MMT310 Malzemelerin Mekanik Davranışı Mukavemet ve deformasyon özelliklerinin belirlenmesi - Sürünme, eğme ve burma deneyleri

Ebat: px

Şu sayfadan göstermeyi başlat:

Download "MMT310 Malzemelerin Mekanik Davranışı Mukavemet ve deformasyon özelliklerinin belirlenmesi - Sürünme, eğme ve burma deneyleri"

Asli Mehmed
6 yıl önce
İzleme sayısı:

1 MMT310 Malzemelerin Mekanik Davranışı Mukavemet ve deformasyon özelliklerinin belirlenmesi - Sürünme, eğme ve burma deneyleri Yrd. Doç. Dr. Ersoy Erişir Bahar Yarıyılı

2 2. Mukavemet ve deformasyon özelliklerinin belirlenmesi 2.3. Sürünme (Sürünme kopması deneyi) Genel Uzama-zaman eğrilerine etkiler (Sürünme eğrileri) 2.4. Eğme deneyi 2.3. Torsiyon (Burma) deneyi 2 Genel Bakış

3 2. Mukavemet ve deformasyon özelliklerinin belirlenmesi 2.3. Sürünme (Sürünme kopması deneyi) Genel Uzama-zaman eğrilerine etkiler (Sürünme eğrileri) 2.4. Eğme deneyi 2.3. Torsiyon (Burma) deneyi 3 Genel Bakış

Neden yüksek sıcaklıklarda mukavemet elde etmek istiyoruz?

elde etmek (Stelth-Bomber) Makine ve cihazların ömrünün artırılması

uygulanabilirliği iyileştirme (fırınlar) Kaynakların korunması

4 Neden yüksek sıcaklıklarda mukavemet elde etmek istiyoruz? Yüksek sıcaklıkta çalışan makinelerde performans ve kapasite artışı elde etmek (Stelth-Bomber) Makine ve cihazların ömrünün artırılması (Fırın mardeneleri) Ekonomik fizibiliteyi ve teknik uygulanabilirliği iyileştirme (fırınlar) Kaynakların korunması (Ergitme prosesleri enerji yoğundur). Yüksek sıcaklığa dayanıklı çeliklerin kullanımı Brill,

5 Nikel ve nikel alaşımları kullanımı Gaz türbini 5

6 Nikel ve nikel alaşımları kullanımı Jet motoru 6

7 Sıcaklık, K Sıcaklık, C 4000 W Ergiyik Ta 3000 T m Mo Nb Hf 2000 Cr Ti Fe Ni Mn Cu Ca Al Mg Zn Pb Sn ,4.T m Elementler Ergime ve kritik sıcaklıkları Bleck,

8 % 1 akma mukavemeti, sürünme sınırı Darbe testi Çekme testi Sıcak çekme testi Sürünme testi süresi Test sıcaklığı Sıcaklığın ve sürenin mukavemete etkisi Berns,

Ergime noktası ile ortam sıcaklığının yakınlığına bağlı; Su borusu için malzeme seçimi -> Pb Korozyona dayanıklı Kolay şekillendirme ve kaynaklanabilme Ses absorbe edebilme Estetik

9 Ergime noktası ile ortam sıcaklığının yakınlığına bağlı; Su borusu için malzeme seçimi -> Pb Korozyona dayanıklı Kolay şekillendirme ve kaynaklanabilme Ses absorbe edebilme Estetik görünüm Ancak; sürünme sıcaklığı oda sıcaklığı yakınlarında ( 50 ºC). Oda sıcaklığında uygun yük altında sürünme oluşabilir. Metallerde sürünme 9

10 Sürünmenin görüldüğü uygulamalar Uçak motorları Nükleer reaktörler Sürünme ile ilgili uygulamalar

11 Brügel, Sürünme sırasında oluşan yöresel deformasyon

12 ( t) ( t) el pl K 0 K 0 el pl el pl =elastik uzama =plastik uzama Sürünme kopması eğrisinin elde edilmesi (zamana bağlı uzama değerleri) 12

13 Dehnung Uzama, [%] % konstante Kraft Sabit kuvvet A konstante Sabit Spannung gerilme B Zaman, Zeit [h] saat Sürünme deneyinde elde edilen teknik (A) ve fiziksel (B) eğriler 13

14 Kalıcı uzama, Bleibende Dehnung B tr i Geçiş Stationärer Kriechbereich Kararlı (ikincil) sürünme bölgesi s Kopma Bruch Hızlı Übergangs- (birincil) kriechen sürünmesi tertiärer (üçüncül) Kriech- sürünme bereich bölgesi i = 0 = el + pl tr = f(t) = 0 +. ln(1+. t) B : Kopma Dehnung uzaması bei Bruch t B : Kopmanın Zeit bis zum oluştuğu Bruch süre s : stationäre Kararlı sürünme Kriech-hızgeschwindigkeit 0 Yükleme Belastungsdauer süresi, t t B Sürünme kopması deneyi ile elde edilen sürünme eğrisi, çok yüksek sıcaklıkta (T s civarında) 14

15 log Gerilme Dehnung log Uzma hızı Uzama B1 a tr g 3 2 Zaman Zeit t Spannung Gerilme 1 < 2 < t B1 lg Spannung t B t ( g ) lg Dehnrate b log Zaman lg Zeit t d log lg Dehnung Uzama c Bt 0,2t Sürünme kopması deney sonuçlarının değerlendirilmesi 15

