Yusuf Kuzu – G080108050 G080108050 1-Kırılma ve akma teorileri nelerdir? Tresca, von Misses… vb. Kırılma: Kırılma konusu özellikle son yıllarda kuramsal ve deneysel olarak üzerinde en çok çalışılan mühendislik dallarından biri olmuştur.Gemilerin,boru hatlarının,basınçlı kapların ve uçakların konstrüksüyonunda kullanılan çelik ve yüksek dayanımlı alüminyum alaşımlı parçaların;akma dayanımlarının altındaki gerilmelerde,ya da kuramsal olarak hesaplanan konstrüktif emniyetli gerilme değerlerinin altındaki yüklerde kırılmaları,bilim adamlarını şaşırtan sürpriz sonuçlar olmuşlardır.Önceleri alışılagelmiş konstrüksiyon teorileri ile yapılan hesaplamalarda yanlışlık yapıldığı düşünülmüş,malzeme dayanımı,keskin köşeler,delikler ve kesit değişiklikleri olan yerlerde gerilme birikimleri göz önüne alınarak yeniden konstrüktif hesaplamalar yapılmıştır.Ancak yapılan bu kuramsal hesaplamalarda malzeme yapısında bulunan çok küçük çatlaklar ve kusurlar ele alınmadığından,başarısızlıkla karşılaşılan sonuçlarda bir değişiklik olmamıştır.Yapı çeliği,alüminyum ve bakır alaşımları gibi sünek malzemeler,üzerlerine bir zorlama geldiğinde,yapısında var olan bu küçük çatlak uçlarının etrafı plastik olarak şekil değiştirdiğinden aşırı yükleri bölgesel olarak yutarlar.Fakat,geçiş sıcaklığının altındaki yüklemelerde veya yüksek gerinim hızlarında ya da bileşik gerilmelerin etkisi ile zorlama durumunda olduğu gibi,malzemeler sünek bir tutum göstermeyip,düşük gerilme değerlerinde gevrek olarak kırılmışlardır. Kırılma Türleri: a)Gevrek Kırılma:Yok sayılabilecek kadar az ya da hiç kalıcı şekil değişikliği oluşturmadan malzemenin kırılmasıdır.Çatlak ilerlemesi çok hızlı olup,bu ilerleme çevre yüzey enerjisi ile oluşmaktadır.Diğer bir deyimle,çatlak oluştuktan sonra,ilerlemesi için sürekli dış gerilime ihtiyaç yoktur.Birçok durumda gevrek olarak kırılan malzemelerde,sadece kırılmış yüzey civarında çok az oranda kalıcı şekil değişikliği oluştuğundan,kırılan yüzeyin görünümü parlak ve düzgündür. b)Sünek Kırılma:Kırılmadan önce malzemede kalıcı şekil değişikliği oluşursa,bu tür kırılma sünek kırılmadır.Kalıcı şekil değişiklerinin miktarı,kırılma sonrasında malzemedeki kesit azalması veya gerilme yönünde oluşan boy uzaması ölçülerek saptanabilir.Kırılma kalıcı şekil değişikliği oluşturabilecek gerilme ile doğru orantılı olup,yavaş oluşmaktadır.Kırılma sonucu kırılma yüzeylerinin görünümü liflidir. Kırılma Teorileri: a)Çeşitli Şartlara ve Tesirlere göre Kırılmanın Sınıflandırılması: Sıcaklık derecesi esas alınacak olursa,kırılma olayını: 1-Normal sıcaklıkta kırılma, 2-Yüksek sıcaklıkta kırılma. olarak iki bölümde incelemek mümkündür. Ayrıca,etki eden kuvvetlerin çeşidine göre: 1-Statik etki altında kırılma, 2-Dinamik etki altında kırılma. Olarak iki bölümde incelemek mümkündür. b)Normal Sıcaklıkta ve Statik Etki Altında Kırılma Statik etkiyle kastedilen,kuvvetlerin yavaş etki ederek şiddetlerini yavaş yavaş artırmaları halinde meydana gelen kırılmadır.Bu kırılmayı açıklamak için ileri sürülen kırılma teorileri esas olarak üç grupta toplanabilir: 1-Gerilme Teorileri. 2-Şekil Değişimi Teorileri. 3- Şekil Değişimi İşi Teorileri.
