MekanikÖzellikler

Hayır, yield (akma) mukavemeti ve tensil (çekme) mukavemeti aynı değildir. Yield (akma) mukavemeti, bir malzemenin kalıcı deformasyon veya önemli bir şekil değişikliği yaşamadan önce dayanabileceği maksimum gerilme miktarını ifade eder. Tensil (çekme) mukavemeti ise, bir malzemenin kırılmadan veya kopmadan önce dayanabileceği maksimum gerilme miktarını belirtir. Bu iki değer, malzeme seçiminde ve mühendislik tasarımlarında kritik rol oynar; çünkü her biri malzemenin farklı stres koşulları altındaki performansını anlamaya yardımcı olur.

Titanyum 5. sınıf alaşım, tavlanmış durumda yaklaşık 895 MPa (130.000 psi) gerilme mukavemeti sergiler. Bazı mekanik özellikleri: Verim gücü: 828-862 MPa (120.000-125.000 psi). Uzama: %14-18. Sertlik: 35 HRC (Rockwell Sertlik Ölçeği). Bu değerler, 5. sınıf titanyum alaşımının yüksek mukavemet ve iyi süneklik sunduğunu, ayrıca yorgunluk ve sürünme direncinin yüksek olduğunu göstermektedir. Ancak, alaşımın soğuk şekillendirilebilirliği sınırlıdır ve karmaşık şekiller için sıcak işleme gerektirir.

1 mm paslanmaz çelik, korozyon direnci ve dayanıklılığı ile bilinir, ancak sağlamlığı, kullanılan paslanmaz çelik kalitesine ve spesifik özelliklerine bağlı olarak değişir. Örneğin, 304 kalite paslanmaz çelik, iyi korozyon direncine sahiptir ve sıcaklığa karşı dayanıklıdır. 1.4122 (X39CrMo17-1) ise martensitik bir paslanmaz çelik olup, yüksek sertlik, aşınma direnci ve korozyon direnci ile karakterize edilir. Paslanmaz çeliklerin sağlamlığı hakkında kesin bilgi almak için, ürünün teknik özelliklerinin kontrol edilmesi önerilir.

Elastik modülün yüksek olması, bir malzemenin stres altında deformasyona karşı daha fazla dayanma kabiliyetine sahip olduğunu gösterir. Elastik modülün yüksek olmasının bazı sonuçları: Plastik (kalıcı) şekil değişimine uğramadan dayanabileceği kuvvet artar. Elastik uzama oranı azalır. Malzeme daha rijit hale gelir. Örneğin, çelik gibi metal malzemeler genellikle yüksek elastik modüle sahiptir, bu da onları yapısal uygulamalar için ideal kılar.

430 ve 304 kalite paslanmaz çelikler aynı değildir, aralarında bazı önemli farklar bulunmaktadır: Kimyasal Bileşim: 304 kalite paslanmaz çelik, %18-20 krom ve %8-10,5 nikel içerirken, 430 kalite paslanmaz çelik %17 krom içerir ve nikel bulunmaz. Korozyon Direnci: 304, daha yüksek krom ve nikel içeriği sayesinde 430'a göre daha yüksek korozyon direncine sahiptir. Manyetik Özellik: 304 manyetik değildir, 430 ise manyetiktir. Maliyet: 430, daha düşük nikel içeriği nedeniyle genellikle daha ekonomiktir. İşlenebilirlik: 304 daha kolay işlenir, 430 ise işlenirken çatlak oluşumuna dikkat edilmelidir. Bu farklar, kullanım alanlarını ve kullanım amaçlarını belirler; 304 daha çok endüstriyel alanlarda, 430 ise gündelik yaşamda tercih edilir.

Gerilme dayanımı, bir malzemenin kalıcı deformasyon veya kırılma meydana gelmeden önce dayanabileceği maksimum çekme gerilimidir. Gerilme dayanımı, çekme testi ile belirlenir ve MPa (megapaskal) veya N/mm² cinsinden ölçülür. Gerilme dayanımı, gerilme-gerinim eğrisinde, numune üzerindeki gerilme gerilmesinin, göreceli uzunluk değişimine karşı çizilmesiyle elde edilir.

Malzemelerin çekme testinde ölçülen bazı parametreler şunlardır: Çekme dayanımı (kopma dayanımı). Akma dayanımı. Kopma uzaması. Yüzde kopma büzülmesi. Elastisite modülü. Poisson oranı. Bu parametreler, malzemenin cinsine, kimyasal bileşimine ve metalografik yapısına bağlıdır.

