELLİKLERİ

MALZEMELERİN MEKANİK ÖZELLİKLERİ MALZEMELERİN MEKANİK ÖZELLİKLERİ Bir cismin uygulanan kuvvetlere karşı göstermiş olduğu tepki, mekanik davranış olarak tanımlanır. Bu davranış biçimini mekanik özellikleri belirler. Mekanik özellikler,

Detaylı

DENEYİN ADI: MİHENGİR CİHAZI İLE YAPILAN ÖLÇME İŞLEMİ

DENEYİN ADI: MİHENGİR CİHAZI İLE YAPILAN ÖLÇME İŞLEMİ DENEYİN ADI: MİHENGİR CİHAZI İLE YAPILAN ÖLÇME İŞLEMİ DENEYİN AMACI: Bir ölçüm cihazı olan Mihengir ile ne tür ölçümlerin gerçekleştirilebildiği, ne tür ölçümlerin gerçekleştirilemediği hakkında teorik

Detaylı

T.C. BİLECİK ŞEYH EDEBALİ ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ MAKİNE VE İMALAT MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ MIM331 MÜHENDİSLİKTE DENEYSEL METODLAR DERSİ

T.C. BİLECİK ŞEYH EDEBALİ ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ MAKİNE VE İMALAT MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ MIM331 MÜHENDİSLİKTE DENEYSEL METODLAR DERSİ T.C. BİLECİK ŞEYH EDEBALİ ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ MAKİNE VE İMALAT MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ MIM331 MÜHENDİSLİKTE DENEYSEL METODLAR DERSİ 3 NOKTA EĞME DENEY FÖYÜ ÖĞRETİM ÜYESİ YRD.DOÇ.DR.ÖMER KADİR

Detaylı

BA KENT ÜNİVERSİTESİ. Malzemeler genel olarak 4 ana sınıfa ayrılabilirler: 1. Metaller, 2. Seramikler, 3. Polimerler 4. Kompozitler.

BA KENT ÜNİVERSİTESİ. Malzemeler genel olarak 4 ana sınıfa ayrılabilirler: 1. Metaller, 2. Seramikler, 3. Polimerler 4. Kompozitler. MALZEMELER VE GERĐLMELER Malzeme Bilimi mühendisliğin temel ve en önemli konularından birisidir. Malzeme teknolojisindeki gelişim tüm mühendislik dallarını doğrudan veya dolaylı olarak etkilemektedir.

Detaylı

BURSA TEKNİK ÜNİVERSİTESİ DOĞA BİLİMLERİ, MİMARLIK VE MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ 3 NOKTA EĞME DENEYİ FÖYÜ

BURSA TEKNİK ÜNİVERSİTESİ DOĞA BİLİMLERİ, MİMARLIK VE MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ 3 NOKTA EĞME DENEYİ FÖYÜ BURSA TEKNİK ÜNİVERSİTESİ DOĞA BİLİMLERİ, MİMARLIK VE MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ 3 NOKTA EĞME DENEYİ FÖYÜ BURSA - 2016 1. GİRİŞ Eğilme deneyi malzemenin mukavemeti hakkında tasarım

Detaylı

METALİK MALZEMELERİN DARBE DENEYİ 2. DENEYDE KULLANILAN MALZEMELER VE TEÇHİZATLAR

METALİK MALZEMELERİN DARBE DENEYİ 2. DENEYDE KULLANILAN MALZEMELER VE TEÇHİZATLAR 1. DENEYİN AMACI T.C. BİLECİK ŞEYH EDEBALİ ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ MAKİNE VE İMALAT MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ MÜHENDİSLİKTE DENEYSEL METODLAR DERSİ METALİK MALZEMELERİN DARBE DENEYİ Deney Sorumlusu:

Detaylı

ÇEKME DENEYĠ. ġekil 1. Düşük karbonlu yumuşak bir çeliğin çekme diyagramı.

ÇEKME DENEYĠ. ġekil 1. Düşük karbonlu yumuşak bir çeliğin çekme diyagramı. 1. DENEYĠN AMACI ÇEKME DENEYĠ Çekme deneyi, malzemelerin mekanik özeliklerinin belirlenmesi, mekanik davranışlarına göre sınıflandırılması ve malzeme seçimi amacıyla yapılır. Bu deneyde standard çekme

Detaylı

= σ ε = Elastiklik sınırı: Elastik şekil değişiminin görüldüğü en yüksek gerilme değerine denir.

= σ ε = Elastiklik sınırı: Elastik şekil değişiminin görüldüğü en yüksek gerilme değerine denir. ÇEKME DENEYİ Genel Bilgi Çekme deneyi, malzemelerin statik yük altındaki mekanik özelliklerini belirlemek ve malzemelerin özelliklerine göre sınıflandırılmasını sağlamak amacıyla uygulanan, mühendislik

Detaylı

Deneyin Amacı Çekme deneyinin incelenmesi ve metalik bir malzemeye ait çekme deneyinin yapılması.