Gerilme Teorileri: Maksimum Normal Gerilme Teorisi: Bu teoriye göre,kuvvetler etkisi altında bulunan katı cisimde kırılma,maksimum normal gerilmenin sınırlı bir değere ulaşması ile meydana gelir.Bu teori,ilk olarak bilim adamlarından Rankin,Lamé ve Clapeyron tarafından ileri sürülmüştür.Bu teoriye göre,genel olarak üçgen gerilme haline maruz bir cisimde her bir noktada,gerilme hali belirtilmeli,ve en büyük asal gerilme nerede ise,bu gerilme (s1)max ile gösterildiğine göre: (s1)max =sF Maksimum Kayma Gerilmesi Teorisi: Bu teoriye göre genel olarak üçgen gerilme haline maruz kalan bir elemanda iç çözülme, sünek malzeme için,tmax lar içinde en büyük değerde olanının,tF gibi basit kayma halindeki “Kayma Gerilmesi Akma Sınırı”na erişmesi ile başlar. Coulomb Teorisi: Bu teori Coulomb tarafından ileri sürülmüştür.Bu teoriye malzemenin içinde her hangi bir noktadan geçen düzlemde: -ms+k =t bağlantısını sağladığı zaman iç çözülme başlar.Burada m malzemede “iç sürtünme katsayısı”nı,k da “Kohezyon”u yani küçük partiküllerin birbirine yapışma kuvvetini göstermekte olup boyutu: [k]=KL-2 dir,yani “kg” ve “cm” boyutu kullanılıyorsa k,kg/cm3 cinsinden ifade edilir.Malzemenin cinsine göre m iç sürtünme katsayısı ile k kohezyonu belirlenecek olursa -ms+k =t ifadesi s,t eksen takımında grafik olarak Şekil 5.de olduğu gibi gösterilebilir.Şu halde bu doğru üzerinde alınan noktaların s ve t ları -ms+k =t ifadesini sağladığından “kırılma şartını” sağlarlar,Eğer kırılma halini gösteren Mohr dairesi çizilecek olursa,bu dairenin bir noktasının -ms+k =t doğrusu ile ortak bir noktası olması gerekir,ki bu da dairenin bu doğruya teğet olması demektir,Şekil 5.Buna göre “a” değme noktası olmak üzere oa vektörüne “Kırılma gerilmesi vektörü” denir. Mohr Kırılma Teorisi: Mohr Kırılma Teorisine göre katı cismin içindeki kırılma: f(s)=t gibi bir bağlantının sağlanması ile meydana gelir.Burada f(s) ifadesi her malzemenin cinsine göre belirlenmesi gereken bir fonksiyondur.Fransız bilim adamı Caquot bazı deney sonuçlarına göre çeşitli malzemeler için bu f(s)=t fonksiyonlarını vermiştir.Şekil 6’da bu f(s) eğrisi genel hal için gösterilmiştir.Bu durumda malzemede kırılma haline karşılık gelen gerilme halini gösteren Mohr dairelerinden en dıştakinin bu eğriye teğet olması gerekir.Eğer eğriyi kesecek olursa,dıştaki dairenin eğri dışında kalan noktaları kırılma sınırının geçildiğini gösterir ki bunun fizik anlamda bir manası yoktur.Bu nedenlerle f(s)=t eğrisine “Mukavemet Zarf Eğrisi” veya “Intrinséque=Entrensek eğrisi” denir.Keza,gerilme halini gösteren Mohr dairelerinin en dıştakinin A değme noktasına ait OA vektörüne “kırılma vektörü” denir, Şekil 6.Guest tarafından ileri sürülmüş olan “Maksimum kayma gerilmesi teorisi” ile Coulomb tarafından ileri sürülmüş olan”Coulomb teorisi”nde olduğu gibi,Mohr teorisinde de üçgen gerilme hali s3
eğrisi”nin “o” koordinat merkezine göre “n” emniyet katsayısı oranında homotetiği olan “Emniyet zarf eğrisi”ne teğet olmalıdır
