Transkript

1 Yük. Müh. Alper Yeter

2 Her malzeme kullanımı, önemsiz olsa bile, bazı seçim kriteri gerektirir. Bir malzemeyi yalnız tek bir özelliği için seçmek mümkün değildir. Bir çok mühendislik çalışmaları gibi malzeme seçimi de problem çözme işidir ve basamaklar ile ifade edilmiştir; Problem Analizi Alternatif Çözümlerin Formulasyonu Alternatiflerin Geliştirilmesi Karar Malzeme seçilme işlemine uygulanan bu adımlar aşağıda ki hale dönüşür. Malzemelerin Gerekli Özelliklerinin Analizi Aday Malzemelerin Seçimi Adayların Geliştirilmesi Gerekli Özelliklere En iyi Uyan Malzemenin Seçimi

3 Bir çok mühendis malzemeyi iki yanlış sebepten dolayı seçer; Bu tip uygulamalarda her zaman bu malzeme kullanılır. Yalnızca bazı özelliklerinden dolayı Malzemelerin davranışı, bileşim, yapı, çalışma koşulları ve bunların kendi aralarında etkileşimleri tarafından tanımlanmaktadır. Bütün malzemelerin iyi performans gösterdikleri ancak tatmin edici kullanılmadıkları limitleri vardır. Standart deney prosedürleri sadece aykırı durumların çalışma davranışlarını ölçerler, öyle ki malzemelerin davranışı birçok özelliğin ve çalışma koşullarının birleşik etkileşimidir.

4 Malzeme Seçimi İçin Genel Yaklaşım Mekanik Mukavemet Süneklik Stabilite İmal Edilebilirlik Elde Edilebilirlik Korozyon Mukavemeti Isı Transfer Özellikleri Spesifik Özellikler Maliyet

5 DEĞER BİÇME TESTİ Malzeme seçiminde önemli bir kriter olan ve her malzeme, her parça, her işlem aşağıda ki işlemlerden geçmelidir. Bu olmadan yapabilir miyiz? İstenilenden daha fazla özellikleri var mı? Değerinden daha pahalı mı? İşi yapmak için daha iyi bir olasılık var mı? Daha ucuz bir metodla yapılabilir mi? Standart bir malzeme kullanılabilir mi? Kullanılan miktar göz önüne alınarak, daha düşük maliyetli bir işlem metodu kullanılabilir mi? Maliyeti makul işçilik, sabit masraflar, malzeme ve kar ın toplamından daha fazla mı? Bir başkası aynı malzemeyi güvenilebilirliğine zarar vermeden daha ucuza temin edebilir mi? Eğer sizi paranız olsaydı, çok pahalı olduğu için söz konusu malzemeyi almayı alır mıydınız?

6 Örnek Bir Çalışma Bozuk Para İmalatı Yukarıda ki tüm etkenler göz önüne alındığında ABD de bozuk para imalat safhaları iyi bir örnektir Kongresinde Hamilton %90 Ag- %10 Cu bozuk para alaşımını emretmiştir. Bu gümüşün ons başına 1.29 $ olan fiyatını ons başına 1.38 $ çıkarmış ve üzerinde yazan miktar kadar değerlendirmiştir. Merkez bankası bozuk para malzemeleri hakkında bir çalışma yaparak Ag-Cu alaşımına en uygun alternatifleri tavsiye etmekle görevlendirilmişti. Para basmak için malzeme uygun fiyat dan iyi bir şekilde sağlanmalıdır, darphane tarafından kolay işlenebilir olmalıdır, para makinanın bozucu etkisine karşı mukavim olmalıdır ve son olarak kalpazanlığa karşı engel olmak için tek olmalıdır. Para basma kriterinin teknik terimlere dönüşümü, para renk olarak beyaz olmalıdır. (Halkın Görüşü), 8-12 gr/cm³ yoğunluğun olmalıdır. Elektrik iletkenliği yaklaşık 2.1 ohmcm olmalıdır ve üretimi kolay olmamalıdır. Sonuç daki karar verilmeden önce mümkün olan uzlaşma noktaları değerlendirildi. Dış tabaka (%75 Cu-%25 Ni) Kupronikel. Madeni para kesildiği zaman kenar, bakır özelliği gösterir. Aynı zamanda bakır kenar kalpazanlığı engellemek için yeterli bir özellik olabilir.

7 Hava Araçları İçin Malzeme Seçimi Bir uçak başlıca üç elemandan meydana gelir. Ana Yapı (Taşıyıcı Yüzey ve Gövde) Motor Bloğu Donatım (Sürat Saati, Otomatik Pilot, Buz Çözücü,Koltuklar) İlk uçaklar yalnızca tahtadan ve bezden yapılırlardı.bugün ise Yüksek alaşımlı metaller kullanılmaktadır.1948 den sonra Ingiltere ABD ile havacılık piyasasında bir yarışa girdi ve motor imalatında ilk sırayı aldı. Aynı yıllar SSCB de askeri hava sanayiindekendine yer buldu. Fransa ve Kanada devletleride bu yarışda kendilerine yer buldular. II. Dünya şavaşı sonrası İngiltere savaş üretimini barş üretimine dönüştürmek isteyince sivil havacılık da zorluklarla karşılaştı. En önemli sorunlar Malzemelerin Basma altında ki davranışları, Çekme altında ki davranışları, İniş Takımları ve sıcaklık mukavemeti olmuştur.

8 Uçuş esnasında uçağın dış yüzeyi çok ısınır. Bütün Aluminyum alaşımları 150 C üstünde ve Concorde un hızında mukavemet kaybederler. Sivil taşımacılık da hız böylece Mach 2 ye kadar sınırlandırılmıştır. Buda 125 C dış yüzey sıcaklığına tekabül eder. Hava araçları için tüm etkenler göz önüne alındığında en uygun malzemeler çalışmalar sonucu; Mg Alaşımları (Mg- 14 Li Al.) Aluminyum Alaşımları (2000 ve 7000 Serisi) Titanyum Alaşımları (Ti- 13 V-11 Cr-3 Al. / Ti-Al- 4V ) Kompozitler (Metal ve Polimer matrisli kompozit Malzemeler) olarak belirlenmiştir..

9 Gemiler İçin Malzeme Seçimi Maksimum yapısal yeterlilik için gemi küresel olmalıdır. Ulaşım aracı için ise silindirik şekil daha elverişlidir. Gemini ön kısmının şekli dalgaları kesebilecek şekle sahip olmalıdır. Malzeme seçiminde önemli kriterler; Ağırlık Bakım ve Onarım Yangın Riski Gemi malzemesi seçiminde en etken kriter Seçilen malzemelerin suyun korozif etkilerine karşı dayanımıdır. Ayrıca Geminin çalışma koşulları da önemli bir etkendir. Örneğin tatlı suda taşımacılık yapan bir gemi ile Okyanus da taşımacılık yapan bir geminin yada Akdeniz de taşımacılık yapan bir gemi ile Kutuplarda çalışan bir geminin aynı özelliklere sahip olması beklenemez. Suyun korozif etkileri burada ön plana çıkmaktadır.

10 ARAŞTIRMA ÇALIŞMALARINA ÖRNEK 1 ) Elektrikli Zincir Testeresi Elektrikli ahşap kesme zincir testeresi endüstriyel olarak değil, yeterli kullanım için tasarlanmıştır cm ağız uzunluğundadır. Ağız uzunluğunun iki katı kütükleri kesebilmektedir. Kesme zinciri 1.3 KW gücünde ki elektrik motoruna sahip bir vites ile kontrol edilir. Malzeme seçim kriteri ise şunlardır; Dayanıklılık (Operatörler genellikle amatördür, Oduncu vs.) Ağırlık (Operatörü yormayacak kadar hafif olmalı. Alaşımlı malzeme ihtiyacı! ) Elektrik Yalıtkanlığı Yangın Riski ve Hararet Bileşen Malzemeler (Zincir Kolu, Dişli, Devir, Mahfaza, Gövde, Fan) Kesici uçlar için yüksek sertlik en önemli etkendir. Bundan dolayı yüksek karbonlu çeliklerden üretilmektedirler.

