BMM 205 Malzeme Biliminin Temelleri

Benzer belgeler
BMM 205 Malzeme Biliminin Temelleri

Malzemelerin Deformasyonu

FZM 220. Malzeme Bilimine Giriş

Dislokasyon hareketi sonucu oluşan plastik deformasyon süreci kayma olarak adlandırılır.

BMM 205 Malzeme Biliminin Temelleri

PLASTİK ŞEKİL VERMEDE METALURJİK ESASLAR

KRİSTALLERİN PLASTİK DEFORMASYONU

MALZEME BİLİMİ (DERS NOTLARI)

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

BÖLÜM 2. Kristal Yapılar ve Kusurlar

Bölüm 4: Kusurlar. Kusurlar. Kusurlar. Kusurlar

PLASTİK ŞEKİLLENDİRME YÖNTEMLERİ

ATOMSAL YAPI TÜRLERİ Metalik malzemelerin çoğu küçük kristal kümeciklerinden oluştuğundan polikristal adını alırlar. Bu kristal kümeciklerinin

Paslanmaz Çelik Gövde. Yalıtım Sargısı. Katalizör Yüzey Tabakası. Egzoz Emisyonları: Su Karbondioksit Azot

MMT407 Plastik Şekillendirme Yöntemleri

Bölüm 4: Kusurlar. Kusurlar

TEKİL VE ÇOĞUL KRİSTALLERİN PLASTİK DEFORMASYONU

MALZEME BİLGİSİ. Katı Eriyikler

METALİK MALZEMELERİN GENEL KARAKTERİSTİKLERİ BAHAR 2010

TOKLUK VE KIRILMA. Doç.Dr.Salim ŞAHĠN

MMT310 Malzemelerin Mekanik Davranışı 1 Deformasyon ve kırılma mekanizmalarına giriş

Bölüm 4: Katılarda Kusurlar

BMM 205 Malzeme Biliminin Temelleri

BMM 205 Malzeme Biliminin Temelleri

DOKUZ EYLÜL ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ DEKANLIĞI DERS/MODÜL/BLOK TANITIM FORMU. Dersin Türkçe Adı: MALZEMELERİN MEKANİK DAVRANIŞI

Elastisite Teorisi Hooke Yasası Normal Gerilme-Şekil değiştirme

FRACTURE ÜZERİNE. 1. Giriş

KATILARIN ATOMIK DÜZENI Kristal Düzlemleri, Dogrulari ve Yönleri

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

1.GİRİŞ Metal Şekillendirme İşlemlerindeki Değişkenler, Sınıflandırmalar ve Tanımlamalar

BMM 205 Malzeme Biliminin Temelleri

Kristalleşme ve Kusurlar

MMT407 Plastik Şekillendirme Yöntemleri

Katıların Atomik Düzeni, Kafes Hataları & Atom Harketliliği

Bölüm 3 - Kristal Yapılar

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

KIRILMA MEKANİĞİ Prof.Dr. İrfan AY MALZEME KUSURLARI

Yeniden Kristalleşme

ELASTİK PLASTİK. İstanbul Üniversitesi

CALLİSTER - SERAMİKLER

MalzemelerinMekanik Özellikleri II

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

FZM 220. Malzeme Bilimine Giriş

FZM 220. Malzeme Bilimine Giriş

Bir kristal malzemede uzun-aralıkta düzen mevcu4ur.

KATILARIN ATOMİK DÜZENİ KRİSTAL YAPILAR

Kristallografik düzlemler;

Malzeme Bilimi I Metalurji ve Malzeme Mühendisliği

FZM 220. Malzeme Bilimine Giriş

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

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

BÖLÜM 3. Katı malzemeler yapılarındaki atom ve iyonların birbirlerine göre düzenlerine bağlı olarak sınıflandırılırlar.

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

KATILARDA KRİSTAL YAPI. Hekzagonal a b c 90 o, 120. Tetragonal a b c 90 o. Rombohedral (Trigonal) Ortorombik a b c 90 o. Monoklinik a b c 90 o

BMM 205 Malzeme Biliminin Temelleri

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

KRİSTAL KAFES HATALARI

MALZEME BİLGİSİ DERS 6 DR. FATİH AY.