2- Şekil değişim yaşlanması, mavi gevreklik, alt ve üst akma olayı ve cottrel atmosferi, lüders bantları nedir? Akma olayı nasıl önlenir. Mavi Gevreklik: Yumuşak çelikler 270-350 C arasında şekillendirilirlerse küçük çaplı atomlar hızlı bir şekilde yayınır. Yayınan atomlar dislokasyonları kilitleyerek malzemenin akma sınırı noktasını yükseltir. Dolayısıyla malzeme daha gevrek davranır. Sözü edilen sıcaklıklar arasında çeliği aldığı renk mavi olduğu için bu olaya mavi gevreklik denir. Bazı metalik malzemeler elastik şekil değişiminden plastik şekil değişimine geçerken akma olayını belirgin bir şekilde gerçekleştirirler. Bu malzeme gurubuna en iyi örnek yumuşak durumdaki (herhangi bir sertleştirme işlemi uygulanmamış) basit ve çoğunlukla düşük karbonlu çeliklerdir. Demir dışı metaller ve yüksek sıcaklıklarda metallerin hiçbiri belirgin akma özelliği göstermezler
Bu olay arayer atomlarının mevcudiyeti ile açıklanmaktadır. Örneğin, karbon ve azot (nitrogen)’tan arındırılan çeliklerde belirgin akma görülmemeye başlar. Bu arayer atomlarının dislokasyonların altındaki boşluklara yerleşerek dislokasyonları kilitledikleri düşünülmektedir. Bu atom gruplarına COTTRELL ATMOSFERİ adı verilmektedir. Grafikte görülen üst akma noktası, bu atmosferin dislokasyonları kilitleme etkisinin kırıldığı gerilme değerini ifade etmektedir. İlk akmanın meydana geldiği kayma bandında bu atmosfer tarafından pekleşme meydana getirilmesi ile kayma durur. Diğer bir bölgede akma olayı başlar. Üst akma noktasından sonra gelişen testere dişi görünümündeki bölge kesit boyunca tüm kayma bantlarında akmanın gerçekleştiğini gösterir. Oluşan bu bantlara LÜDERS BANTLARI adı verilir.
Bu olay tamamlanınca malzeme kesit boyunca homojen pekleşmeye uğrar. Bu gerilmenin en yüksek olduğu noktaya kadar homojen şekil değiştirme sürer (malzemenin boyu arttıkça kesit alanı boylamasında her noktada eşit daralır). Tepe noktasından itibaren ise heterojen şekil değişimi başlar, diğer bir değişle malzeme boyun vermeye başlar, bu boyun daralır ve en sonunda malzeme kesiti etki eden kuvveti taşıyamayacak hale gelince kopma gerçekleşir. Homojen PŞD bölgesine kadar zorlanmış daha ileri zorlamalara maruz kalmamış malzemelerde ikinci bir akma olayı gözlenebilir. Bu ikinci akmanın oluşabilmesi için yukarıdan da anlaşılacağı gibi Cottrell atmosferinin etkin rol oynaması gerekir. Bu ise ısıl aktivasyon gerektirir. Şöyle ki, soğuk plastik şekil değiştirmeye maruz kalmış, belirgin akma gösteren bir malzeme, gereken ısıl aktivasyonu sağlamak amacıyla belli bir sıcaklığa kadar ısıtılıp (100-200C) soğutulduktan sonra tekrar plastik şekil değişimine maruz bırakılırsa, daha yüksek gerilme değerlerinde belirgin akma olayı bir kez daha gerçekleşir. Bu olaya DEFORMASYON YAŞLANMASI (Strain aging) adı verilir
3- Kayma nedir? Kayma ve ikizlenme arasındaki farklar nelerdir? KAYMA MEKANİZMASI Kristallerin kayma ile plastik deformasyonu
İKİZLENME MEKANİZMASI Eğer deformasyon ikiz mekanizması yolu ile olursa,referans bir eksene göre atomlar, atomlar arası mesafenin kesri kadar bir yerdeğiştirme yaparlar.Mikroskop altın daki görüntüleri GENİŞ BAND ‘lar şeklinde olur.Bu geniş bandlar polisaj işlemi ile giderilemezler.