Deneyin Amacı Çekme deneyinin incelenmesi ve metalik bir malzemeye ait çekme deneyinin yapılması. 1 Deneyin Adı Çekme Deneyi Deneyin Amacı Çekme deneyinin incelenmesi ve metalik bir malzemeye ait çekme deneyinin yapılması. Teorik Bilgi Malzemelerin statik (darbesiz) yük altındaki mukavemet özelliklerini

Detaylı

BARTIN ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ METALURJİ ve MALZEME MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ METALİK MALZEMELERİN ÇEKME VE BASMA DENEY FÖYÜ

BARTIN ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ METALURJİ ve MALZEME MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ METALİK MALZEMELERİN ÇEKME VE BASMA DENEY FÖYÜ BARTIN ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ METALURJİ ve MALZEME MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ METALİK MALZEMELERİN ÇEKME VE BASMA DENEY FÖYÜ Deney Adı: Metalik Malzemelerin Çekme ve Basma Deneyi 1- Metalik Malzemelerin

Detaylı

MALZEMELERİN MEKANİK ÖZELLİKLERİ

MALZEMELERİN MEKANİK ÖZELLİKLERİ MALZEMELERİN MEKANİK ÖZELLİKLERİ Farklı üretim yöntemleriyle üretilen ürünler uygulama koşullarında üzerlerine uygulanan kuvvetlere farklı yanıt verirler ve uygulanan yükün büyüklüğüne bağlı olarak koparlar,

Detaylı

T.C. GÜMÜŞHANE ÜNİVERSİTESİ. MÜHENDİSLİK ve DOĞA BİLİMLERİ FAKÜLTESİ MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ MM 401 MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ DENEYLER I

T.C. GÜMÜŞHANE ÜNİVERSİTESİ. MÜHENDİSLİK ve DOĞA BİLİMLERİ FAKÜLTESİ MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ MM 401 MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ DENEYLER I T.C. GÜMÜŞHANE ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK ve DOĞA BİLİMLERİ FAKÜLTESİ MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ MM 401 MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ DENEYLER I SERTLİK DENEYİ FÖYÜ Deney Sorumlusu: Yrd. Doç. Dr. İlhan ÇELİK Arş.

Detaylı

BARTIN ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ METALURJİ VE MALZEME MÜHENDİSLİĞİ

BARTIN ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ METALURJİ VE MALZEME MÜHENDİSLİĞİ BARTIN ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ METALURJİ VE MALZEME MÜHENDİSLİĞİ MALZEME LABORATUARI I DERSİ SERTLİK DENEY FÖYÜ SERTLİK TESTLERİ Sertlik Nedir? Basite indirgendiğinde oldukça kolay tanımlanan

Detaylı

SERTLĐK. Cisimlerin en önemli mekanik özellikleri basınç, çekme, kesme ve eğilme dayanımlarıdır.

SERTLĐK. Cisimlerin en önemli mekanik özellikleri basınç, çekme, kesme ve eğilme dayanımlarıdır. SERTLĐK Cisimlerin en önemli mekanik özellikleri basınç, çekme, kesme ve eğilme dayanımlarıdır. Đkinci derecede önem taşıyabilen bazı özellikler, çoğunlukla birinci derecedeki önemli özelliklere bağlıdır.

Detaylı

ÇEKME DENEYİ (1) MALZEME MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ 1. DENEYİN AMACI:

ÇEKME DENEYİ (1) MALZEME MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ 1. DENEYİN AMACI: 1. DENEYİN AMACI: Malzemede belirli bir şekil değiştirme meydana getirmek için uygulanması gereken kuvvetin hesaplanması ya da cisme belirli bir kuvvet uygulandığında meydana gelecek şekil değişiminin

Detaylı

Bu deneyler, makine elemanlarının kalite kontrolü için çok önemlidir

Bu deneyler, makine elemanlarının kalite kontrolü için çok önemlidir Bu deneyler, makine elemanlarının kalite kontrolü için çok önemlidir Tahribatlı Deneyler ve Tahribatsız Deneyler olmak üzere ikiye ayrılır. Tahribatsız deneylerle malzemenin hasara uğramasına neden olabilecek

Detaylı

BURULMA DENEYİ 2. TANIMLAMALAR:

BURULMA DENEYİ 2. TANIMLAMALAR: BURULMA DENEYİ 1. DENEYİN AMACI: Burulma deneyi, malzemelerin kayma modülü (G) ve kayma akma gerilmesi ( A ) gibi özelliklerinin belirlenmesi amacıyla uygulanır. 2. TANIMLAMALAR: Kayma modülü: Kayma gerilmesi-kayma

Detaylı

BÖLÜM 5 MALZEMELERİN MEKANİK ÖZELLİKLERİ

BÖLÜM 5 MALZEMELERİN MEKANİK ÖZELLİKLERİ BÖLÜM 5 MALZEMELERİN MEKANİK ÖZELLİKLERİ 1 Malzemelerin belirli bir yük altında davranışlarına malzemenin mekanik özellikleri belirlenebilir. Genelde malzeme üzerine dinamik ve statik olmak üzere iki tür

Detaylı

METALİK MALZEMELERİN ÇEKME DENEYİ

METALİK MALZEMELERİN ÇEKME DENEYİ METALİK MALZEMELERİN ÇEKME DENEYİ Çekme deneyi, malzemelerin statik yük altında elastik ve plastik davranışını belirlemek amacıyla uygulanır. Çekme deneyi, asıl malzemeyi temsil etmesi için hazırlanan

Detaylı

Tablo 1 Deney esnasında kullanacağımız numunelere ait elastisite modülleri tablosu

Tablo 1 Deney esnasında kullanacağımız numunelere ait elastisite modülleri tablosu BASİT MESNETLİ KİRİŞTE SEHİM DENEYİ Deneyin Amacı Farklı malzeme ve kalınlığa sahip kirişlerin uygulanan yükün kirişin eğilme miktarına oranı olan rijitlik değerin değişik olduğunun gösterilmesi. Kiriş

Detaylı

MMT310 Malzemelerin Mekanik Davranışı 2 Mukavemet ve deformasyon özelliklerinin belirlenmesi - Basma ve sertlik deneyleri

