Malzeme Bilgisi ve Gemi Yapı Malzemeleri

Ebat: px

Şu sayfadan göstermeyi başlat:

Download "Malzeme Bilgisi ve Gemi Yapı Malzemeleri"

Onur Dinçer
8 yıl önce
İzleme sayısı:

1 Malzeme Bilgisi ve Gemi Yapı Malzemeleri Grup 1 Pazartesi Dersin Öğretim Üyesi: Y.Doç.Dr. Ergün Keleşoğlu Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Bölümü Davutpaşa Kampüsü Kimya Metalurji Fakültesi Binası Büro: KMA 316 Tel: (212) ergunk@yildiz.edu.tr

Ergün Keleşoğlu Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Bölümü Davutpaşa

2 Amaçve Çıktılar Dersin Amacı: Gemi inşaat mühendisi öğrencilerine meslek hayatlarında karşılaşacakları malzeme türleri hakkında bilgiler öğretmek. Dersin çıktıları(dersin sonunda kazanılacak beceriler): Öğrenci malzemeleri tanır, belirli uygulamalar için beklenen özellikleri tespit edip buna uygun malzemeyi belirleyebilir. Malzemeyle ilgili temel kavramları bilir ve bunları tespit için uygulanacak testleri yapabilir.

Dersin çıktıları(dersin sonunda kazanılacak beceriler): Öğrenci malzemeleri tanır, belirli uygulamalar

3 Dersin İşlenişi Ders sözel olarak işlenir. Ön koşul Dersi: Yoktur. Dersi tamamlayan dersler: Endüstriyel Malzemeler (2.Dönem), Mukavemet, İmal Usulleri vb. İki yıl içi sınavı(%60) ve bir final (%40) sınavıyapılır. İsteyen öğrencilere ödev verilerek yıl içi notuna eklenir. Ders için Kaynaklar: Malzeme Bilgisi Kaşif Onaran, Birsen Yayınevi. Diğer malzeme kitapları da kaynak olarak yararlanılabilir.

İki yıl içi sınavı(%60) ve bir final (%40) sınavıyapılır.

4 Ana Başlıklar ve BaşarıÖlçütü Malzeme Türleri(metaller, seramikler, plastikler, yarı iletkenler) Malzeme Özellikleri(mekanik, ısıl, elektriksel, optik vb) Malzemelerde farklıölçeklerde yapılar (atomik yapı, mikroskobik yapı, makroskobik yapı vb) Malzemelerin işlenmesi, yapıları, özellikleri ve performansları arasındaki ilişkinin anlaşılması Dersin temel başarıkriteri ana kavramların öğrenilmesi, malzeme kavramlarının bilinmesi ve malzeme bilimi terminolojisinin tanınarak malzeme konusunda mühendislik diyaloglara girilebilmesi.

işlenmesi, yapıları, özellikleri ve performansları arasındaki ilişkinin anlaşılması Dersin temel başarıkriteri ana kavramların

5 Ana Konu Başlıkları 1. Mekanik Özellikler (3 Hafta) Gerilme, çekme dayancı, akma sınırı, esneklik katsayısı, kopma uzaması, sertlik, gevreklik, süneklik, tokluk, darbe geçişsıcaklığı, yorulma, sürünme... Bu kavramlarıbelirlemek için kullanılan test yöntemleri: Çekme ve basma testi, sertlik testleri, çentik darbe testi, eğme testi, yorulma testi, sürünme testi...

kopma uzaması, sertlik, gevreklik, süneklik, tokluk, darbe geçişsıcaklığı, yorulma,

6 Ana Konu Başlıkları 2. Farklı ölçeklerde malzeme yapıları(2 Hafta) Atom altıölçek: Atom yapısı, Elektron konfigürasyonu... Atomik ölçek: Amorf ve kristal yapılar, birim kafes, kafes türleri, kafes hataları... Mikro ölçek (mikroyapı): Tane sınırları, çok taneli yapılar, tane büyüklüğü vb... Makro ölçek

7 Ana Konu Başlıkları 3. Alaşımlar (4 Hafta) Bileşen ve faz kavramları... Katı çözeltiler Faz diyagramları Saf maddelerin faz diyagramları Katı halde her oranda çözünür sistemler Cu-Ni sistemi Katı halde hiç çözünmeyen sistemler Katıhalde kısmen çözünen sistemler Ötektik bileşimler ve özellikleri İntermetalik fazlar ve özellikleri Fe-Fe3C faz diyagramı Fe-Grafit faz diyagramı

çözünür sistemler Cu-Ni sistemi Katı halde hiç çözünmeyen sistemler Katıhalde kısmen çözünen

8 Ana Konu Başlıkları 4. Korozyon ve Korozyondan korunma (2 Hafta) Korozyon hücresi elemanları Korozyon hücresi oluşum gerekçeleri (galvanik seri, anodik ve katodik reaksiyonlar) Korozyon türleri Korozyonun önlenmesi Geçici tedbirler Malzemede alınan tedbirler (Paslanmaz çelikler) Yüzey kaplamaları(organik ve anorganik kaplamalar) Katodik koruma Ortamda alınan tedbirler

oluşum gerekçeleri (galvanik seri, anodik ve katodik reaksiyonlar) Korozyon türleri

9 Gerilme: Birim alana etki eden kuvvet F/A0 Egerilme Türleri: Çeki, bası, kesme (kayma), burulma, eğilme Gerinim (Uzama): Birim boydaki uzama L/L0 Elastik şekil değiştirme: Malzeme üzerindeki kuvvet kaldırıldığında oluşan şekil değiştime geri kalkar, malzeme eski boyuna döner. Plastik şekil değiştirme: Malzeme üzerindeki gerilme bir eşik değerini aştığında malzemede kalıcışekildeğişikliği meydana gelir. Kuvvet kaldırıldığında şekil değişikliğinin elastik bileşeni geri döner ama plastik bileşen malzemede kalır. Malzemede plastik şekil değişikliği oluşmasıiçin gerekli eşik gerilme değeri Akma Gerilmesi olarak bilinir. Çekme Dayancı: Bir malzemenin taşıyabileceği en yüksek gerilme değerine çekme dayancı denir. Çekme Deneyi

Plastik şekil değiştirme: Malzeme üzerindeki gerilme bir eşik değerini aştığında malzemede kalıcışekildeğişikliği meydana gelir.