4- HMK ve YMK kayma sistemlerini çizerek gösteriniz.
HMK En yoğun düzlem {110} ailesi, ve bu ailede enyoğun doğrultu <111> ailesidir.Ailede 3 düzlem ve her düzlemde 2 doğrultu mevcuttur:
YMK En yoğun düzlem {111} ailesi, ve bu ailede enyoğun doğrultu <110> ailesidir.Ailede 4 düzlem ve her düzlemde 4 doğrultu mevcuttur: SDH En yoğun düzlem {0001} ailesi ve bir tanedir. Buailede en yoğun doğrultu 3 tanedir.
5- Bir noktadaki gerilmenin tanımını yapabilmek için ; bir kübe etki eden gerilmeleri çiziniz. Genelde 3 boyutlu eşit kenarlı dikdörtgen prizması da her bir altı yüzde, hem normal hem de kayma gerilmeleri olacaktır. x,y,z koordinat sisteminde bunları gösterirsek ; dokuz gerime bileşeni sırasıyla;
6- Sıcak ve soğuk yırtılma nedir? Sıcak yırtılma bir döküm hatası olup katı alaşımların mekanik dayanımlarının katılaşma sırasında çekme dayanımından küçük olması durumundan dolayı ortaya çıkar. Bunun anlamı mushy zonlarında açılan çatlakların daha doğrusu katıdaki yüksek fraksiyona
uğrayan bölgelerde yani malzemede deformasyona bağlı olarak yerel çekme gerilmesi oluşan bölgelerde görülür. Dolu döküm ve büzülme şartları altında dökümün bir kısmının serbest küçülmesi engellenir. Örnek olarak metalin sıcak yırtılması şeklinde oluşur. Sıcak yırtılma demir ve demir dışı alaşımlarda görülür. Özellikle çelik ve alüminyum alaşımlarında sık rastlanır. Sıcak yırtılma dökümhane uygulamalarında karşılaşılan en ciddi kusurlardan biridir. Sıcak yırtılmanın oluşum mekanizması Sıcak zonda hamurumsu durumu egemendir. Sıcak zondaki uzamam esas olarak uniform dağılmıştır; bunun sonucunda ayrılamaya yetmeyecek kadar küçük birim şekil değişimi oluşur. Sıcak zon ince sıvı tabakası aşamasında; sıcak zondaki uzama burada yoğunlaşır ve bunun sonucunda ayrılamaya yeteri olabilecek kadar yüksek birim şekil değişimi oluşur. Sıcak zon katılaştığında; oldukça sünek katı metalin uniform sürünmesiyle sıcak zon uzar. 7- Metalik bir malzemenin mekanik özelliklerinin belirlenmesinde kullanılan gerilme genleme diyagramını çizerek kritik notaları ve bu diyagramı okuyarak elde edeceğiniz mekanik özellikleri açıklayınız.
8- Mekanik fiberleşme, temper gevrekliği, segregasyon, homojenleştirme tavlaması nedir? Mekanik Fiberleşme: Plastik deformasyon sırasında şekil değişiminin en fazla olduğu doğrultuda yani deformasyon yönünde ikinci fazın mikro boşlukların ve kalıntıların yönlenmesi olup, anizotropik durum yaratır. Mekanik fiberleşme, özellikle çubuk veya saç halindeki malzemelerin mekanik özelliklerinin yöne bağlı olarak değişmesine sebep olur. Temper Gevrekliği: Sertlikte çekme dayanımında azalma, kesit büyümesi ve kopma uzamasından artma meydana gelir. Ancak bu sıcaklık aralığında temperleme, çeliğin çentik darbe tokluğunu azaltır. Buna temper gevrekliği denir. Segregasyon: bir alaşım içinde alaşımı meydana getiren element ve/veya bileşiklerden bir kısmının katı eriyik formundan çıkıp ayrı bir faz oluşturmasına denir. Homojenleştirme: Homojenleştirme tavlaması malzemede oluşan segregasyonları gidermek için yapılan tavlamadır. Mümkün olan en yüksek sıcaklığa kadar çıkılması öngörülür. Bu tavlama genellikle 1050 ile 1300 santigratta gerçekleşir. 9- Oktahedral ve tedra hedral boşlukları çiziniz.