AISI 4340 ve AISI 4330 çelikleri arasındaki temel farklar şunlardır: Kimyasal bileşim: 4330 çelik, daha yüksek nikel içeriğine sahipken, 4340 çelik daha fazla molibden içerir. 4340 çelik, vanadyum içermez. Mekanik özellikler: 4340 çelik, 4330 çeliğine kıyasla daha yüksek çekme ve akma mukavemetine sahiptir. 4330 çelik, daha fazla süneklik ve tokluk sunar. Isıl işlem: 4330 çelik, doğru ısıl işlemle yüksek tokluk elde edebilirken, 4340 çelik su verme ve temperleme gerektirir. Kullanım alanları: 4330 çelik, yüksek stresli ve aşınma gerektiren uygulamalarda (örneğin, havacılık bileşenleri, dişliler) kullanılır. 4340 çelik, ağır yüklerin taşındığı parçalar (örneğin, uçak iniş takımları, şaftlar) için uygundur. Seçim, uygulamanın özel gereksinimlerine bağlıdır; dayanıklılık ve tokluk önemliyse 4330, yüksek mukavemet ve sertlik önemliyse 4340 çelik tercih edilir.

Alüminyum 7050, yüksek mukavemete sahip bir alaşımdır. Bazı mekanik özellikleri: Çekme dayanımı: Genellikle 70-80 ksi (kilogram/inç kare) aralığında. Verim gücü: 63-75 ksi civarında. Kopma uzaması: Kırılmadan önce orta düzeyde esneklik, genellikle %10-12 civarında. 7050 alüminyum, bazı çelik alaşımlarıyla karşılaştırılabilir bir mukavemete sahiptir. Alaşım, çeşitli temperler elde etmek için ısıl işleme tabi tutulabilir; bunlardan en yaygın olanı T6 temperidir. 7050 alüminyumun gücü, kullanıldığı uygulamaya ve ısıl işlem durumuna bağlı olarak değişebilir.

Çam ağaçları, köknar ağaçlarına göre daha sert ve dayanıklıdır. Köknar ağaçlarının bazı özellikleri: Hafif ve dayanıklı bir yapıya sahiptirler. Yüksek nem dayanımı gösterirler. Reçineleri, çeşitli endüstriyel uygulamalarda kullanılır. Düzgün bir lif yapısına sahiptirler, bu da işlenmelerini kolaylaştırır. Çam ağaçlarının bazı özellikleri: Daha fazla lif ve sertlik sunarlar. Reçineleri, ağaçları zararlılardan korur ve bu da dayanıklılıklarını artırır. Çeşitli iklim koşullarına dayanıklıdırlar ve geniş bir ekolojik alanda yetişebilirler. Her iki ağaç türü de dayanıklı olmasına rağmen, dayanıklılıkları belirli faktörlere bağlı olarak değişkenlik gösterebilir. Hangi türün tercih edileceği, projenin gereksinimlerine, iklim koşullarına ve beklenen kullanım ömrüne bağlı olarak değişiklik göstermektedir.

Titanyum çubuğun kaç kg taşıdığı, çubuğun türüne ve boyutuna bağlıdır. Örneğin, 30 mm çapında ve 1 metre uzunluğundaki bir titanyum çubuk yaklaşık 3,18 kg ağırlığındadır. GR5 titanyum çubuklar, yüksek mukavemet ve hafiflik sunar; bu çubuklar, 895 ila 1000 MPa arasında değişen çekme dayanımına sahiptir. Ancak, bir titanyum çubuğun taşıyabileceği tam yük miktarını belirlemek için mühendislik hesaplamaları ve tasarım faktörleri dikkate alınmalıdır. Daha spesifik bir yük kapasitesi için, çubuğun sınıfı (örneğin, Sınıf 2 veya 5) ve üretim süreci gibi faktörler de göz önünde bulundurulmalıdır.

304 paslanmaz çelik, en yaygın kullanılan paslanmaz çelik kalitelerinden biridir. Başlıca özellikleri: Korozyon dayanımı: Organik ve inorganik kimyasallara, renkli boyalara karşı dayanıklıdır. Isı dayanımı: İyi bir oksitlenme dayanımına sahiptir, ancak karbür çökelmelerine karşı çok dayanıklı değildir. Mekanik özellikler: Yüksek kuvvet basıncına ve yüksek ısıl işleme dayanıklıdır, ancak yüksek akma ve kopma dayanımı gereken yerlerde tercih edilmez. Kaynak yapılabilirliği: Kaynak sonrası tavlama gerektirmez ve tüm standart kaynak tekniklerine uygundur. İşlenebilirlik: İşlenebilirliği düşüktür, yoğun işleme gerektiren yerlerde tercih edilmez. Dövülebilme: Standart bir dövülebilme kabiliyetine sahiptir, ancak aşırı yoğun metal dövme gerektiren yerlerde kullanılmaz. Manyetik özellik: Tavlanmış halde manyetik özellik göstermez, ancak soğuk haddeleme ile manyetik hale gelebilir.

