Bir mühendisin özellikle makine tasarım sürecinde kullandığı malzemeler hakkında kapsamlı bilgilere sahip olması gerekmektedir. Tasarım sürecinde kullanılan uygun malzemeler tasarımın çok iyi hale gelmesini sağlar. Örneğin, Tasarımda uygun bir malzeme güvenlik faktörünü, ömrünü ve makineyi kullanma deneyimini daha iyi hale getirebilir. Bir mühendis malzeme seçimi için malzemenin mekanik özellikleri ve fiziksel özelliklerini dikkate alır. Bu yazımızda malzemelerin mekanik davranışlarını inceleyeceğiz. Keyifli okumalar.
Yazımızda Neler Var?
Mühedislerin Malzemelere Yaklaşımı İşte Malzemelerin Mekanik Özellikleri
Elasticity (Elastisite veya Esneklik)
Esneklik, malzemeye etki eden dış kuvvetler ortadan kaldırıldığında malzemenin orijinal boyutuna ve şekline dönme eğilimini tanımlar. Plastisite sergileyen malzemelerin aksine (şekil değişikliğinin geri döndürülemediği durumlarda), elastik malzemelerde deformasyon yani şekil değiştirme kalıcı değildir.
Elastik Limit
Elastik sınır, bir malzemenin kalıcı deformasyona uğramadan dayanabileceği maksimum sınırdır. Bir malzeme elastik sınırı aşana kadar elastik olarak kabul edilir. Malzeme elastik sınırı geçtiğinde kalıcı olarak deforme olmaya başlar ve orjinal şekline tekrar geri dönemez.
İlginizi Çekebilir! Araba Tasarımı Ve Üretim Aşamaları-Bir Araba Nasıl Yapılır?
Plasticity(Plastisite)
Esnekliğin tersi Plastisite, malzemeye elastik sınırın ötesinde belirli miktarda yük uygulandığında, herhangi bir kopma veya bozulma olmaksızın kalıcı olarak deforme olduğu malzemenin mekanik özellikleri arasındadır. Akma noktasında malzemeler elastik davranıştan plastiğe geçiş yapar.
Peki Elastik ve Plastik Malzemeler Nelerdir?
Elastik malzemeler, yük kaldırıldıktan sonra orijinal şeklini alabilen malzemelerdir. Plastik malzemeler ise yük kaldırıldıktan sonra orijinal biçimini geri kazanmayan, yani kalıcı olarak deforme olan malzemelerdir.
Elastik malzeme örnekleri: Çelik, Kauçuk, Bakır, Gümüş vb.
Plastik malzeme örnekleri: PVC, kil, plastik sargılar vb.
Malzeme Dayanımı Veya Mukavemet (Strenght)
Mukavemet, bir malzemenin dışarıdan uygulanan yüke ve gerilmelere kırılmadan veya kopmadan dayanma özelliği olarak tanımlanır. Bir malzeme ne kadar fazla yüke dayanabilirse, malzeme o kadar güçlüdür.
Bir malzemenin önce dayanabileceği maksimum yük Ultimate Strenght veya Türkçe karşılığı olan nihai gücü olarak tanımlanır.
Süneklik (Ductility)
Süneklik, bir malzemenin kopmadan önce çekme gerilimi altında plastik deformasyonu ne ölçüde sürdürebildiği ile tanımlanır. Süneklik, bir malzemenin belirli üretim işlemlerine (soğuk işleme gibi) uygunluğunu ve mekanik aşırı yükü absorbe etme kapasitesini tanımlayan mühendislik ve imalatta önemli bir husustur.
Sünek bir malzeme uzama sırasında çatlamamalı veya kırılmamalıdır. Bir malzemenin sünekliği, uzama yüzdesi ve kesit alanındaki azalma yüzdesi olarak ölçülür.
Altın ve gümüş sünek malzemelerdir. Diğer sünek malzemeler arasında bakır (elektrik tellerinin üretiminde yaygın olarak kullanılan), alüminyum, yumuşak çelik, nikel, çinko, kalay vb.