MMT310 Malzemelerin Mekanik Davranışı 2 Mukavemet ve deformasyon özelliklerinin belirlenmesi - Basma ve sertlik deneyleri MMT310 Malzemelerin Mekanik Davranışı 2 Mukavemet ve deformasyon özelliklerinin belirlenmesi - Basma ve sertlik deneyleri Yrd. Doç. Dr. Ersoy Erişir 2011-2012 Bahar Yarıyılı 2. Mukavemet ve deformasyon

Detaylı

ULUDAĞ ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ

ULUDAĞ ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ ULUDAĞ ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ METALİK MALZEMELERİN DARBE DENEYİ (CHARPY) 2016-2017 Güz Dönemi METALİK MALZEMELERİN DARBE DENEYİ (CHARPY) 1. Giriş Darbe deneyinden,

Detaylı

BARTIN ÜNĠVERSĠTESĠ MÜHENDĠSLĠK FAKÜLTESĠ METALURJĠ VE MALZEME MÜHENDĠSLĠĞĠ

BARTIN ÜNĠVERSĠTESĠ MÜHENDĠSLĠK FAKÜLTESĠ METALURJĠ VE MALZEME MÜHENDĠSLĠĞĠ BARTIN ÜNĠVERSĠTESĠ MÜHENDĠSLĠK FAKÜLTESĠ METALURJĠ VE MALZEME MÜHENDĠSLĠĞĠ MALZEME LABORATUARI I DERSĠ BURULMA DENEY FÖYÜ BURULMA DENEYĠ Metalik malzemelerin burma deneyi, iki ucundan sıkıştırılırmış

Detaylı

STATİK-MUKAVEMET. Doç. Dr. NURHAYAT DEĞİRMENCİ

STATİK-MUKAVEMET. Doç. Dr. NURHAYAT DEĞİRMENCİ STATİK-MUKAVEMET Doç. Dr. NURHAYAT DEĞİRMENCİ Çekme deneyi test numunesi Çekme deney cihazı Elastik Kısımda gerilme: σ=eε Çekme deneyinin amacı; malzemelerin statik yük altındaki elastik ve plastik davranışlarını

Detaylı

YTÜ Makine Mühendisliği Bölümü Mekanik Anabilim Dalı Özel Laboratuvar Dersi Strain Gauge Deneyi Çalışma Notu

YTÜ Makine Mühendisliği Bölümü Mekanik Anabilim Dalı Özel Laboratuvar Dersi Strain Gauge Deneyi Çalışma Notu YTÜ Makine Mühendisliği Bölümü Mekanik Anabilim Dalı Özel Laboratuvar Dersi Strain Gauge Deneyi Çalışma Notu Laboratuar Yeri: B Blok en alt kat Mekanik Laboratuarı Laboratuar Adı: Strain Gauge Deneyi Konu:

Detaylı

İNŞAAT MALZEME BİLGİSİ

İNŞAAT MALZEME BİLGİSİ İNŞAAT MALZEME BİLGİSİ Prof. Dr. Metin OLGUN Ankara Üniversitesi Ziraat Fakültesi Tarımsal Yapılar ve Sulama Bölümü HAFTA KONU 1 Giriş, yapı malzemelerinin önemi 2 Yapı malzemelerinin genel özellikleri,

Detaylı

PLASTİK ŞEKİLLENDİRME YÖNTEMLERİ

PLASTİK ŞEKİLLENDİRME YÖNTEMLERİ PLASTİK ŞEKİLLENDİRME YÖNTEMLERİ Metalik malzemelerin geriye dönüşü olmayacak şekilde kontrollü fiziksel/kütlesel deformasyona (plastik deformasyon) uğratılarak şekillendirilmesi işlemlerine genel olarak

Detaylı

BURULMA DENEYİ 2. TANIMLAMALAR:

BURULMA DENEYİ 2. TANIMLAMALAR: BURULMA DENEYİ 1. DENEYİN AMACI: Burulma deneyi, malzemelerin kayma modülü (G) ve kayma akma gerilmesi ( A ) gibi özelliklerinin belirlenmesi amacıyla uygulanır. 2. TANIMLAMALAR: Kayma modülü: Kayma gerilmesi-kayma

Detaylı

MUKAVEMET DERSİ. (Temel Kavramlar) Prof. Dr. Berna KENDİRLİ

MUKAVEMET DERSİ. (Temel Kavramlar) Prof. Dr. Berna KENDİRLİ MUKAVEMET DERSİ (Temel Kavramlar) Prof. Dr. Berna KENDİRLİ Ders Planı HAFTA KONU 1 Giriş, Mukavemetin tanımı ve genel ilkeleri 2 Mukavemetin temel kavramları 3-4 Normal kuvvet 5-6 Gerilme analizi 7 Şekil

Detaylı

Malzemelerin Mekanik Özellikleri

Malzemelerin Mekanik Özellikleri Malzemelerin Mekanik Özellikleri Bölüm Hedefleri Deneysel olarak gerilme ve birim şekil değiştirmenin belirlenmesi Malzeme davranışı ile gerilme-birim şekil değiştirme diyagramının ilişkilendirilmesi ÇEKME

Detaylı

BAŞKENT ÜNİVERSİTESİ MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ MAK 402 MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ LABORATUVARI DENEY 9B - BURULMA DENEYİ

BAŞKENT ÜNİVERSİTESİ MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ MAK 402 MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ LABORATUVARI DENEY 9B - BURULMA DENEYİ BAŞKENT ÜNİVERSİTESİ MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ MAK 402 MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ LABORATUVARI DENEY 9B - BURULMA DENEYİ GİRİŞ Mekanik tasarım yaparken öncelikli olarak tasarımda kullanılması düşünülen malzemelerin

