Kapat

Malzemelere Uygulanan Mekanik Testler

Mekanik özellik nedir?

Dış kuvvetlerin etkisi altında malzemede oluşan şekil değişiklikleri ve malzemenin gösterdiği davranışlara mekanik özellik denir. Mekanik özellikler esas olarak atomlar arası bağ kuvvetlerinden kaynaklanır. Ancak bunun yanında malzemenin iç yapısının da etkisi vardır. Bu sayeede iç yapıyı değiştirerek aynı malzemede farklı mekanik özellikler elde etmek mümkün hale gelir.

Malzemeye bir kuvvet etki ettiğinde malzemede gerilmeler meydana gelir. Düşük gerilmeler altında geçici şekil değiştirmeye elastik şikil değiştirme, belirli bir sınırın üstünde yapılan kalıcı şekil değiştirmeye plastik şekil değiştirme denir. Malzemeye etkiyen kuvvet kalktıktan sonra elastik şekil değiştirmede malzeme ilk haline dönerken, plastik şekil değiştirmede ise kalıcı bir deformasyon oluşur.

Malzemelerin mekanik özellikleri şu şekilde sıralanabilir;

  • Çekme mukavemeti
  • Akma mukavemeti
  • Kopma mukavemeti
  • Basma mukavemeti
  • Eğme mukavemeti
  • Yorulma mukavemeti
  • Darbe dayanımı
  • Sürünme dayanımı
  • Kırılma tokluğu
  • Elastisite modülü
  • Poisson oranı
  • Rezilyans modülü
  • Kayma modülü
  • Tokluk
  • Sertlik
  • Aşınma dayanımı
  • Sürtünme katsayısı
  • Süneklik ve gevreklik

Mekanik testler statik ve dinamik yükler altında yapılan deneyler ile uygulanır.

Statik yükler altında yapılan deneyler;

  • Çekme deneyi
  • Basma deneyi
  • Eğme deneyi
  • Burulma deneyi
  • Sertlik deneyi
  • Sürünme deneyi

Dinamik yükler altında yapılan deneyler;

  • Yorulma deneyi
  • Çentik darbe deneyi

Çekme deneyi nedir?

Çekme deneyi, malzemelerin mekanik özelliklerini ve davranışlarının belirlenmesinde kullanılan en yaygın mekanik test yöntemidir. Çekme deneyi, boyutları standartlara göre hazırlanmış bir deney numunesinin tek eksen doğrultusunda statik bir yük uygulanarak belirli bir çekme hızında ve belirli bir sabit sıcaklıkta , numunenin koparılıncaya kadar çekilmesi esasına dayanır. Aşağıdaki videoda detayları izleyebilirsiniz;

Çekme deneyi sonucunda elde edilen mekanik özellikler

Elasitk bölgede tespit edilen mekanik özellikler;

  • Elastik modülü
  • Poission oranı
  • Rezilyans modülü
  • Akma mukavemeti

Plastik bölgede tespit edilen mekanik özellikler;

  • Çekme mukavemeti
  • Kopma mukavemeti
  • Yüzde (%) uzama
  • Yüzde (%) kesit daralması

Elastik ve plastik bölgede tespit edilen mekanik özellikler;

  • Tokluk

Basma deneyi nedir?

Basma deneyi, malzemeye basma yükü uygulanması sonucu numune boyunda kısalma veya ezilme meydana gelmesi esasına dayanan deney yöntemidir. Basma deneyinde uygulanan yük, çekme deneyinde uygulanan yükün tersi şeklinde etki etmektedir. Basma deneyi, genelde çekme deneyi test cihazlarında yapılır. Basma deneyi çoğunlıkla basma mukavemetleri çekme mukavemetlerinden yüksek olan gevrek malzemelere uygulanır.

Basma deneyi ugulanan malzemelere; dökme demir, kaymalı yatak alaşımları, tuğla, beton, seramik ve ahşap örnek olarak verilebilir. Basma deneyi sırasında numunenin kesiti devamlı olarak arttığından, çekme deneyinde görülen boyun verme durumu söz konusu değildir. Basma deneyi özellikle sünekliği çekme deneyi ile hassas olarak ölçülemeyen gevrek ve yarı gevrek malzemelerin sünekliğini ölçmede sıkça kullanılır. Gevrek ve yarı gevrek malzemelerde çekme deneyinde % uzama ve % kesit daralması değerleri sıfıra yakındır. Basma deneyi ayrıca; pahalı, çok küçük veya yaz sayıdaki numune söz konusu olduğunda tercih edile bir test yöntemidir. Basma deneyi numunelerinde, kare veya dikdörtgen kesitli numuneler de kullanılabilmekte, fakat üniform bir gerilme durumu elde edilmesi gayesiyle daha çok yuvarlak kesitli numuneler tercih edilir.

Darbe deneyi nedir?

Çentik darbe deneyi, malzemelerin bünyesinde olası bir gerilim birikiminin darbe esnasında çentik tabanında suni olarak teşkil ettirilip, malzemenin bu durumda dinamik zorlamalar akarşı göstereceği direnci tayin etmek amacıyla yapılan mekanik bir test yöntemidir. Malzemelerin dinamik yüklere karşı kırılma enerjisi değerini, ani darbe etkisi nedeniyle emilen enerji miktarını, malzemenin süneklik-gevreklik özelliklerini ve sıcaklığa bağlı sünek-gevrek davranışlarını belirlemek amacıyla çentik darbe deneyleri yapılır. Kırılma enerjisi değeri, malzemenin kırılma davranışını ve sünek-gevrek karakterini belirler. Gevrek malzemelerin kırılma enerjileri daha düşükken  sünek malzemelerin yüksektir.

Çentik darbe deneyinde, numune yüzeyine V-çentik, U-çentik veya anahtar deliği çentik olmak üzere üç farklı çentikten biri açılır. Çentik numunenin tam ortasına açılır ve test cihazının kırma çekici çentik hizasının arka tarafından çarparak tatbik edilirse “Charpy çentik darbe deneyi“, eğer çentik numunenin 1/3 gibi kısmında yani merkezinden uzak bir mesafede açılırsa ve test cihazının kırma çekici çentikli numunenin uç kenarına çarparak tatbik edilirse “Izor çentik darbe deneyi” adını alır. Çentikli bir numune zorlandığı zaman, çentiğin tabanında kırılmaya enden olabileek dik bir gerilim oluşur. Numunenin kırılabilmesi için bu dik gerilimin, kristalleri bir arada tutan veya kristallerin kaymasına karşı koyan kohezif mukavemetten daha fazla olması gerekir. Numune, plastik biçim değiştirmeye fırsat bulmadan bu hal meydana gelirse, buna gevrek kırılma denir. Burada kırılan yüzey, düz bir ayrılma yüzeyine sahiptir. Gri dökme demir numunelerinde, malzemenin bünyesindeki grafit levhacıklar çentik gibi etki yapacaklarından, ayrıca çentik açmaya gerek yoktur.

Aşağıdaki videodan uygulama nasıl yapıldığına dair bir fikir edinebilirsiniz.

Sizin için önerdiklerimiz:

Fatih Kara

Metalurji ve Malzeme Mühendisi • MalzemeBilimi.Net | Kurucu ve Yönetici • LinkedIn: @fatihkara41 • Instagram: @fatihkara41

Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir