Malzemelerde Bauschinger Etkisi

Gerinim sertleşmesi sırasında uygulanan gerinim miktarına bağlı olarak malzemedeki dislokasyon sayısı artar ve bu dislokasyonlar önce kördüğüm misali birbirlerine dolanır. Daha sonra gerinim arttıkça da ağımsı bir yapı içinde düzenlenerek, ufak tanecikler ortaya çıkarır.

Dislokasyon sayısının bu şekilde artmasından ve dislokasyonların tanecikli bir yapı içinde düzenlenmesinden sonra, malzeme üzerindeki yükü kaldırdığımızda dislokasyonların oluşturduğu bu tanecikli yapıda bir değişim gözlemlenir. Mekanik açıdan oldukça kararlı bir durumda olan bu dislokasyon ağı ve engeller karşısında kitlenmiş dislokasyonlar, numune üzerindeki yük kaldırıldığında bulundukları konumları korumaya devam ederler. Fakat, numune üzerine ters yönde gerilim uyguladığımız zaman, bu sefer dislokasyonların çok daha kolay harekete geçtiklerini, diğer bir deyişle, malzemenin akma dayancınun daha düşük bir değere gerilediği gözlemlenir.

Uygulanan gerilimin yönüne bağlı olarak malzemenin akma dayanımının değişmesinin ardında, gerinim sertleşmesinde oluşan işleyişler yatıyor. Örneğin, bir numuneye bir miktar çekme gerilmesi uygulandığını ve malzemenin bir miktar sertleştiğini düşünürsek, bu sertleşmenin ardında hem dislokasyonların bazı engeller karşısına yığılarak hareketsizleşmesi, hem de dislokasyonların çoğalarak tanecikli bir yapı  ortaya çıkarması olayları yatıyor. Bu numune, tekrar çekme doğrultusunda yüklendiğinde, sertleşme nedeniyle akma dayanımının daha yüksek bir değerde ortaya çıkar. Fakat, numuneye ters yönde, yani basma yönünde bir miktar gerilim uygulandığında ise bu sefer akma dayanımının daha düşük bir değerde ortaya çıktığına tanık olunur.

Akma dayanımındaki bu düşüş, bir engel karşısına yığılan dislokasyonları ters yönde hareket ettirdiğimizde, bir engelle karşılaşmadan, daha rahat harekete geçebilmelerinden kaynaklanıyor. Hatta, engel karşısında yığılan ve sıkışan dislokasyonlar, ters yönde bir miktar gerilim de uyguladıkları için (İngilizce: dislocation include bakc-stress), dislokasyonların ters yönde harekete geçmeleri, hiç şekil değişimine girmemiş bir malzemeye kıyasla daha da kolay gerçekleşiyor.

Gerinim sertleşmesinin uygulanan gerilimin yönüne bağlılığını ifade eden bu etkiye, Alman bilim adamı Johann Bauschinger’e ithafen, Bauschinger Etkisi (Bauschinger Effect) adını veriyoruz.

Kaynaklar

• http://muhendishane.org
• KTÜ Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ders Notları (Doç.Dr. Bülent ÖZTÜRK)
• Metallere Plastik Şekil Verme Yöntemleri Ders Kitabı (Prof. Dr. Temel SAVAŞKAN) Trabzon,2013