İÇİNDEKİLER BÖLÜM 1 Malzeme Seçiminin Temelleri... 1 1.1 Giriş... 2 1.2 Malzeme seçiminin önemi... 2 1.3 Malzemelerin sınıflandırılması... 3 1.4 Malzeme seçimi adımları... 5 1.5 Malzeme seçiminde dikkate alınan faktörler... 7 1.5.1 Mukavemet... 8 1.5.2 Süneklik... 8 1.5.3 Tasarım... 9 1.5.4 Kararlılık (süreklilik)... 10 1.5.5 Elde edilebilirlik... 10 1.5.6 İmalata uygunluk (üretilebilirlik)... 11 1.5.7 Korozyon direnci... 11 1.5.8 Maliyet... 12 1.6 Malzeme seçimindeki sorumluluk... 14 1.7 Madeni paraların imalatı... 14 1.8 Referanslar... 17 1.9 Çalışma soruları... 18 BÖLÜM 2 Mekanik ve Fiziksel Özellikler Açısından Malzeme Seçimi... 19 2.1 Mukavemet... 21 2.1.1 Metallerin mukavemeti... 21 2.1.2 Mukavemet derecesi... 24 2.1.3 Düşük mukavemetli malzemeler... 25 2.1.4 Orta mukavemetli malzemeler... 29 2.1.5 Yüksek mukavemetli malzemeler... 31
2.1.6 Ultra yüksek mukavemetli malzemeler... 33 2.1.7 Termolastiklerin mukavemeti... 35 2.1.8 Lif takviyeli kompozitlerin mukavemeti... 39 2.1.9 Statik mukavemet için malzeme seçimi kriteri... 42 2.1.10 Çalışma soruları... 45 2.2 Tokluk... 46 2.2.1 Tokluğun anlamı... 47 2.2.2 Tokluğun ölçülmesi... 50 2.2.3 Kırılma mekaniği... 53 2.2.4 Genel kırılma akma mekaniği... 59 2.2.5 Tokluk için malzeme seçimi... 60 2.2.6 Çalışma soruları... 66 2.3 Yorulma... 68 2.3.1 Malzemelerde yorulma mikro mekanizmaları... 68 2.3.2 Yorulma dayanımının değerlendirilmesi... 71 2.3.3 Metallerin yorulmasına etki eden faktörler... 75 2.3.4 Ametallerin yorulması... 78 2.3.5 Yorulma direnci için malzeme seçimi... 84 2.3.6 Çalışma soruları... 85 2.4 Sürünme... 86 2.4.1 Sürünmenin değerlendirilmesi... 86 2.4.2 Sürünme dayanımlı alaşımların elde edilmesi... 96 2.4.3 Mühendislik malzemelerinin çalışma sıcaklıkları... 101 2.4.4 Sürünme dayanımı için malzeme seçimi... 106 2.4.5 Deformasyon mekanizması diyagramları... 107 2.4.6 Çalışma soruları... 112 2.5 Korozyon... 113 2.5.1 Atmosferik korozyona karşı direnç için malzeme seçimi... 122 2.5.2 Yüksek sıcaklık oksidasyonuna karşı dirençli malzeme seçimi... 123 2.5.3 Topraktaki korozyona karşı malzeme seçimi... 123 2.5.4 Suyun korozyonuna karşı malzeme seçimi... 126 2.5.5 Kimya fabrikası için malzeme seçimi... 129 2.5.6 Polimerik malzemelerin korozyon hasarı... 132 2.5.7 Çalışma soruları... 133 2.6 Aşınma... 134 2.6.1 Aşınma mekanizması... 134 2.6.2 Çevrenin aşınmaya etkisi... 135
2.6.3 Aşınmayı azaltmak için yüzey işlemi... 136 2.6.4 Erozyonlu aşınma... 138 2.6.5 Erozif aşınma direnci için malzeme seçimi... 140 2.6.6 Referanslar... 140 2.6.7 Çalışma soruları... 142 BÖLÜM 3 Malzeme Seçimi Diyagramları... 143 3.1 Giriş... 144 3.2 Malzeme özelliklerini gösterme... 144 3.3 Malzeme özellik diyagramı tipleri... 146 3.3.1 Modül-yoğunluk diyagramı... 147 3.3.2 Mukavemet-yoğunluk diyagramı... 150 3.3.3 Kırılma tokluğu yoğunluk diyagramı... 152 3.3.4 Modül-mukavemet diyagramı... 154 3.3.5 Spesifik rijitlik-spesifik mukavemet diyagramı... 156 3.3.6 Kırılma tokluğu-modül diyagramı... 158 3.3.7 Kırılma tokluğu mukavemet diyagramı... 160 3.3.8 Kayıp katsayısı-modül diyagramı... 162 3.3.9 Termal iletkenlik-termal yayınım diyagramı... 165 3.3.10 Termal genleşme-termal iletkenlik diyagramı... 167 3.3.11 Termal genleşme-modül diyagramı... 169 3.3.12 Normal mukavemet-termal genleşme diyagramı... 172 3.4 Malzeme özellik diyagramlarının kullanımı... 174 3.5 Referanslar... 175 3.6 Çalışma soruları... 177 BÖLÜM 4 Malzeme Seçimi ve Tasarım... 179 4.1 Giriş... 180 4.2 Malzeme seçimi ve tasarım ilişkisi... 180 4.3 Proses ve malzeme seçimi... 184 4.4 Yeni bir tasarım için malzeme seçimi... 184
4.5 Mevcut tasarım için malzeme değişimi... 185 4.6 Malzemelerin performans özellikleri... 186 4.7 Malzeme seçimi ve üretim arasındaki ilişki... 191 4.8 Fiyat ve malzeme seçiminin ilgili yönleri... 192 4.9 Metalürjik ihtiyaçlar... 194 4.10 Sonuçlar... 196 4.11 Referanslar... 196 4.12 Çalışma soruları... 197 BÖLÜM 5 Uygulama Alanı Açısından Malzeme Seçimi... 199 5.1 Otomotiv sektöründe malzeme seçimi... 201 5.1.1 Otomobillerde yakıt tasarrufu... 202 5.1.2 Aday malzemeler... 203 5.1.3 İmalat metotları... 206 5.1.4 Örnekler... 207 5.1.5 Referanslar... 219 5.1.6 Çalışma soruları... 220 5.2 Havacılık sektöründe malzeme seçimi... 221 5.2.1 Hava araçlarının özellikleri... 222 5.2.2 Hava araç yapımında ihtiyaç duyulan oluşumlar... 224 5.2.3 Yüksek hız uçuşları için ihtiyaçlar... 226 5.2.4 Hava yapıları için aday malzemeleri... 226 5.2.5 Referanslar... 230 5.2.6 Çalışma soruları... 230 5.3 Gemi yapım malzemeleri... 231 5.3.1 Gemi kirişi... 231 5.3.2 Gemi gövdeleri için malzeme seçimine tesir eden etkenler... 232 5.3.3 Gemi yapım malzemeleri... 235 5.3.4 Referanslar... 237 5.3.5 Çalışma soruları... 237 5.4 Enjeksiyon kalıpları için malzeme seçimi... 238 5.4.1 Çelikler... 238 5.4.2 Döküm malzemeleri... 252 5.4.3 Elektrolitik kaplama için malzemeler... 259