Bu yapılar içerisinde atomlar arası boşluklar göze çarpmaktadır. İşte bu boşluklara tetrahedral ve oktahedral boşluklar denilir. Tetrahedral boşluk koordinasyon sayısı 4 olan boşluğa denilirken oktahedral boşluk ise koordinasyon sayısı 6 olan boşluğa denilir. Koordinasyon sayısı ise bir atomun bulunduğu kafes içindeki en yakın komşu atomların sayısı demektir. Buna göre oktahedral boşluklar şu şekilde olurken:
Tetrahedral boşluklarsa şu şekilde olmaktadır;
Şekillerde üstteki yapılar YMK yapı olup alttakiler de HMK yapılardır. Kristal yapılardaki bu boşluklar malzemeye dop edilen elementlerin genellikle yer aldığı yerlerdir. Dop edilen alaşım elementleri bu boşluklara girerek malzemenin yapısının değişmesine ve yeni özelliklerin malzemeye katılmasına sebep olurlar. Bu sebepten dolayı bu boşluklar malzeme yapısında oldukça önemlidir. 10- Sıcaklığa göre deformasyon işlemleri nasıl sınıflandırılır? Şekil verme işlemleri hem sıcaklığa, hem de şekillendirilen malzemeye bağlı olarak; SICAK, SOĞUK ve ILIK işlem olarak sınıflandırılabilir. a.) Sıcak Şekillendirme: Metalin yeniden kristalleşme sıcaklığının üzerindeki kalıcı şekil değişimi olarak tanımlanır. Yeniden kristalleşme sıcaklığı malzemeden malzemeye değişir. Ayrıca kristalleşme pekleşmenin etkisini ortadan kaldırır. Yüksek Sıcaklıklar; 1. Atom yayınımını hızlandırarak kimyasal homojensizliği giderir. 2. İç boşluklar deformasyon esnasında kapanır. 3. Özelliklerde iyileşme yapan yeniden kristalleşme ile iç yapı değişir. Sıcak Şekillendirmenin Olumsuz Yanları; 1. Metal ile çevresinde istenmeyen reaksiyonların oluşması 2. Isıl büzülmeler ve yerel farklı soğuma hızları nedeniyle toleransların daha zayıf olması Ayrıca, düzgün olmaya soğuma, sıcak şekil verilmiş mamulde önemli miktarda artık gerilmelerin oluşumuna neden olabilir.
b.)Soğuk Şekillendirme: Metallerin yeniden kristalleşme sıcaklığının altındaki plastik deformasyonu soğuk şekillendirme olarak adlandırılır. Üstünlükleri; Isıtma gerektirmemesi Daha iyi yüzey kalitesi elde edilmesi Boyut toleranslarının iyi olup, kendinden sonra talaşlı imalat gerektirmemesi Mamullerin benzerlikleri ve birbirleri yerine kullanılabilirliklerinin iyi olması Pekleşme aracılığıyla, dayanım, yorulma, aşınma gibi özelliklerin arttırılması Yöne bağımlı özelliklerin görülebilmesi Katışıkların oluşturduğu sorunların en aza indirilebilmesi Sınırlamaları; Deformasyonu başlatmak ve sürdürmek için yüksek kuvvetler gerekir. Daha büyük ve güçlü tezgahlar gerektirir.
Süneklik daha azdır. Metal yüzeyleri temizlenmiş olmalıdır. Pekleşme ile azalan sünekliği arttırmak için ara tav gerekebilir. Yöne bağlı özellik oluşumu sorun çıkarabilir. İstenmeyen artık gerilmeler oluşabilir. Ayrıca soğuk şekillendirme iç yapıyı değiştireceğinden mamulün çekme dayanımı başlangıç malzemesinden farklı olacaktır. c.) Ilık Şekillendirme: Sıcak ve soğul şekillendirmelerin arasındaki sıcaklıklarda yapılan deformasyonlar ılık şekillendirme olarak bilinir. Soğuk Şekillendirme ile Karşılaştırıldığında; Takım ve kalıplara gelen kuvvetler azalır. Malzeme sünekliği artar. Pekleşme miktarı azaldığından ara tavlama sayısı düşer. Sıcaklık yükseldikçe belli bir donanımla veya işlem süreciyle şekillendirilebilecek malzeme türü ve geometrisi artabilir.