Detaylı

Kaynaklı Birleştirmelere Uygulanan Tahribatlı Deneyler

Kaynaklı Birleştirmelere Uygulanan Tahribatlı Deneyler Kaynaklı Birleştirmelere Uygulanan Tahribatlı Deneyler Prof.Dr. Vural CEYHUN Ege Üniversitesi Kaynak Teknolojisi Eğitim, Muayene, Uygulama ve Araştırma Merkezi Tahribatlı Deneyler Standartlarda belirtilmiş

Detaylı

Elastisite modülü çerçevesi ve deneyi: σmaks

Elastisite modülü çerçevesi ve deneyi: σmaks d) Betonda Elastisite modülü deneyi: Elastisite modülü, malzemelerin normal gerilme (basınç, çekme) altında elastik şekil değiştirmesinin ölçüsüdür. Diğer bir ifadeyle malzemenin sekil değiştirmeye karşı

Detaylı

ALIN KAYNAKLI LEVHASAL BAĞLANTILARIN EĞME TESTLERİ

ALIN KAYNAKLI LEVHASAL BAĞLANTILARIN EĞME TESTLERİ ALIN KAYNAKLI LEVHASAL BAĞLANTILARIN EĞME TESTLERİ 1. Giriş. Metalik Malzemelerin Eğme ve Katlama Deneyleri Eğme ve katlama deneyleri, deneyin yapılışı açısından benzerlik gösterseler de deney amacı açısından

Detaylı

Malzemelerin Deformasyonu

Malzemelerin Deformasyonu Malzemelerin Deformasyonu Malzemelerin deformasyonu Kristal, etkiyen kuvvete deformasyon ile cevap verir. Bir malzemeye yük uygulandığında malzeme üzerinde çeşitli yönlerde ve çeşitli şekillerde yükler

Detaylı

DAYANIM İLE İLİŞKİLİ MALZEME ÖZELİKLERİ

DAYANIM İLE İLİŞKİLİ MALZEME ÖZELİKLERİ DAYANIM İLE İLİŞKİLİ MALZEME ÖZELİKLERİ Dayanım, malzemenin maruz kaldığı yükleri, akmadan ve kabiliyetidir. Dayanım, de yükleme değişebilmektedir. kırılmadan şekline ve taşıyabilme yönüne göre Gerilme

Detaylı

TAHRİBATLI MALZEME MUAYENESİ

TAHRİBATLI MALZEME MUAYENESİ T. C. GÜMÜŞHANE ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ DENEYLER 1 TAHRİBATLI MALZEME MUAYENESİ (Çekme Deneyi) ÖĞRENCİ NO: ADI SOYADI: DENEY SORUMLUSU: ÖĞR. GÖR.

Detaylı

FZM 220. Malzeme Bilimine Giriş

FZM 220. Malzeme Bilimine Giriş FZM 220 Yapı Karakterizasyon Özellikler İşleme Performans Prof. Dr. İlker DİNÇER Fakültesi, Fizik Mühendisliği Bölümü 1 Ders Hakkında FZM 220 Dersinin Amacı Bu dersin amacı, fizik mühendisliği öğrencilerine,

Detaylı

Kırılma nedir? Bir malzemenin yük altında iki veya daha fazla parçaya ayrılması demektir. Her malzemede kırılma karakteri aynı mıdır? Hayır.

Kırılma nedir? Bir malzemenin yük altında iki veya daha fazla parçaya ayrılması demektir. Her malzemede kırılma karakteri aynı mıdır? Hayır. KIRILMA İLE SON BULAN HASARLAR 1 Kırılma nedir? Bir malzemenin yük altında iki veya daha fazla parçaya ayrılması demektir. Her malzemede kırılma karakteri aynı mıdır? Hayır. Uygulanan gerilmeye, sıcaklığa

Detaylı

BURSA TEKNĠK ÜNĠVERSĠTESĠ DOĞA BĠLĠMLERĠ, MĠMARLIK VE MÜHENDĠSLĠK FAKÜLTESĠ MAKĠNE MÜHENDĠSLĠĞĠ BÖLÜMÜ

BURSA TEKNĠK ÜNĠVERSĠTESĠ DOĞA BĠLĠMLERĠ, MĠMARLIK VE MÜHENDĠSLĠK FAKÜLTESĠ MAKĠNE MÜHENDĠSLĠĞĠ BÖLÜMÜ BURSA TEKNĠK ÜNĠVERSĠTESĠ DOĞA BĠLĠMLERĠ, MĠMARLIK VE MÜHENDĠSLĠK FAKÜLTESĠ MAKĠNE MÜHENDĠSLĠĞĠ BÖLÜMÜ KOMPOZĠT VE SERAMĠK MALZEMELER ĠÇĠN ÜÇ NOKTA EĞME DENEYĠ FÖYÜ BURSA - 2016 1. GĠRĠġ Eğilme deneyi

Detaylı

BAŞKENT ÜNİVERSİTESİ MAKİNA MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ MAK 402 MAKİNA MÜHENDİSLİĞİ LABORATUVARI DENEY - 3 ÜÇ NOKTALI EĞİLME DENEYİ

BAŞKENT ÜNİVERSİTESİ MAKİNA MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ MAK 402 MAKİNA MÜHENDİSLİĞİ LABORATUVARI DENEY - 3 ÜÇ NOKTALI EĞİLME DENEYİ BAŞKENT ÜNİVERSİTESİ MAKİNA MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ MAK 402 MAKİNA MÜHENDİSLİĞİ LABORATUVARI DENEY - 3 ÜÇ NOKTALI EĞİLME DENEYİ GİRİŞ Yapılan herhangi bir mekanik tasarımda kullanılacak malzemelerin belirlenmesi

Detaylı

FL 3 DENEY 4 MALZEMELERDE ELASTĐSĐTE VE KAYMA ELASTĐSĐTE MODÜLLERĐNĐN EĞME VE BURULMA TESTLERĐ ĐLE BELĐRLENMESĐ 1. AMAÇ

FL 3 DENEY 4 MALZEMELERDE ELASTĐSĐTE VE KAYMA ELASTĐSĐTE MODÜLLERĐNĐN EĞME VE BURULMA TESTLERĐ ĐLE BELĐRLENMESĐ 1. AMAÇ Malzemelerde Elastisite ve Kayma Elastisite Modüllerinin Eğme ve Burulma Testleri ile Belirlenmesi 1/5 DENEY 4 MAZEMEERDE EASTĐSĐTE VE KAYMA EASTĐSĐTE MODÜERĐNĐN EĞME VE BURUMA TESTERĐ ĐE BEĐRENMESĐ 1.

Detaylı

Malzemenin Mekanik Özellikleri

Malzemenin Mekanik Özellikleri Bölüm Amaçları: Gerilme ve şekil değiştirme kavramlarını gördükten sonra, şimdi bu iki büyüklüğün nasıl ilişkilendirildiğini inceleyeceğiz, Bir malzeme için gerilme-şekil değiştirme diyagramlarının deneysel

Detaylı

Malzeme yavaşça artan yükler altında denendiği zaman, belirli bir sınır gerilmede dayanımı sona erip kopmaktadır.

Malzeme yavaşça artan yükler altında denendiği zaman, belirli bir sınır gerilmede dayanımı sona erip kopmaktadır. YORULMA 1 Malzeme yavaşça artan yükler altında denendiği zaman, belirli bir sınır gerilmede dayanımı sona erip kopmaktadır. Bulunan bu gerilme değerine malzemenin statik dayanımı adı verilir. 2 Ancak aynı

Detaylı

MEKANİK TEST LABORATUVARI

MEKANİK TEST LABORATUVARI MEKANİK TEST LABORATUVARI Darbe Mukavemeti Cihazı (Impact Resistency) Termoplastik malzemelerin darbeye karşı olan rezilyans değerlerinin belirlenmesinde kullanılmaktadır. Testler; 0.5-50J aralığında değişim

Detaylı

MALZEME BİLGİSİ DERS 7 DR. FATİH AY. www.fatihay.net fatihay@fatihay.net

MALZEME BİLGİSİ DERS 7 DR. FATİH AY. www.fatihay.net fatihay@fatihay.net MALZEME BİLGİSİ DERS 7 DR. FATİH AY www.fatihay.net fatihay@fatihay.net GEÇEN HAFTA KRİSTAL KAFES NOKTALARI KRİSTAL KAFES DOĞRULTULARI KRİSTAL KAFES DÜZLEMLERİ DOĞRUSAL VE DÜZLEMSEL YOĞUNLUK KRİSTAL VE

Detaylı

BİLGİSAYAR DESTEKLİ TASARIM VE ANALİZ (ANSYS)

BİLGİSAYAR DESTEKLİ TASARIM VE ANALİZ (ANSYS) BİLGİSAYAR DESTEKLİ TASARIM VE ANALİZ (ANSYS) MALZEME ÖZELLİKLERİNİN BELİRLENMESİ Bir tasarım yaparken öncelikle uygun bir malzemenin seçilmesi ve bu malzemenin tasarım yüklerini karşılayacak sağlamlıkta

Detaylı

T.C. BİLECİK ŞEYH EDEBALİ ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ MAKİNE VE İMALAT MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ MÜHENDİSLİKTE DENEYSEL METODLAR II DERSİ EĞME DENEYİ

T.C. BİLECİK ŞEYH EDEBALİ ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ MAKİNE VE İMALAT MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ MÜHENDİSLİKTE DENEYSEL METODLAR II DERSİ EĞME DENEYİ ENEYİN AI: T.C. BİLECİK ŞEY EEBALİ ÜNİVERSİTESİ MÜENİSLİK FAKÜLTESİ MAKİNE VE İMALAT MÜENİSLİĞİ BÖLÜMÜ MÜENİSLİKTE ENEYSEL METOLAR II ERSİ Malzemelerin Eğme eneyi ENEYİN AMACI: EĞME ENEYİ eney Sorumlusu:

Detaylı

İLERİ YAPI MALZEMELERİ-1 MALZEMELERİN GENEL TANIMI

İLERİ YAPI MALZEMELERİ-1 MALZEMELERİN GENEL TANIMI İLERİ YAPI MALZEMELERİ-1 MALZEMELERİN GENEL TANIMI MALZEMELERİN GENEL TANIMI Giriş: Tasarlanan yapının belirli bir amaca hizmet edebilmesinde en önemli öğe malzemedir. Bu nedenle yapı malzemelerinin özelliklerinin

Detaylı

TEKNOLOJİNİN BİLİMSEL İLKELERİ. Bölüm-4 MALZEMELERDE ÇEKME-BASMA - KESME GERİLMELERİ VE YOUNG MODÜLÜ. 4.1. Malzemelerde Zorlanma ve Gerilme Şekilleri

TEKNOLOJİNİN BİLİMSEL İLKELERİ. Bölüm-4 MALZEMELERDE ÇEKME-BASMA - KESME GERİLMELERİ VE YOUNG MODÜLÜ. 4.1. Malzemelerde Zorlanma ve Gerilme Şekilleri Bölüm-4 MALZEMELERDE ÇEKME-BASMA - KESME GERİLMELERİ VE YOUNG MODÜLÜ 4.1. Malzemelerde Zorlanma ve Gerilme Şekilleri Malzemeler genel olarak 3 çeşit zorlanmaya maruzdurlar. Bunlar çekme, basma ve kesme

Detaylı

TRAKYA ÜNĐVERSĐTESĐ MÜHENDĐSLĐK-MĐMARLIK FAKÜLTESĐ MAKĐNA MÜHENDĐSLĐĞĐ BÖLÜMÜ LABORATUAR RAPORU

TRAKYA ÜNĐVERSĐTESĐ MÜHENDĐSLĐK-MĐMARLIK FAKÜLTESĐ MAKĐNA MÜHENDĐSLĐĞĐ BÖLÜMÜ LABORATUAR RAPORU TRAKYA ÜNĐVERSĐTESĐ MÜHENDĐSLĐK-MĐMARLIK FAKÜLTESĐ MAKĐNA MÜHENDĐSLĐĞĐ BÖLÜMÜ LABORATUAR RAPORU DENEYĐN ADI : DARBE DE EYĐ (CHARPY) AD SOYAD :.................................... ÖĞRENCĐ NO :....................................

Detaylı

MALZEME SEÇİMİ ve PRENSİPLERİ

MALZEME SEÇİMİ ve PRENSİPLERİ MALZEME SEÇİMİ ve PRENSİPLERİ 1 MEKANİK ÖZELLİKLER Bu başlıkta limit değeri girilebilecek özellikler şunlardır: Young modülü (Young s modulus), Akma mukavemeti (Yield strength), Çekme mukavemeti (Tensile

Detaylı

Malzeme Bilgisi ve Gemi Yapı Malzemeleri

Malzeme Bilgisi ve Gemi Yapı Malzemeleri Malzeme Bilgisi ve Gemi Yapı Malzemeleri Grup 1 Pazartesi 9.00-12.50 Dersin Öğretim Üyesi: Y.Doç.Dr. Ergün Keleşoğlu Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Bölümü Davutpaşa Kampüsü Kimya Metalurji Fakültesi

Detaylı

DENEYİN ADI: Jominy uçtan su verme ile sertleşebilirlik. AMACI: Çeliklerin sertleşme kabiliyetinin belirlenmesi.

DENEYİN ADI: Jominy uçtan su verme ile sertleşebilirlik. AMACI: Çeliklerin sertleşme kabiliyetinin belirlenmesi. DENEYİN ADI: Jominy uçtan su verme ile sertleşebilirlik AMACI: Çeliklerin sertleşme kabiliyetinin belirlenmesi. TEORİK BİLGİ: Kritik soğuma hızı, TTT diyagramlarında burun noktasını kesmeden sağlanan en

Detaylı

YAPI MALZEMELERİ DERS NOTLARI

YAPI MALZEMELERİ DERS NOTLARI YAPI MALZEMELERİ DERS NOTLARI YAPI MALZEMELERİ Herhangi bir yapının projelendirmesi ve inşaatı aşamasında amaç aşağıda belirtilen üç koşulu bir arada gerçekleştirmektir: a) Yapı istenilen işlevi yapabilmelidir,

Detaylı

Uygulanan dış yüklemelere karşı katı cisimlerin birim alanlarında sergiledikleri tepkiye «Gerilme» denir.

Uygulanan dış yüklemelere karşı katı cisimlerin birim alanlarında sergiledikleri tepkiye «Gerilme» denir. Gerilme ve şekil değiştirme kavramları: Uygulanan dış yüklemelere karşı katı cisimlerin birim alanlarında sergiledikleri tepkiye «Gerilme» denir. Bir mühendislik sistemine çok farklı karakterlerde dış

Detaylı

Burma deneyinin çekme deneyi kadar geniş bir kullanım alanı yoktur ve çekme deneyi kadar standartlaştırılmamış bir deneydir. Uygulamada malzemelerin

Burma deneyinin çekme deneyi kadar geniş bir kullanım alanı yoktur ve çekme deneyi kadar standartlaştırılmamış bir deneydir. Uygulamada malzemelerin BURMA DENEYİ Burma deneyinin çekme deneyi kadar geniş bir kullanım alanı yoktur ve çekme deneyi kadar standartlaştırılmamış bir deneydir. Uygulamada malzemelerin genel mekanik özelliklerinin saptanmasında

Detaylı

BAŞKENT ÜNİVERSİTESİ MAKİNA MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ MAK 402 MAKİNA MÜHENDİSLİĞİ LABORATUVARI DENEY 9A GERİNİM ÖLÇER KULLANARAK GERİLİM ANALİZİ YAPILMASI

BAŞKENT ÜNİVERSİTESİ MAKİNA MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ MAK 402 MAKİNA MÜHENDİSLİĞİ LABORATUVARI DENEY 9A GERİNİM ÖLÇER KULLANARAK GERİLİM ANALİZİ YAPILMASI BAŞKENT ÜNİVERSİTESİ MAKİNA MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ MAK 40 MAKİNA MÜHENDİSLİĞİ LABORATUVARI DENEY 9A GERİNİM ÖLÇER KULLANARAK GERİLİM ANALİZİ YAPILMASI TEORİ Bir noktada oluşan gerinim ve gerilme değerlerini