5.4.4 Kompozit sistemler-kaplanmış kalıplar... 261 5.4.5 Kalıp gövde ve parçaları için malzemeler... 263 5.4.6 Referanslar... 264 5.4.7 Çalışma soruları... 264 5.5 Dişililer için malzeme seçimi... 265 5.5.1 Dişli imalatında en çok kullanılan sade karbonlu ve alaşımlı çelikler... 265 5.5.2 Çelik dişlilerin yüzey sertleştirmesi... 271 5.5.3 Referanslar... 274 5.5.4 Çalışma soruları... 274 5.6 Cıvata, somun ve saplama için malzeme seçimi... 275 5.6.1 Cıvata çelikleri... 275 5.6.2 Saplama çelikleri... 279 5.6.3 Somunlar için çelik seçimi... 281 5.6.4 Referanslar... 282 5.6.5 Çalışma soruları... 282 BÖLÜM 6 Örnek Malzeme Seçimi Uygulamaları... 283 6.1 Otomobil tamponu için malzeme seçim adımları... 284 6.2 Volan için malzeme seçim adımları... 286 6.3 Fan için malzeme seçim adımları... 288 6.4 Yay için malzeme seçim adımları... 289 6.5 Basınçlı kap için malzeme seçim adımları... 292 6.6 Isıl geçirmez duvar için malzeme seçim adımları... 293 6.7 Elektrikli testere kolu için malzeme seçim adımları... 295 6.8 Titreşim tabloları için sönümleyici malzeme seçimi adımları... 297 6.9 LCD/Plazma TV kasası için malzeme seçimi adımları... 299 6.10 Binalar için yapı malzemesi seçim adımları... 301 6.11 Organ protezleri için malzeme seçim adımları... 303 6.12 Referanslar... 305 6.13 Çalışma soruları... 305
BÖLÜM 7 Malzeme Seçimi ve Proses Arasındaki İlişki... 307 7.1 Üretim İşlemlerinin Karakteristikleri... 309 7.2 Malzeme Faktörleri... 309 7.3 Şekil Faktörleri... 311 7.4 Proses Faktörleri... 312 7.5 Üretim Maliyeti Üzerinde Malzemelerin Etkisi... 315 7.6 Üretilebilirlik Tasarımı... 316 7.7 Parçaların Minimum Toplam Sayısı... 317 7.8 Standartlaştırma... 317 7.9 Kolaylıkla İşlenen Malzemelerin Kullanımı... 317 7.10 İmalat İşlemine Uygun Tasarım... 318 7.11 Kolay Yapım İçin Herbir Parçanın Tasarımı... 318 7.12 Talaşlı İmalatı ve Bitirme Operasyonlarını Kaldırma... 318 7.13 Üretim İçin Malzeme Seçimindeki Faktörler... 318 7.14 İmalat Kolaylığı... 323 7.15 Metallerin Dökümü... 324 7.16 Polimer İşleme (Prosesleme)... 326 7.17 Metallerin Deformasyon İşlemi... 327 7.18 Şekil verilebilirlik... 331 7.19 Talaşlı İşlenebilirlik... 334 7.20 Kaynak edilebilirlik... 337 7.21 Sonuçlar... 339 7.22 Referanslar... 340 7.23 Çalışma soruları... 341 BÖLÜM EK-1 Malzeme Seçiminde Kullanılan Diğer Diyagramlar... 345 E1. Mukavemet-sıcaklık diyagramı... 346 E2. Modül-fiyat diyagramı... 347 E3. Mukavemet-fiyat diyagramı... 348 E4. Aşınma oranı-yuvarlanma basıncı diyagramı... 349
E5. Modül-enerji içeriği diyagramı... 350 E6. Mukavemet-enerji içeriği diyagramı... 351 E7. Korozyon diyagramı... 352 E8. Yüzey alanı-minimum kesit diyagramı... 353 E9. Yüzey alanı-minimum kesit diyagramı... 354 E10. Yüzey alanı-minimum kesit diyagramı... 355 E11. Zorluk (bilgi içeriği)-büyüklük diyagramı... 356 E12. Ağırlık-ergime sıcaklığı diyagramı... 357 E13. Sertlik-ergime sıcaklığı diyagramı... 358 E14. Tolerans-yüzey pürüzlülüğü diyagramı... 359