16 Andrade- Kriechen sürünmesi / G logarithmisches Logaritmik sürünme Kriechen anelastisches Anelastik sürünme Kriechen Herring- Nabarro- Kriechen sürünmesi T/T S Sürünme tipleri 16

17 bleibende Kalıcı uzama Dehnung pl [%] Zugbeanspruchung Çekme gerilmesi [MPa] %-Dehngrenze akma sınırı 0,2%-Dehngrenze akma sınırı Zeitstandschaubild Sürünme diyagramı Zeitdehnlinien Zaman uzama eğrileri Prüfbean- Test 400 spruchung gerilmesi : 26(54) 20(42) 14(24) 10(17) Zeitbruchlinie Kopma süresi eğrisi 5(5) 2,5(2) Zeitstandbruchdehnung Sürünme uzaması MPa Zaman, 10 5 saat Zeit [h] Zeit Zaman, [d] gün Sürünme diyagramının oluşturulması 17

18 Dehnung [-] Uzama, birimi yok = 40,5 MPa T = 700 o C Nickel Nikel 0,25% % titanyum Titan % 1% 1 titanyum Titan % 2% 2 titanyum Titan Zeit Zaman, saat [h] Katı ergiyik sertleşmesinin sürünme eğrilerine etkisi (Nikelin titanyum alaşımlanması) 18

19 Dehnung [-] Uzama, birimi yok Kobalt T = 500 o C = 84 MPa 0.1 Kobalt + 1% Cr 2 O 3 Kobalt + % 1 Cr 2 O Zaman, Zeit [h] saat Çökelti sertleşmesinin sürünme eğrilerine etkisi 19

20 Dehnung [-] Uzama, birimi yok Korndurchmesser: Tane çapı: 0,009 mm T = 704 o C = 67 MPa 0,082 mm Zeit [h] Zaman, saat Tane inceltmenin sürünme eğrilerine etkisi 20

21 2. Mukavemet ve deformasyon özelliklerinin belirlenmesi 2.3. Sürünme (Sürünme kopması deneyi) Genel Uzama-zaman eğrilerine etkiler (Sürünme eğrileri) 2.4. Eğme deneyi 2.3. Torsiyon (Burma) deneyi 21 Genel Bakış

22 Plastik deformasyon Plastik deformasyon b M b b Y W b M I Simetrik olarak eğilmiş bir parçada gerilme dağılımı 22

23 Basma Nötr eksen Eğme momenti Çekme Kesme kuvveti Üç nokta eğme testi (Eğme momenti ve kesme kuvveti eğrileri) 23

24 Basma Eğme momenti Nötr eksen Kesme kuvveti Çekme Dört nokta eğme testi (Eğme momenti ve kesme kuvveti eğrileri) 24

25 Basma (d) toplam Nötr eksen toplam Çekme (z) Elastik alanın üzerinde eğme uygulanan bir eğme çubuğunda gerilme ve gerinme dağılımı 25

26 Basma gerilmesi Çekme gerilmesi Daralma Uzama Numunenin kırılması Çekme-Basma deneyleri: Gri dökme demirde simetrik olmayan gerilme-gerinme eğrisi 26

27 Nötr eksen Eğme uygulanan bir gri dökme demir çubukta kırılmadan hemen önce kesitteki eğme gerilmeleri dağılımı 27

28 Eğme momenti Eğme mukavemeti ( b,b ), % 0,2 uzamada eğme gerilmesi ( b,0,2 ), eğme akma sınırı ( b,el ) ve kırılmadaki sehim f kırılma f kırılma Sehim 28 Eğme momenti-sehim eğrisi

29 2. Mukavemet ve deformasyon özelliklerinin belirlenmesi 2.3. Sürünme (Sürünme kopması deneyi) Genel Uzama-zaman eğrilerine etkiler (Sürünme eğrileri) 2.4. Eğme deneyi 2.3. Torsiyon (Burma) deneyi 29 Genel Bakış

30 M t F d İki eksenli Torsiyon (Burma) Bir çubukta torsiyon gerilmesinde oluşan gerilmeler 30

31 Kayma gerilmesi ( R ) Kayma ( ) 31 Kayma gerilmesi-kayma eğrisi

32 Torsiyon için eşdeğer gerilme Akma kriteri Varsayımsal (Hipotektik) torsiyon akma sınırı Normal gerilme varsayımı v max v s s s Kayma gerilmesi varsayımı v max min 2 v 2 s s 0, 5 s Şekil değişimi varsayımı 1 v , 58 v s s s Farklı akma kriterleri ile belirlenen varsayımsal torsiyon akma sınırları 32

33 Torsiyon akma sınırı F Normal gerilme varsayımı Şekil değişimi varsayımı Kayma gerilmesi varsayımı Deneysel değerler Akma sınırı R e Gerçek gerilme-gerinme diyagramlarına etkiyen önemli parametreler 33

Benzer belgeler

MMT209 Çeliklerde Malzeme Bilimi ve Son Gelişmeler 11 Yüksek sıcaklığa dayanıklı çelikler. Yrd. Doç. Dr. Ersoy Erişir Güz Yarıyılı

MMT209 Çeliklerde Malzeme Bilimi ve Son Gelişmeler 11 Yüksek sıcaklığa dayanıklı çelikler Yrd. Doç. Dr. Ersoy Erişir 2011-2012 Güz Yarıyılı Sıcaklık, K Sıcaklık, C 4000 W Ergiyik Ta 3000 T m Mo Nb Hf 2000