Sıcak Şekillendirme ile Karşılaştırıldığında; Daha düşük olan sıcaklık, daha az tufal ve karbonsuzlaştırma oluşturur. Daha iyi boyut ve yüzey kalitesi elde edilir. En son uygulanması gereken talaşlı işlem azalır ve hurda çıkan malzeme miktarı azalır. Daha küçük taneli iç yapı ve biraz pekleşmenin var olması sayesinde şekil değiştirme sonrası son ısıl işlem ile özellikleri iyileştirmeye gerek kalmaz. Enerji tasarrufu sağlanır. Takım ömrü uzundur. d.)Eşsıcaklıkta (İzotermal) Şekillendirme: Sıcaklığa duyarlı malzemeleri uygun şekilde deforme edebilmek amacıyla deformasyonu eşsıcaklık koşulları altında yapmak zorunda kalınabilir. Mamul kalitesi için kalıp ömründen fedakarlık yapıp, kalıp ve donanımları iş parçası sıcaklığına ısıtmak gerekebilir. İmalat koşulları yüzünden eşsıcaklık koşulları altında imal edilmiş parçalar genellikle dar toleranslar, düşük artık gerilmeler ve oldukça düzgün metal akışı gösterirler. 13- Kalıntı gerilmeler nasıl oluşur ve nasıl giderilir? Tavlama ve Normalizasyon: (Annealing) Çeliklerde en kolay talaş kaldırmaya elverişli yumuşak bir yapı elde etmek için kullanılır. Parçanın ısıtılması çok yavaş olarak yapılır, soğutma ise çok yavaş ısıtılan fırında uygulanır. Böylelikle malzemenin işlem geçmişinde meydana gelen kalıntı gerilmeler giderilmiş olur. 14- PŞV de kullanılan yağlayıcılar nelerdir? Temel özelliklerini yazınız Çeliklerin, alüminyum alaşımlarının ve bakırın fosfat-sabun yağlayıcılar veya sıvı yağlar kullanılarak yapılan soğuk şekil verme işlemlerinde m =0.05...0.15; çeliklerin, bakır ve alüminyum alaşımlarının grafit esaslı ( grafit-su veya grafit-sıvı yağ ) yağlayıcılar kullanılarak yapılan sıcak şekil verme işlemlerinde m =0.2-0.4; titanyum ve ısıya dayanıklı alaşımların cam yağlayıcılarla yapılan sıcak şekil verme işlemlerinde m = 0.1-0.3; slab ve levhaların sıcak haddelenmesi ve alüminyum alaşımlarının yağlamasız ekstrüzyonu gibi yağlayıcı kullanılmayan şekil verme işlemlerinde m = 0.7-1.0 değerleri arasındadır. Bakır, pirinç ve alüminyumun derin çekilmesinde µ = 0.08-0.15; alüminyum ve çelik çubukların
çekilmesinde µ =0.02...0.20; pirinç ve çelik için µ = 0.03...0.10; bakır ve paslanmaz çelik için µ =0.07...0.30 düzeyindedir. İki kuru ( yağsız ) yüzey arasındaki gerçek temas yüzeyi Ag, bu yüzeylerin pürüzlü olması nedeniyle, görünür temas yüzeyinden çok küçüktür.Bu nedenle N kuvveti ancak birbiriyle temas eden pürüzler tarafından taşınır. Temas eden pürüzler arasındaki toplam alan gerçek temas yüzeyidir ( Ag ). Gerçek temas yüzeyi ile normal kuvvetin ( N ) belirli değerleri için pürüzlerin temas yüzeyinde oluşan gerilmeler elastiktir. Normal kuvvet N arttıkça bu gerilmeler de giderek büyür ve nihayet pürüzlerin temas yüzeyleri de plastik şekil değiştirir. Normal kuvvetin artmasıyla birlikte pürüzlerin temas yüzeyi de büyüdüğü için önceden temas etmeyen pürüzler arasında da temas oluşur. Pürüzlerin farklı yükseklikte olmaları, bazı temas yüzeylerine etkiyen normal gerilmelerin elastik bazılarının ise plastik olmasına yol açar. Normal kuvvetin ( N ) ve dolayısıyla pürüzlerin temas yüzeylerindeki normal gerilmelerin aşırı artması pürüzler arasında mikro kaynaklar doğurur. Sürtünmeyi azaltmak için kullanılacak yağlayıcıdan şu özellikler istenir: İş parçası ile kalıp arasındaki kayma sürtünmesini azaltmalıdır.