11 Zincir dişlisi ise düşük karbonlu çelik den imal edilmiştir. Boyunun kısa ve iri formda olması toz metalurjisi yöntemini seçmek zorunluluğu getirmiştir.bunun için 600N değerinde karbon-nitrür işlemine tabi tutulmuş %0,6-0,9 C içeren çelikler kullanılmıştır. Tutucu Kol için ise, operatörden kütüğe geçen kuvveti iletmek için dayanım ve sertlik gerektirmektedir. Bu sebeple hiçbir polimerik malzeme tatmin edici olamaz ve metalik malzeme kullanılması gerekmektedir. Birçok malzeme göz önüne alınabilir ama gerçek de pahalı malzemeler seçilmemelidir. Bu durumda en iyi malzeme Aluminyum alaşımı olacaktır.

12 2 ) Bisiklet Vitesi Vitesli göbeğin küçük parçalarının imalatında, tekerlek göbeğinin 60 sene önceki keşfinden sonra bugünkü yüksek düzey otomasyon sayesinde min. Malzeme kaybı sağlanmaktadır. Gerçek de çelik çubuklardan ve kurşunlardan otomatik torna tezgahları ile üretim en uygun olanıdır. Vites deki parçaların çoğu karbürleme metodu ile yüzey sertleştirilmiştir. Son olarak da korozyon dayanımı için platinleme işleminden geçerler. İç parçalar ise fosfatlanarak koruma amaçlı yağlanırlar.

13 Malzeme Seçimi ile İlgili Acı Bir Örnek Titanik Titanik hepimizi bildiği bir deniz faciasıdır. Çağının deniz araçları için Mühendislik ve teknoloji olarak üst düzeyde kullanılan bir ilk olmuştur. Bu facianın belki de en önemli etkeni gövdenin yapımında kullanılan çeliğin alaşımıdır. Bir çok bilim adamı hala bu facia ile ilgili olarak sorumluyu Buzulun keskinliğine karşı duramayan gövde alaşımına bağlamaktadır. Gövdeyi meydana getiren çelik alaşımında bulunan Sülfür elementi çeliğin yapısında bir kırılganlık meydana getirmiştir. O yıllar sülfürün çelik yapısındaki bu davranışı bilinmemekteydi.

14 SONUÇ Edinilen tecrübelere göre verilen bir uygulama için, malzeme seçimi konusunda genellikle tereddüde düşülmektedir. Bir kalıbın, bir dişlinin yada herhangi bir makine parçasının, mümkün olabilen azami servis ömrü, tamamen malzeme seçimi ile ilgilidir. Malzeme seçiminde gözönüne alınacak genel faktörler vardır. Bunlar; Mekanik mukavemet, süneklik, stabilite imal edilebilirlik, diğer özellikler ve maliyettir. Birçok uygulama bütün bu faktörleri gerektirmez. Bazı uygulamalarda ek faktörlerinde göz önüne alınması gerekebilir. Birçok Mühendislik çalışmaları gibi malzeme seçimi de bir problem çözme işidir. Malzeme seçimi işlemine uygulanan adımlar şöyledir; Malzemelerin Genel Özelliklerinin Analizi Aday Malzemelerin Seçimi Aday Malzemelerin Geliştirilmesi Gerekli Özelliklere En iyi Uyan Malzemenin Seçilmesi

15 KATILIMINIZ İÇİN TEŞEKKÜRLER