10 Kopma Uzamasının Ölçülmesi Kopma malzeme üzerine çizilen Lo aralığının ortasından değilde kenarından olursa kopma boyunun ölçülmesi yukarıdaki gibi yapılır.

11 Tokluk (Plastik Deformasyonla yutulan enerji) Elastik şekil değiştirme için verilen enerji kuvvet kaldırıldığında malzeme tarafından sisteme geri verilir. Buna karşılık plastik şekil değiştime için verilen enerji kuvvet kaldırılsa bile malzeme içinde kalır. Malzeme tarafından yutulan bu enerji miktarının çoğu zaman yüksek olmasıistenir. Böylece hasar oluşmadan evvel malzeme sistemdeki enerjiyi yutup azaltarak sistemdeki diğer bileşenlerde oluşacak hasarı azaltır. (Örnek: Zırhtan geçen merminin enerjisini yitirmesi)

Buna karşılık plastik şekil değiştime için verilen enerji kuvvet kaldırılsa bile malzeme içinde kalır.

12 Hasar Şekilleri Tam SünekKısmen Sünek Gevrek

13 BazıMetallerin Mekanik Özellikleri

14 Darbeli Yüklemeler Çekme deneyinde bahsedilen mekanik özellikler statik yüklemeler içindir. Ve malzem üzerine yüklerin yavaşça uygulandığı durumlarda kullanılır. Malzemeler (Özellikle metaller) hızlı yüklemelerde (darbe) statik durumdakinden daha farklıözellikler gösterirler.

Ve malzem üzerine yüklerin yavaşça uygulandığı durumlarda kullanılır.

15 Malzemeleri Gevrek Davranmaya Yönelten Koşullar Üçeksenli gerilme hali (Keskin köşeler, karmaşık yüklemeler) Darbeli yüklemeler (Ani yük uygulamaları) Soğuk ortamda çalışma (ortam sıcaklığından daha soğuk koşullar negatif sıcaklıklar!)

yüklemeler (Ani yük uygulamaları) Soğuk ortamda çalışma

16 Soğuk Ortamın Etkisi Liberty Gemisinin Soğukta Hasarı

17 Çentik Darbe Direnci Malzemelerin olabilen en gevrek hallerinde kırılma enerjilerini bulmak amacıyla yapılır. (Üçeksenli gerilme+darbe+soğuk) Deneyde Bu koşullar nasıl sağlanır: 1. Çentikli numune (Üç eksenli gerilme) 2. Düşen çekiç(darbeli Yükleme) 3. Soğutulmuşnumune (Soğuk) Darbenin vurulma şekline göre iki türü vardır: Charpy (Avrupa), Izod (ABD) Izod Charpy Enerji ~ h - h

Çentikli numune (Üç eksenli gerilme) 2. Düşen çekiç(darbeli Yükleme) 3.

18 Dinamik Yükleme

21 Sertlik Sertlik: Malzemelerin yüzeylerine bastırılan bir cisme karşı gösterdikleri dirençtir. Sertlik birinci dereceden aşınma direncinin bir göstergesidir. Ancak mekanik özellikleri pratik olarak belirlemek için de çok sık kullanılan bir yöntemdir. Sertlik Akma sınırı(çekme dayancı)

22 BaskıElemanları Sertlik ölçümünde kullanılan baskıelemanlarıve bunların malzemelerine göre sertlik yöntemleri değişir. Metallerin sertliğinin belirlenmesinde dört teknik en yaygın olarak kullanılmaktadır. Brinell Sertlik Yöntemi (Avrupa) Vickers Sertlik Yöntemi (Avrupa) Rockwell Sertlik Yöntemleri (ABD) Rockwell B Sertlik Yöntemi Rockwell C Sertlik Yöntemi

23 Brinell Sertlik Yöntemi Sertlik değeri H B = π 2F D D - D 2 - d 2

24 Vickers Sertlik Yöntemi F HV = = 2 d 2.cos 22 F.1,8544 d 2

25 Knoop Sertliği Berkowich Sertliği HK = A F Đzdüşüm = L 2 ctg 2 F α 2 tg β 2 = F.14,23 L 2 F 4 F H B = = = 2 A a 3 2,3094 a 2 F

26 Rockwell B Sertlik Yöntemi

27 Rockwell C Sertlik Yöntemi

28 Sertlik Çekme Dayancı Sertlik değerleri birbirlerine dönüştürülebilir. Ancak bu değerlendirme kesin olmayabilir. Sertlik değerine göre malzemelerin çekme dayanç değeri tahmin edilebilir. Çekme deneyini yapmaya göre daha partiktir. Malzemedeki tahribat küçüktür. Hatta tahribat ihmal edilebilecek boyuttadır.

29 Sürünme

Benzer belgeler

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.