- İş parçası ile kalıp arasında sürekli bir film oluşturmalı, bölgesel yapışmalara yol açmamalıdır. - Sıcak iş parçasından, nispeten soğuk olan kalıplara ısı iletimini engelleyebilmelidir. - Aşındırıcı ve korozif olmamalıdır. - Çevre kirletici ve zehirli olmamalı. - Kolayca temizlenebilmeli ve ucuz olmalı. Bu özelliklerin tümünü sağlayabilen bir yağlayıcı bulabilmek güçtür. Ayrıca tek bir yöntemle bu özelliklerin tümü belirlenemez. Bu sebeple yağlayıcılarıdeğerlendirmek ve sürtünme şartlarını belirlemek amacıyla çeşitli yöntemler geliştirilmiştir. Dövmede sürtünmeyi sayısal olarak ölçmek için halka basma deneyi en çok kullanılan yöntemdir. 15- Sürekli döküm, İngot, Slab, Blum, Kütük,Saç, Levha, Bant elde edilmesi Sürekli Döküm: Ergimiş metalin su ile soğutulan, iki ucu açık bir kalıptan geçirilerek katı hale dönüştürülmesi yöntemidir. İngot: Cevherden elde edilen metal ve alaşımlarının ingot adı verilen külçe şeklinde dökülmüş halidir. Slab: Cevherden elde edilen metal ve alaşımlarının slab adı verilen levha şeklinde dökülmüş halidir. 16- Poison oranı nedir? Alabileceği değerleri açıklayınız. Cisimdeki enine kısalmanın boyuna uzamaya oranıdır. Başka deyişle enine birim deformasyonun boyuna birim deformasyona oranıdır. Elastik bölge: Poisson Oranı = 0,2 – 0,35 Plastik bölge: Poisso Oranı = 0,5 17- Cevherden itibaren üretime başlayarak % 0.2 karbon içeren çelik ingottan ve kütükten 2mm çapında çelik tel üretimi için gerekli işlem kademelerini içeren bir akış şemasını resimler yardımıyla çiziniz.? İlk olarak demir mineralleri içeren maddeler topraktan çıkarılır (demir mineralleri: hematit, manyetit, iyolit, olivin, vb.). Sonra cevher hazırlama işlemleri gerçekleştirilir. Önce kırma, öğütme gibi boyut küçültme işlemleriyle boyut küçültülür sonra kimyasal işlemlere yani zenginleştirme, konsantre etme vb. işlemleri yapılır. Cevher hazırlama işlemi bittikten sonra yüksek fırına geçilir. Yüksek fırında genel olarak 3 işlem vardır. 1. Ön ısıtma: CaCO3 = Cao + CO2 Fe2CO3 = FeO + CO2 2. Redüksiyon: 3Fe2O3 + CO = 2FeO4 + CO2 Fe3O4 + CO = 3FeO + CO2
FeO + CO = Fe + CO2 3. Karbürizasyon: 3Fe + 2CO = Fe3C + CO2 3Fe + C = Fe3C Yüksek fırından sonra Bazik Oksijen Fırınına geçilir. Burada fazla C sıvı çelikten uzaklaştırılır. Si, Mn, P gibi safsızlıklar oksitlenir. Sıvı çelik bilet halinde dökülür. Son olarak ekstrüzyon işlemine geçilir. Haddelenerek gerekli ölçülere getirilmiş olan çelik, ekstrüzyon işleminden geçer. İşlem sonunda 2mm’lik çelik tel halini alır. (Tamamen kafamdan yazdım) 18- Plastik deformasyonu etkileyen faktörler nelerdir? Malzemenin yapısı ve mekanik özellikleri ile deformasyon şartları (sıcaklık, deformasyon hızı ve sürtünme durumu) malzemelerin plastik deformasyon