Detaylı

LABORATUAR DENEY ESASLARI VE KURALLARI

LABORATUAR DENEY ESASLARI VE KURALLARI GİRİŞ 425*306 Makine Mühendisliği Laboratuarı dersinde temel Makine Mühendisliği derslerinde görülen teorik bilgilerin uygulamalarının yapılması amaçlanmaktadır. Deneysel çalışmalar, Ölçme Tekniği, Malzeme

Detaylı

STRAIN GAGE DENEY FÖYÜ

STRAIN GAGE DENEY FÖYÜ T.C. ONDOKUZ MAYIS ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ MAKİNA MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ STRAIN GAGE DENEY FÖYÜ HAZIRLAYAN Prof. Dr. Erdem KOÇ Yrd.Doç.Dr. İbrahim KELEŞ Yrd.Doç.Dr. Kemal YILDIZLI MAYIS 2011 SAMSUN

Detaylı

Standart Çekme Testi

Standart Çekme Testi Bölüm 2 Malzemeler P Standart Çekme Testi Standart ölçüler d = 2.5, 6.25 veya 12.5 mm l = 1, 25 veya 5 mm Malzeme özelliklerini belirlemek için sıklıkla kullanılır Numune çekilirken, uygulanan yük ve yer

Detaylı

MAKİNE ELEMANLARI DERS SLAYTLARI

MAKİNE ELEMANLARI DERS SLAYTLARI MAKİNE ELEMANLARI DERS SLAYTLARI YORULMA P r o f. D r. İ r f a n K A Y M A Z P r o f. D r. A k g ü n A L S A R A N A r ş. G ör. İ l y a s H A C I S A L İ HOĞ LU Aloha Havayolları Uçuş 243: Hilo dan Honolulu

Detaylı

DENEY 2 ANKASTRE KİRİŞLERDE GERİNİM ÖLÇÜMLERİ

DENEY 2 ANKASTRE KİRİŞLERDE GERİNİM ÖLÇÜMLERİ Ankastre Kirişlerde Gerinim Ölçümleri 1/6 DENEY 2 ANKASTRE KİRİŞLERDE GERİNİM ÖLÇÜMLERİ 1. AMAÇ Ankastre olarak mesnetlenmiş bir kiriş üzerine yapıştırılan gerinim ölçerlerle (strain gauge) kiriş üzerinde

Detaylı

DENEY ADI: KÜKÜRT + (GRAFİT, FİLLER YA DA ATEŞ KİLİ) İLE YAPILAN BAŞLIKLAMA

DENEY ADI: KÜKÜRT + (GRAFİT, FİLLER YA DA ATEŞ KİLİ) İLE YAPILAN BAŞLIKLAMA ÖMER HALİSDEMİR ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ İNŞAAT MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ SERTLEŞMİŞ BETON DENEYLERİ DENEY ADI: KÜKÜRT + (GRAFİT, FİLLER YA DA ATEŞ KİLİ) İLE YAPILAN BAŞLIKLAMA DENEY STANDARDI: TS

Detaylı

Prof.Dr.İrfan AY. Arş.Gör.T.Kerem DEMİRCİOĞLU. Öğr. Murat BOZKURT. Balıkesir - 2008

Prof.Dr.İrfan AY. Arş.Gör.T.Kerem DEMİRCİOĞLU. Öğr. Murat BOZKURT. Balıkesir - 2008 MAKİNA * ENDÜSTRİ Prof.Dr.İrfan AY Arş.Gör.T.Kerem DEMİRCİOĞLU Öğr. Murat BOZKURT * Balıkesir - 2008 1 PLASTİK ŞEKİL VERME YÖNTEMLERİ METALE PLASTİK ŞEKİL VERME İki şekilde incelenir. * HACİMSEL DEFORMASYONLA

Detaylı

Deneyin Adı Brinel Sertlik Deneyi. Deneyin Amacı Malzemenin sertlik değerinin brinell cinsinden ölçülmesi

Deneyin Adı Brinel Sertlik Deneyi. Deneyin Amacı Malzemenin sertlik değerinin brinell cinsinden ölçülmesi 1 www.koumakina001.8m.com Deneyin Adı Brinel Sertlik Deneyi Deneyin Amacı Malzemenin sertlik değerinin brinell cinsinden ölçülmesi Deneyin Yapılışı Belli çaptaki sert bir bilya malzeme yüzeyine belli bir

Detaylı

KARADENİZ TEKNİK ÜNİVERSİTESİ MADEN MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ MADEN İŞLETME LABORATUVARI

KARADENİZ TEKNİK ÜNİVERSİTESİ MADEN MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ MADEN İŞLETME LABORATUVARI DENEY ADI: EĞİLME (BÜKÜLME) DAYANIMI TANIM: Eğilme dayanımı (bükülme dayanımı veya parçalanma modülü olarak da bilinir), bir malzemenin dış fiberinin çekme dayanımının ölçüsüdür. Bu özellik, silindirik

Detaylı

Basınç deneyi sonrası numunelerdeki uygun kırılma şekilleri:

Basınç deneyi sonrası numunelerdeki uygun kırılma şekilleri: Standart deney yöntemi (TS EN 12390-3): En yaygın olarak kullanılan deney yöntemidir. Bu yöntemin uygulanmasında beton standartlarında belirtilen boyutlara sahip standart silindir (veya küp) numuneler

Detaylı

JOMINY DENEYİ MALZEME MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ

JOMINY DENEYİ MALZEME MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ 1. DENEYİN AMACI: Bu deney ile incelenen çelik alaşımın su verme davranışı belirlenmektedir. Bunlardan ilki su verme sonrası elde edilebilecek maksimum sertlik değeri olup, ikincisi ise sertleşme derinliğidir