Malzeme Bilgisi Prof. Dr. Akgün ALSARAN. Kristalleşme ve kusurlar Kristal Yapılar

JFM 301 SİSMOLOJİ ELASTİSİTE TEORİSİ Elastisite teorisi yer içinde dalga yayılımını incelerken çok yararlı olmuştur.

MMU 420 FINAL PROJESİ. 2015/2016 Bahar Dönemi. Bir Yarı eliptik yüzey çatlağının Ansys Workbench ortamında modellenmesi

BMM 205 Malzeme Biliminin Temelleri

KRİSTAL KUSURLARI BÖLÜM 3. Bağlar + Kristal yapısı + Kusurlar. Özellikler. Kusurlar malzeme özelliğini önemli ölçüde etkiler.

ANİZOTROPİ. Schmid s Tek kristle uygulandığında:

BMM 205 Malzeme Biliminin Temelleri

Elastisite Teorisi. Elçin GÖK. 5. Hafta. Stress-Strain. Gerilme Deformasyon Gerilme Gerinim Gerilme Yamulma. olarak yorumlanır.

KRİSTAL KAFES SİSTEMLERİ

BASMA DENEYİ MALZEME MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ. 1. Basma Deneyinin Amacı

MMT310 Malzemelerin Mekanik Davranışı 3 Tokluk özelliklerinin belirlenmesi Kırılma Mekaniği

(A) Çekme. (B) Basınç. (C) Dengesiz İki eksenli çekme. (D) Dengeli İki eksenli çekme. (E) Hidrostatik Basınç. (F) Kayma Gerilmesi.

İNŞAAT MÜHENDİSLİĞİNE GİRİŞ

Kompozit Malzemeler ve Mekaniği. Yrd.Doç.Dr. Akın Ataş

MMU 402 FINAL PROJESİ. 2014/2015 Bahar Dönemi

Doç.Dr.Salim ŞAHİN SÜRÜNME

11/6/2014 İNŞAAT MÜHENDİSLİĞİNE GİRİŞ. MEKANİK ve MUKAVEMET BİLGİSİ MEKANİK VE MUKAVEMET BİLGİSİ

MMU 420 FINAL PROJESİ

Bölüm 7: Dislokasyonlar & Dayanım Arttırıcı Mekanizmalar

MUKAVEMET ARTIRICI İŞLEMLER

Malzeme Bilgisi ve Gemi Yapı Malzemeleri

MALZEME BİLGİSİ. Kristal Yapılar ve Kristal Geometrisi

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

Boya eklenmesi Kısmen karışma Homojenleşme

MALZEME BİLGİSİ DERS 4 DR. FATİH AY.

GÜZ YARIYILI MALZEME I

BURULMA DENEYİ 2. TANIMLAMALAR:

Mühendislik Mimarlık Fakültesi Makine Mühendisliği Bölümü

Magnetic Materials. 11. Ders: Manyetik Anizotropi. Numan Akdoğan.

DOKUZ EYLÜL ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ MÜDÜRLÜĞÜ DERS/MODÜL/BLOK TANITIM FORMU. Dersin Kodu: MME 5004

1. Düzensiz yapı : Atom veya moleküllerin rastgele dizilmesi. Argon gibi asal gazlarda görülür.

Katılar. MÜHENDİSLİK KİMYASI DERS NOTLARI Yrd. Doç. Dr. Atilla EVCİN. Yrd. Doç. Dr. Atilla EVCİN Afyonkarahisar Kocatepe Üniversitesi 2006

İNŞAAT MALZEME BİLGİSİ

BMM 205 Malzeme Biliminin Temelleri

MALZEME BİLİMİ (DERS NOTLARI)

KATIHAL FİZİĞİ DERS 2. Tipik Kristal Yapılar Kuasi-kristaller Doluluk Oranı

TEKNOLOJİNİN BİLİMSEL İLKELERİ. Öğr. Gör. Adem ÇALIŞKAN

MALZEME BİLİMİ VE MÜHENDİSLİĞİ. Bölüm 4 Atomik ve İyonik Dizilmeler Düzenlerde Hatalar

FZM 220. Malzeme Bilimine Giriş

bir atomun/iyonun bulunduğu kafes içindeki en yakın komşu atomlarının/iyonlarının sayısıdır.

