-
MHENDSLK MALZEMELERNN MEKANK ZELLKLER
Do.Dr. Salim AHN
-
D kuvvetlerin etkisi altnda deiik zorlamalar karsnda, malzemede
oluan ekil deiiklikleri ve bu etkiler altnda malzemenin gsterdii
dayanma gc zelliklerine mekanik zellikler ad verilir.
-
Me
ka
nik
ze
llik
ler
ekme/basma
Sertlik
Darbe
Krlma
Yorulma
Srnme
-
ekme zellikleri
Malzemelerin dayanm ve ekil deitirme zelliklerini belirlemede
kullanlan en yaygn test; EKME DENEY dir.
-
Gerek ve mhendislik ekme erileri
-
Birim ekil deitirme
Gerek eri Mhendislik erisi
-
Gerilme
Gerek eri Mhendislik erisi
-
% Kopma uzamas Kesit daralmas
-
ekme deneyi srasnda para, nce ELASTK ekil deiimine daha sonra da
PLASTK
ekil deiimine maruz kalr. Son olarak para krlarak kopar.
Elastik ekil Deiimi
- diyagramnn dorusal olarak deitii ilk blmnde gereklemektedir (
a).
Elastik birim ekil deiiminde Hooke kanunu geerlidir ( = E.).
Elastik ekil deiiminde etkin olan malzeme zellii (parametresi),
ELASTKLK MODL, E, dir.
Plastik ekil Deiimi
Malzemelerin AKMA DAYANIM deerinin zerinde gerilme uygulanmas
durumunda plastik yani kalc (geri dnmsz) ekil deiimi balam
olur.
Ortam scaklk deerinin, plastik ekil deiimi mekanizmalar zerinde
ok byk etkisi vardr.
-
Malzemeler, akma noktasndaki davranlarna gre iki ekilde ele
alnabilir
Belirgin akma gstermeyen malzemeler
Belirgin akma davran gsteren malzemeler
-
Belirgin akma gstermeyen malzemeler
-
Belirgin akma gstermeyen malzemeler
Demir d metaller ve yksek scaklklarda metallerin hibiri belirgin
akma zellii gstermezler.
Bu malzemelerde % 0.2 plastik ekil deiimine sebep olan gerilme
deeri AKMA DAYANIMI olarak adlandrlr ve 0.2 olarak simgelendirilir.
Baz zel durumlarda kalc ekil deiim snr % 0.2 yerine % 0.1 veya %
0.05 alnabilir. Fakat bu durumlarn belirtilmesi gerekir.
-
Belirgin akma davran gsteren malzemeler
-
Baz metalik malzemeler elastik ekil deiiminden plastik ekil
deiimine geerken akma olayn belirgin bir ekilde
gerekletirirler.
Bu malzeme grubuna en iyi rnek yumuak durumdaki (herhangi bir
sertletirme ilemi uygulanmam) ounlukla dk karbonlu eliklerdir.
Bu olay arayer atomlarnn mevcudiyeti ile aklanmaktadr. rnein,
karbon ve azottan arndrlan eliklerde belirgin akma grlmemeye balar.
Bu arayer atomlarnn dislokasyonlarn altndaki boluklara yerleerek
dislokasyonlar kilitledikleri dnlmektedir.
Bu atom gruplarna COTTRELL ATMOSFER ad verilmektedir.
Belirgin akma davran gsteren malzemeler
-
ELASTKLK MODL
Elastiklik modl, atomlar aras balarn kuvvet altnda
esnemelerinden kaynaklanr.
Ba kuvveti atomlar aras mesafe diyagramnda F=0 civarnda teetin
eimi elastiklik modln belirlemektedir.
-
ELASTKLK MODL
Dolaysyla, dik eime sahip malzemelerin elastiklik modl deerleri
de byk olacaktr. Bu malzemeler kuvvet altnda daha az elastik ekil
deitirecek ve daha rijit davranacaklardr.
-
Malzemelerin elastiklik modl, iki parametreden ok etkilenir:
Atomsal aras balar etkileyen etmenler elastiklik modln de
etkiler.
Ayn malzeme iin malzeme dayanm dier bir deile sl ilem elastiklik
modln etkilemez. rnein, sertletirilmi ayn bileime sahip eliin sert
ve yumuak halleri ayn elastiklik modl deerini gsterir.
ELASTKLK MODL
Kimyasal bileim
Ortam scakl
-
Elastiklik modlne scaklk ve kimyasal bileimin etkisi
-
REZLYANS
Malzemenin kopana dek absorbe ettii toplam enerjiyi ifade eder.
Snek malzemelerin tokluunun daha yksek, gevrek malzemelerin
tokluunun da dk olduu anlam karlabilir.
Malzemenin elastik davran srasnda depolad enerjiyi ifade
eder.
TOKLUK
-
Elastiklik Modl (GPa) Akma dayanm (MPa) ekme dayanm (MPa) Kopma
uzamas (%)
Orta karbonlu elik 200 600 750 17
Alaml elik 200 680 800 22
Ostenitik paslanmaz elik 193 205 515 40
Martenzitik paslanmaz elik 200 700 800 22
Takm elii 1380 1550 12
Lamelli dkme demir 78-143 152-431 0,6
Al 3000 serisi 70 145 150 13
Al 2000 serisi 70 410 460 8
Magnezyum alam 45 220 290 15
Bronz 110 320 650 34
Lehim alam 33 42 60
Baz malzemelerin mekanik zellikleri
