Malzeme Bilgisi Prof. Dr. Akgün ALSARAN
giriş
Malzeme Bilimi
İçerik
Genel prensipler Haftalık planlama Malzeme bilimi nedir?
Malzeme bilimi hangi konularla ilgilenir? Malzeme çeşitleri nelerdir? Uygulama örnekleri
2
Genel Bilgiler
Öğretim üyesi
Prof. Dr. Akgün ALSARAN
Görüşme saatleri
Normal Öğretim: Salı 15-16 ve İkinci öğretim Salı 16-17
Ders notları
http://muhendis.kafkas.edu.tr http://www.akgunalsaran.com
Değerlendirme
Vize, final, ön test sonuçları ve ödev
Devam durumu
%80 katılım
Kaynaklar
• Ders slaytları • Malzeme Bilimi ve Mühendisliği, William D. Calllister-David G. Rethwisch, Çeviri Editörü Kenan Genel, Nobel, 2013 Genel prensiplerI9I9I8J6 • Malzeme Bilimi ve Muayenesi, Temel Savaşkan, 2009
3
Ders içeriği Hafta
Konu başlıkları
1
Malzeme bilimine giriş , malzemelerin atom yapısı, atomlar arası bağlar
2-3
Kristal yapılar, kristal sistemler, kristal düzlem ve yönleri
4
Amorf yapılar, Kristal yapı hataları, amorf yapılar ve katı eriyikler
5
Difüzyon
7
Malzemelerin mekanik özellikleri ve muayene
8
Yeniden kristalleşme, yaşlanma ve hasar
9
Faz diyagramları
10
Fe-C denge diyagramı
11
Çelikler ve standardizasyon
12
Çeliklere uygulanan ısıl işlemler ve yüzey sertleştirme
13
Mühendislik malzemelerinin kullanım alanları, demir dışı malzemeler, polimerler, seramikler, karma malzemeler (kompozitler)
14
Korozyon, elektriksel, ısıl, manyet,k ve optik özellikler 4
Malzeme nedir? Genel manada malzeme;
İhtiyaç duyulan madde Teknik manada malzeme;
Bir teknik fikri gerçekleştirmede kullanılan katı cisim
Somut olarak;
Hem metaldir, plastiktir, lastiktir, ağaçtır, taştır ve hem de yün, pamuktur. 5
Malzeme nedir? Malzeme Bilimi ve Mühendisliği
Malzeme Bilimi
Malzeme Mühendisliği Özellik Mekanik
Yapı
Makroskobik
Mikroskobik
Performans
Elektrik İşlenebilirlik
Isıl Atomik yapı Manyetik Atom altı yapı
Optik Hasar
6
Malzeme nedir?
Atom altı seviye:
Atomik seviye:
Mikroskobik
Makroskobik seviye:
Bağ oluşumu
Malzeme içerisinde
seviye: Malzeme
Gözle görülebilecek
atomların yerleşim
içerisinde taneler
yapılar.
düzeni. Örneğin C hem
mikroskop ile
grafit hem de elmas
tespit edilebilir.
halindedir. 7
Malzeme nedir?
8
Malzeme nedir? Angstrom Nanometre Micrometre Millimetre
= 1Å = 10 nm = 1μm = 1mm
= 1/10,000,000,000 metre = 10-10 m = 1/1,000,000,000 metre = 10-9 m = 1/1,000,000 metre = 10-6 m = 1/1,000 metre = 10-3 m
Üretim aşamasında kullanılan her bir malzemeyi atom altı seviyeden ele alarak doğru seçim yapabilme kabiliyeti kazanılmalı.
9
Malzeme nedir?
İşlem
Yapı
Özellik
Performans
10
Malzeme bilimi ve önemi Bir malzeme problemi mevcut binlerce malzeme içerisinden doğru olarak seçmektir.