kabiliyetlerini etkilen en önemli faktörlerdir. Bunlar dışında, deformasyonda uygulanan hidrostatik basınç, malzemedeki kalıntı gerilmeler ve şekillenecek malzemenin geometrik şekli gibi faktörler de plastik deformasyonu etkilerler. Plastik deformasyonu gerçekleştirecek gerilmeyi ve/veya yapılabilecek deformasyon oranını etkileyen faktörler şunlardır. Malzeme Yapısı Malzemenin yapısı, kimyasal bileşmi ile termo mekanik geçmişine bağlıdır. Çeliktli mekanik ve ısık işlemlerle malzeme yapısını değiştirmek mümkündür. Malzemenin mukavemeti, sünekliği, kırılma şekli gibi deformasyon kabiliyetini belirleyen özellikleri malzeme yapısına bağlıdır. Genel olarak tek fazlı malzemelerin plastik deformasyon kabiliyeti çok fazlı malzemelerden daha fazladır. Tek fazlı malzemelerin plastik deformasyon kabiliyeti de ergime sıcaklığı arttıkça azalır. Çok fazlı malzemelerde fazların şekli, dağılımı, mekanik özellikleri, fazlar arasındaki arayüz enerjisi ve arayüzün bağı plastik deformasyon kabiliyetini etkileyen önemli faktörlerdendir. Metalik malzemelerde plastik deformasyonu etkileyen malzeme yapısı ile ilgili önemli faktörlerden birisi de tane boyutudur. Küçük taneli malzeme yüksek kırılma tokluğu ve süneklik özelliklerine sahip olmasına karşın mukavemetinin yüksek olması nedeniyle plastik deformasyon için daha büyük gerilme uygulanmasını gerektirir. Malzemenin üretiminde kullanılan plastik deformasyon veya ısıl işlem sırasında tanelerin kristallografik açıdan tercihli yönlenmesi sonucunda oluşan tekstür de mekanik özelliklerin anizotropoisine sebep olduğundan malzemenin plastik deformasyon özelliklerini etkiler. Malzeme yapısında bulunan metalik olmayan oksit, sülfür veya nitrür gibi kalıntılar genellikle plastik deformasyon kabiliyetini azaltır. Kalıntılar da ikinci faz tanelerinin etkilerine benzer şekilde deformasyonu etkilerler. Kalıntıların mukavemeti ve sünekliği yüksek ise ve de matris taneleri içinde küresel veya lifsel şekilde dağılmışlar ise genellikle zararsızdırlar. Mekanik Özellikler: Metalik malzemelerin mekanik özellikleri, kimyasal bileşimine ve metalurjik yapılarına bağlıdır. Mekanik işlemlerde gerekli olan gerilme, malzemenin deformasyon şartlarındaki
mukavemetine, uygulanabilecek deformasyon oranı ise malzemenin deformasyon şartlarındaki sünekliğe bağlıdır. Deformasyon Hızı: Malzemelerde uygulanan deformasyon hızı, mühendislik deformasyon hızı ve gerçek deformsayon hızı olmak üzere iki şekilde ifade edilir. Bunlardan mühendislik deformasyon hızı, çekme veya basma deneyinde cihazın çene hızı ile doğru orantılıdır. Sıcaklık: Malzemelerin mekanik deneyler ile elde edilen gerilme – birim şekil değiştirme eğrisinin şekline, mukavemetine, sünekliğine ve kırılma özelliklerine deformasyon sıcaklığının etkisi fazladır. Deformasyon sıcaklığı artarken genellikle mukavemet azalır ve süneklik artar. Sıcaklığa bağlı olarak oluşan çökelme, deformasyon yaşlanması veya yeniden kristalleşme gibi yapısal değişmeler ile mekanik özellikler arasındaki bu genel ilişkiyi etkileyebilir.