Kayma Doğrultusu. Kayma Sistemi Sayısı YMK Cu, Al, Ni, Ag, Au (1 1 1) 12 Fe, W, Mo (1 1 0) HMK Fe, W (2 1 1) Fe, K (3 2 1)

İntermetalik bileşikler

Transkript:

BMM 05 Malzeme Biliminin Temelleri Dislokasyonlar ve Güçlendirme Mekanizmaları Bölüm - 1 Dr. Ersin Emre Ören Biyomedikal Mühendisliği Bölümü Malzeme Bilimi ve Nanoteknoloji Mühendisliği Bölümü TOBB Ekonomi ve Teknoloji Üniversitesi Ankara - TÜRKİYE eeoren@etu.edu.tr http://eeoren.etu.edu.tr

DİSLOKASYONLAR Plastik (Yoğruk) Deformasyon: Plastik deformasyon büyük miktarda dislokasyonun harekete geçmesi ile oluşur. Plastik deformasyonu anlamak için dislokasyonları ve dislokasyon hareketlerini anlamalıyız. Plastik deformasyonu önlemek yani malzemenin akma dayanımını (yield strength) arttırmak için malzeme içerisindeki dislokasyon hareketlerini zorlaştıracak mekanizmalar bulmalıyız. Kayma (slip): Malzemelerde dislokasyon hareketleri ile oluşan plastik deformasyona kayma denir. Kayma malzemelerdeki kristal düzlem ve yönlere bağlıdır. Tek kristalli çinkoda kayma kuşakları.

DİSLOKASYONLAR Dislokasyon (Aykırı yerleşim): çizgi veya 1 boyutlu kusur olarak adlandırılır ve çevresindeki atomların yanlış yerleşmesi / yerdeğiştirmesi sonucu oluşur. Bu kusurlar genellikle kristallerin büyümesi sırasında veya mekanik deformasyon nedeni ile olur. Dislokasyon yoğunluğu: Si, Ge gibi kristallerde: 10 6-10 7 tane/cm iken bazı kristallerde 10 16 tane/cm gibi değerlere çıkabilir... Kenar Dislokasyonu (Edge dislocation) Burgu Dislokasyonu (Screw dislocation) Karışık dislokasyon (Mixed dislocation)

DİSLOKASYONLAR Dislokasyonlar Kenar Dislokasyonu (Edge dislocation): kristal içerisinde fazladan bir yarım atom düzlemi varsa bu tip dislokasyonlara kenar dislokasyonu denir.

DİSLOKASYONLAR Dislokasyonlar Burgu dislokasyonu (Screw dislocation): kristalin alt ve üst katmanlarına uygulanan kayma gerilmesi (shear stress) sonucu kristalin üst ön bölümü alt ön bölümüne göre bir atom uzaklığı kayarsa oluşur. Kayma vektörü (Burgers vector): bir dislokasyonun her adımda ilerlediği yönü ve mesafeyi belirtir.

DİSLOKASYONLAR Dislokasyonlar Karışık dislokasyon (Mixed dislocation): kristal malzemeler içerisindeki dislokasyanları çoğunluğu ne tek kenar ne de tek burgu dislokasyonudur. Daha çok her iki tip dislokasyonun da özelliklerini belirli bölgelerde gösterirler. Kayma vektörü (Burgers vector): bir dislokasyonun her adımda ilerlediği yönü ve mesafeyi belirtir.

DİSLOKASYONLAR Dislokasyonlar Kayma vektörü (Burgers vector): bir dislokasyonun her adımda ilerlediği yönü ve mesafeyi belirtir. Kayma vektörü nü bulmak için atomdan atoma her yönde eşit miktar giderek kapalı bir devre kurmaya çalışılır. Devrenin kapanması için gereken vektör kayma vektörüdür. b b b dislokasyon hattına diktir. b dislokasyon hattına paraleldir.

DİSLOKASYONLAR Dislokasyonlar Kenar dislokasyonlarında dislokasyon hattı, uygulanan kayma gerilimi (shear stress) yönünde hareket eder. Burgu dislokasyonlarında dislokasyon hattı, uygulanan kayma gerilimine (shear stress) dik yönde hareket eder.

DİSLOKASYONLAR Dislokasyonlar Plastik deformasyon sırasında deformasyon enerjisinin bir kısmı (%5) malzeme içerisinde kalır geri kalan enerji ise ısı olarak yayılır. Malzeme içerisinde kalan bu enerjinin büyük bir kısmı dislokasyonlar çevresinde gerinim alanları (strain fields) olarak depolanır.