Detaylı

MalzemelerinMekanik Özellikleri II

MalzemelerinMekanik Özellikleri II MalzemelerinMekanik Özellikleri II Doç.Dr. Derya Dışpınar deryad@istanbul.edu.tr 2014 Sünek davranış Griffith, camlarileyaptığıbuçalışmada, tamamengevrekmalzemelerielealmıştır Sünekdavranışgösterenmalzemelerde,

Detaylı

DÖKÜM MALZEMELRDE DARBE DENEYİ (Charpy ve Izod)

DÖKÜM MALZEMELRDE DARBE DENEYİ (Charpy ve Izod) Sw GlRİŞ DÖKÜM MALZEMELRDE DARBE DENEYİ (Charpy ve Izod) KK05ŞUBAT95 SIRA NO: 29 Metalik malzemeler, kullanım sırasında ani uygulanan "darbe" yüklerine dayanmak zorundadırlar. Darbe mukavemetlerinin, yavaş

Detaylı

Bir cismin içinde mevcut olan veya sonradan oluşan bir çatlağın, cisme uygulanan gerilmelerin etkisi altında, ilerleyerek cismi iki veya daha çok

Bir cismin içinde mevcut olan veya sonradan oluşan bir çatlağın, cisme uygulanan gerilmelerin etkisi altında, ilerleyerek cismi iki veya daha çok Bir cismin içinde mevcut olan veya sonradan oluşan bir çatlağın, cisme uygulanan gerilmelerin etkisi altında, ilerleyerek cismi iki veya daha çok parçaya ayırmasına "kırılma" adı verilir. KIRILMA ÇEŞİTLERİ

Detaylı

MEKANİK I DENEYİ. Prof.Dr.S. Can KURNAZ, Yrd.Doç.Dr. Yıldız YARALI ÖZBEK, Yrd.Doç.Dr. Aysun AYDAY, Arş. Gör. Aydın KARABULUT

MEKANİK I DENEYİ. Prof.Dr.S. Can KURNAZ, Yrd.Doç.Dr. Yıldız YARALI ÖZBEK, Yrd.Doç.Dr. Aysun AYDAY, Arş. Gör. Aydın KARABULUT Deney No 3 MEKANİK I DENEYİ Prof.Dr.S. Can KURNAZ, Yrd.Doç.Dr. Yıldız YARALI ÖZBEK, Yrd.Doç.Dr. Aysun AYDAY, Arş. Gör. Aydın KARABULUT Deney Aşamaları 1-) Kısa Sınav (Ön Bilgi) 2-) Çekme, Darbe, Sertlik

Detaylı

KARADENİZ TEKNİK ÜNİVERSİTESİ MADEN MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ KAYA MEKANİĞİ LABORATUVARI

KARADENİZ TEKNİK ÜNİVERSİTESİ MADEN MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ KAYA MEKANİĞİ LABORATUVARI TEK EKSENLİ SIKIŞMA (BASMA) DAYANIMI DENEYİ (UNIAXIAL COMPRESSIVE STRENGTH TEST) 1. Amaç: Kaya malzemelerinin üzerlerine uygulanan belirli bir basınç altında kırılmadan önce ne kadar yüke dayandığını belirlemektir.

Detaylı

YORULMA HASARLARI Y r o u r l u m a ne n dir i?

YORULMA HASARLARI Y r o u r l u m a ne n dir i? YORULMA HASARLARI 1 Yorulma nedir? Malzemenin tekrarlı yüklere maruz kalması, belli bir tekrar sayısından sonra yüzeyde çatlak oluşması, bunu takip eden kopma olayı ile malzemenin son bulmasına YORULMA

Detaylı

FZM 220. Malzeme Bilimine Giriş

FZM 220. Malzeme Bilimine Giriş FZM 220 Yapı Karakterizasyon Özellikler İşleme Performans Prof. Dr. İlker DİNÇER Fakültesi, Fizik Mühendisliği Bölümü 1 Ders Hakkında FZM 220 Dersinin Amacı Bu dersin amacı, fizik mühendisliği öğrencilerine,

Detaylı

Bölüm 6. Tahribatlı Malzeme Muayenesi

Bölüm 6. Tahribatlı Malzeme Muayenesi Bölüm 6 Tahribatlı Malzeme Muayenesi Çekme Deneyi Çekme makinası Çekme numunesi (örneği) Gerilme-birim uzama eğrisi Hooke yasası σ = E ε 2 3 l o A o A k l k Kopma uzaması (%) Kopma büzülmesi (%) % KU

Detaylı

ÇEKME/EĞME DENEY FÖYÜ

ÇEKME/EĞME DENEY FÖYÜ T.C. ONDOKUZ MAYIS ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ MAKİNA MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ ÇEKME/EĞME DENEY FÖYÜ HAZIRLAYAN Yrd.Doç.Dr. Kemal YILDIZLI ŞUBAT 2011 SAMSUN 1. DENEYĠN AMACI ÇEKME DENEYĠ Çekme deneyi,

Detaylı

MADEN MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ MADEN VE TÜNEL KAZILARINDA MEKANİZASYON LABORATUVAR DENEY FÖYÜ

MADEN MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ MADEN VE TÜNEL KAZILARINDA MEKANİZASYON LABORATUVAR DENEY FÖYÜ MADEN MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ MADEN VE TÜNEL KAZILARINDA MEKANİZASYON LABORATUVAR DENEY FÖYÜ Deney 1. Sievers Minyatür Delme Deneyi Deney 2. Kırılganlık(S20) Deneyi Deney 3. Cerchar Aşındırıcılık İndeksi (CAI)

Detaylı