Çalışma koşulları
Hasar oluşma olasılığı
Maliyet
11
Malzeme bilimi ve önemi • Uygun malzeme seçimi • Özel uygulamalar için malzeme dizaynı
• Malzemelerin dizayna uygun bir şekilde verimli ve güvenli kullanımı • Kullanım ömrü tamamlanan malzemelerin geri dönüşümü
Bir boru hattında bakır boru
kullanılmaktadır. Bakır borunun tercih edilme sebebi, bu boruya şekil verebilme zorluğu, verim , maliyet ve ekonomiklik açısından bakır borunun değerlendirmesi ve bakırın geri dönüşümü sizce nasıl olur? 12
Malzeme Mühendisliği Tüm metallerin ve metal olmayan malzemelerin, sentetik ve doğal malzemelerin ham maddelerden üretilmesinden ta eskiyene ve hatta ilaveten hurdadan tekrar kullanılmasına kadar geçen değerlendirmeleri yapan mühendislik dalıdır.
13
Malzemelerin Sınıflandırılması Mühendislik Malzemeleri
Metaller
Demir esaslı metaller
Dökme demirler
Metal olmayan malzemeler
Demir olmayan metaller
Hafif metaller
Çelikler
Inorganik malzemeler
Ağır metaller
Plastikler Yarı iletken
Lamelli Küresel
Temper Beynitik
Yapıl …………
Takım Al, Mg, Ti
Cu, Ni, Zn, Pb
Organik malzemeler
Camlar
Deriler
Ağaçlar
Seramikler Mermerler Betonlar
14
Malzemelerin Sınıflandırılması
Yarı iletkenler Organik doğal malzemeler Plastikler Kompozit
Camlar
Metaller
Demir esaslı malzemelerden dökme demirlerin dışında olan çeliklerin 2000 çeşidi olduğu ve bunlarında kendi içlerinde çeşitli yönlerden sınıflandırıldığı düşünülürse konunun o kadar basit olmadığı anlaşılabilir.
15
Malzemelerin Sınıflandırılması Metal Malzemeler
Lama Çelik Altı köşe çelik
Kare Çelik
Kare Çelik
Dairesel çelik
Oluklu Çelik Çelik Rulman Bakır
16
Malzemelerin Sınıflandırılması Metal Malzemeler
Nikel,çinko,pirinç karışımı metalik paralar
Alüminyum raflar
Alüminyum cephe giydirmeleri ve panjurlar
17
Malzemelerin Sınıflandırılması Seramik Malzemeler
Cam Tuğlalar
18
Malzemelerin Sınıflandırılması Kompozit Malzemeler
Çelik Gövdeli Lastik
Betonarme
19
Malzemelerin Sınıflandırılması
Grafit
Elmas
Celestite
Sülfür
Pyrite(Sülfürdioksit)
20
Malzeme Seçimi
Kalça protezlerine ihtiyaç duyulan durumlar;
Kırıklar Osteoarterit (Kıkırdak iltihabı veya kaybı) Romatoid arterit (Sinoviyal sıvının yetersizliği)
21
Malzeme Seçimi
Gereksinimler Mekanik mukavemet (bir çok çevrim) Düşük sürtünme Biyouyumluluk
22
Malzeme Seçimi
23
Malzeme Seçimi Kalça Protezleri
Kullanılan malzemeler
Metaller
Kobalt- Krom alaşımları
Titanyum ve alaşımları
Paslanma çelik
Polimerler
Polymethyl methacrylate (PMMA) çimento
Ultrahigh molecular weight polyethylene (UHMWPE) çukurcuk (cup) veya astar (liner).
Seramikler
24
Malzeme Seçimi
Çözüm için anahtar
Acetabular cup ı tutmak için sabitleştirici
Cup sürtünmesini azaltmak için
yağlayıcı
Kalça kemiğine ait tutucu
Cup ta herhangi bir aşınma ürününden sakınmak gerekir 25