KAYMA SİSTEMLERİ Kayma Sistemleri: Dislokasyonların malzeme içerisindeki hareketleri kristal yapılara bağlıdır. Bazı düzlemlerde diğerlerine göre daha kolay hareket ederler. Bu düzlemlere kayma düzlemi (slip plane) denir. Aynı şekilde kayma düzlemi içerisinde de bazı yönler diğerlerine göre tercih sebebidir ve bu yönlere de kayma yönü (slip direction) denir. Kayma Sistemleri: kayma düzlemi (slip plane) + kayma yönü (slip direction) Kayma Sistemlerinde dislokasyon hareketleri sırasında oluşan atomik gerinimler (distortion) en küçük değerlerini alır. Kristal yapılarda kayma düzlemi en yoğun şekilde paketlenmiş yani düzlemsel atom yoğunluğu en yüksek olan düzlemdir. Aynı şekilde kayma yönü kayma düzlemi üzerindeki en yoğun çizgisel atom yoğunluğuna sahip olan yöndür.

KAYMA SİSTEMLERİ Kayma Sistemleri: Yüzey Merkezli Kübik (YMK - FCC): {111} düzlemleri <110> yönleri z Bağımsız Kayma Sitemleri Sayısı (111) (111) y (111) (111) (1 11) (111) 4 x 3 = 1 x (111) (111)

KAYMA SİSTEMLERİ Sünek Kırılgan Kayma Sistemleri: Birden fazla kayma düzlemine sahip BCC ve HCP kristal yapıdaki metallerde bazı kayma sitemleri sadece yüksek sıcaklıklarda aktif hale geçerler.

KAYMA SİSTEMLERİ Kayma Sistemleri: Kayma vektörü (Burgers vector): bir dislokasyonun her adımda ilerlediği yönü ve mesafeyi belirtir. a a a bfcc 110 bbcc 111 bhcp 110

KAYMA SİSTEMLERİ Dislokasyon Enerjisi: bir dislokasyonun birim uzunluğunu çevresinde depolanan elastik enerji. r elastik uzama Shear strain= üzerinde uzamanın olduğu uzaklık b r elastik gerinim enerjisi 1 1 gerilim gerinim= gerinim birim hacim G elastik gerinim enerjisi 1 b G birim hacim r elastik gerinim enerjisi 1 b G birim dislokasyon uzunluğu r r dr R r r 1 0 da r dr r da da r rdr dr r da rdr r 1 1 b G r r 0 r dr Gb r ln 1 4 r0 Gb

KAYMA SİSTEMLERİ Kayma vektörü (Burgers vector): Gb Soru: Hangisi daha olasıdır: b uzunluğunda bir burgers vektörü mü tane b uzunluğunda burgers vektörümü b G b 4Gb b Gb Soru: Hacim merkezli kübik yapıda a<110> üzerindeki bir burgers vektörünün enerji açısından kararsız olduğunu ve tane a/<111> vektörüne dönüşeceğini gösteriniz. a a a110 111 11 1 a a 1 1 0 1 1 1 1 1 1 a 4 4 a 3 a

KAYMA SİSTEMLERİ Kesme Gerilmesi (Resolved Shear Stress): Uygulanan gerilimin yanında sistem içerisindeki kayma sitemlerinin (kayma düzlemi ve kayma yönü) orientasyonuna bağlıdır. F R F A F Fcos A R R A cos FR F R cos cos A A R cos cos A R max R R (max) cos cos Kritik Kesme Gerilmesi (Critical Resolved Shear Stress) crss Kritik Kesme Gerilmesi (Critical Resolved Shear Stress) sistemde kayma olması için gereken en küçük kesme gerilmesidir. Bir malzeme özelliği olup akma dayanımını belirler. y crss cos cos cos cos max crss max

KAYMA SİSTEMLERİ Kesme Gerilmesi (Resolved Shear Stress) y crss cos cos cos cos max crss max 90 0 0 90 45 45 coscos max değeri = λ = 45 o de olur. y crss

Önümüzdeki Ders Saatinde Ders Kitabımızın 7. Bölümündeki DİSLOKASYONLAR VE GÜÇLENDİRME MEKANİZMALARI adlı konuya devam edeceğiz!