Bu Yazımızı Kaçırmış Olabilirsiniz! Nükleer Enerji Nedir? Nükleer Enerjiden Elektrik Nasıl Üretilir?
Dövülebilirlik (Malleability)
Dövülebilirlik, bir malzemenin yük altında çatlamayacak veya kopmayacak şekilde bası kuvvetlleri uygulayarak ince tabakalar halinde düzleştirilmesi özelliğidir. Altın, gümüş, yumuşak çelik, bakır, alüminyum gibi çoğu sünek malzeme dövülebilirdir.
Dövülebilir malzemelerin en yaygın örneği alüminyum folyodur. Folyo, çok ince alüminyum levhadan yapılmıştır. Bu, dövülebilirlik özelliğinden kaynaklanmaktadır.
Sertlik(Hardness)
Sertlik, bir malzemenin kalıcı girintiye (yani plastik deformasyona) direnme yeteneği olarak tanımlanır. Tipik olarak, malzeme ne kadar sertse, aşınma veya deformasyona o kadar iyi direnir. Dolayısıyla sertlik terimi, bir malzemenin yerel yüzey sertliğine veya çizilmeye, aşınmaya veya kesilmeye karşı direncine de karşılık gelir.
Bu özellik, özellikle aletlerin ve makinelerin tasarımı söz konusu olduğunda çok önemlidir. İş parçasından malzeme kesmek veya çıkarmak için aletler yapılır. Bu nedenle, verimli kesim için takım malzemesinin iş parçasından daha sert olması gerekir.
Sert bir malzemenin çizilmesi zorlaşır ve bu da onu aşınmaya ve yıpranmaya karşı dirençli hale getirir. Elmas, bu gezegende bulunan en sert malzemedir. Sertlik genellikle testin yapılma yöntemine bağlı olan sayılarla ifade edilir.
Bir metalin sertliği aşağıdaki testlerle belirlenebilir:
- Brinell sertlik testi,
- Rockwell sertlik testi,
- Vickers sertlik testi,
- Shore skleroskopu
İlginizi Çekebilir! Rüzgar Enerjisi İle Çalışan Araba Ve Racing Aelous Yarışması
Gevreklik Veya Kırılganlık (Brittleness)
Kırılganlık, yük altında belirli bir noktadan sonra malzemenin herhangi bir uzama olmaksızın kırıldığı veya koptuğu bir malzemenin mekaninik özellikleri arasındadır.
Yükleme davranışı altında% 5’ten daha az uzamaya sahip olan malzemeler kırılgan veya gevrek malzemeler olarak adlandırılır. Gevrek malzemeler, gerilme yüküne maruz kaldıklarında, gözle görülür bir uzama vermeden aniden kırılır veya bozulurlar.
Kırılgan malzeme örnekleri şunları içerir: Dökme Demir, cam, beton, seramik vb.
Tokluk (Toughness)
Tokluk, bir malzemenin kırılmadan veya bozulmadan ani darbeyi absorbe yeteneği olarak tanımlanır. Sert bir malzeme darbeyi emer ve buna göre deforme olur, ancak kırılmaz.
Bir araba örneğini ele alalım. Çekiç alıp bir arabanın gövdesine bir darbe vurursanız, bir çukurla karşılaşabilirsiniz, ancak aynı çekici alıp ön cama vurursanız, cam kırılabilir. Burada araba gövdesinin sert olduğu ve çekiçten gelen enerjiyi absorbe edebildiği kanısına varılır.
Malzemenin sıcaklığı yükseldikçe malzemenin tokluğu azalır. Bu özellik, bir delme makinesinde olduğu gibi şok ve darbe yüklerine maruz kalan makine bileşenlerinde istenene bir özelliktir.
Sürünme( Creep)
Malzeme üzerindeki tekrarlanan yükler ve gerilmeler nedeniyle, malzeme elastik sınırı altında yüklenmesine rağmen, malzemede yavaş yavaş kalıcı olarak deforme olma eğilimindedir. Zamanla oluşan bu deformasyon, Sürünme olarak bilinir.
Yorgunluk(Fatigue)
Tekrarlanan yük ve gerilmeler nedeniyle malzeme akma noktasının altında başarısız olur. Bu yorgunluk olarak bilinir. Tekrarlanan yükler veya gerilmeler bir süre sonra malzemenin hasarına neden olan mikroskobik çatlakların oluşmasına neden olur.
Yorgunluk ve sürünme arasındaki fark nedir?
Sürünme, malzemenin tekrarlanan yüke maruz kaldığında kalıcı deformasyonudur, yorgunluk ise malzemenin tekrarlanan yük altında kopması, kırılması veya bozulmasıdır. Sürünmede deformasyon, yorgunlukta hasar meydana gelir.
Şekillendirilebilirlik (Formability)
Malzemenin ne kadar kolay şekillendirilebileceğine ve istenilen forma nasıl getirilebileceğini etkileyen metallerin özelliğidir. Bir malzemenin şekillendirilebilirliği aşağıdaki faktörlere bağlıdır
- Ana metalde bulunan alaşım elementi,
- Metalin kristal yapısı,
- Metalin tane boyutu.
İlginizi Çekebilir! Güneş Paneli Nasıl Çalışır? Enerjinin En Temiz Halinin Üretimi
Dökülebilirlik(Castability)
Dökülebilirlik, malzemenin çeşitli şekil ve boyutlara kolayca dökülebilmesini sağlayan malzemenin mekanik özellikleri arasındadır.
Dökülebilir malzeme örnekleri şunlardır: Dökme demir, alüminyum, bakır alaşımları, magnezyum vb.
Termal İletkenlik veya Isıl İletkenlik
Isıl iletkenlik, bir malzemenin içinden ısı enerjisi iletme özelliği olarak tanımlanır. Gümüş, alüminyum ve bakır çok iyi ısı iletkenleridir.
Termal Direnç veya Isıl Direnç
Termal direnç, bir malzemenin ısı transferine direnç gösterme kabiliyetinin bir ölçüsüdür. Bir malzeme yüzeyinden ısı transferini ne kadar fazla bloke ederse, termal direnci o kadar fazla olur. Bu kavram, genellikle inşaat endüstrisinde yalıtım etkinliğinin ve enerji verimliliğinin bir ölçüsü olarak uygulanır.
Elektriksel Direnç
Elektrik direnci, bir malzemenin içinden geçen akımın akışını kısıtlayan özelliğidir.
Elektiriksel İletkenlik
Elektriksel iletkenlik, bir malzemenin çok az direnç sunarak akım veya elektrik akışına izin verme özelliğidir. Gümüşün en iyi elektrik iletkeni olarak bilinir, ancak yüksek maliyeti nedeniyle elektrik kablolarında kullanılmaz. Diğer iletken malzemeler arasında bakır, alüminyum, grafit gibi malzemelerdir.
Bu Yazımızı da Okumalısınız! Kuantum Fiziği Nedir? Kuantum Mekaniğine Giriş
Bu yazımızda malzemelerin mekanik özelliklerinden olan elastisiden, plastisiden, sertlikten, sürünmeden, tokluktan, süneklikten ve daha birçok mekanik özellüklerden bahsettim. Umarım faydalı bir yazı olmuştur. Bir sonraki yazılarda görüşmek üzere… Sağlıcakla kalın, LEVTEMS ile kalın…
Eğer Malzemelerin Mekanik Özellikleri Hakkında Bilgi Verdiğimiz Yazımızı Beğendiyseniz, Sosyal Medya Hesaplarınızdan Yazımızı Paylaşarak, Bize Destek Olabilirsiniz.
Kaynakça:
https://www.tr.freelancer.com/community/articles/mechanical-properties-every-mechanical-engineer-should-know
+ There are no comments
Add yours