Quench (söndürme) ve temperleme, metal parçaların ısıl işlem süreçleridir. Söndürme, çelik parçaların kritik noktanın üzerindeki bir sıcaklığa kadar ısıtılıp, belirli bir süre bu sıcaklıkta tutulduktan sonra uygun bir hızda su (yağ) içerisinde soğutularak martensit veya bainit yapı elde edilmesi işlemidir. Temperleme, söndürülmüş çelik parçaların iç stresi azaltmak, kırılganlığı düşürmek ve tokluğu artırmak için kritik sıcaklığın altındaki bir sıcaklığa ısıtılıp belirli bir süre bekletildikten sonra oda sıcaklığına soğutulması işlemidir.

9.8 kalite civata, civata kalite sınıflarından biridir ve iki rakamlı bir gösterimle belirtilir. Bu gösterimde: Birinci rakam, malzemenin çekme mukavemetinin değerini 100 ile çarpıldığında verir. İkinci rakam, 10 ile bölündüğünde ve birinci basamakta bulunan çekme mukavemeti ile çarpıldığında, 8.8 kalitesine kadar alt akma gerilme değerini, 8.8'den sonra ise orantısız uzama gerilme değerini elde etmeyi sağlar. Dolayısıyla, 9.8 kalite bir civata, belirli bir çekme mukavemetine ve alt akma gerilme değerine sahip olduğunu ifade eder.

Hayır, akma ve boyun verme aynı şey değildir. Akma, malzemenin plastik deformasyona başladığı ve kalıcı şekil değişimi gösterdiği noktayı ifade eder. Boyun verme ise, çekme deformasyonu sırasında malzemenin kesit alanında lokal daralmaların başladığı ve gerilmenin en yüksek stres veya en düşük sertlik konumunda yoğunlaştığı bir aşamadır. Boyun verme, akma ile yakından ilişkilidir ve genellikle akma sonrasında gerçekleşir.

316L ve 321 paslanmaz çelik arasındaki temel farklar şunlardır: Molibden İçeriği: 316L paslanmaz çelik, yüksek klorür konsantrasyonlarına karşı direnç sağlayan 2-3% molibden içerirken, 321 paslanmaz çelik molibden içermez. Titanyum İlavesi: 321 paslanmaz çelik, titanyum içerir ve bu, yüksek sıcaklıklarda karbür çökelmesini önleyerek yapısal bütünlüğü korur. Korozyon Direnci: 316L, klorür açısından zengin ortamlarda daha iyi korozyon direnci sunar, bu da onu denizcilik ve kimyasal işleme uygulamaları için ideal kılar. Maliyet: 321 paslanmaz çelik, genellikle daha uygun maliyetlidir. Bu farklılıklar, hangi malzemenin belirli bir uygulama için daha uygun olduğunu belirler.

CuZn30 pirinç alaşımının bazı mekanik özellikleri: Çekme dayanımı: 270-630 MPa. Akma dayanımı: ≤ 160 MPa (yumuşak sertlik durumu için). Uzama: %40 ve üzeri. Sertlik: 55-90 HV. Bükme oranı: 90° için HY (bükme ekseni haddeleme yönünün enine) ve HYT (bükülme ekseni haddeleme yönüne paralel). Mekanik özellikler, kimyasal bileşim, soğuk deformasyon seviyesi ve tane boyutuna bağlı olarak değişebilir.

Alt akma noktası (ReL), çekme gerilimi altındaki bir malzemede, kalıcı plastik deformasyonun oluşmadığı, maksimum kuvvetin en düşük gerilim değerine karşılık geldiği noktadır. Bu nokta, yalnızca alaşımsız veya düşük alaşımlı çeliklerde görülür. Alt akma noktası ile ilgili bazı formüller: Alt akma noktası (ReL) = üst akma noktasındaki maksimum kuvvet (FeL) / numune ilk kesiti (S0). ReL = Rp0,2 (soğuk haddelenmiş veya soğuk şekillendirilmiş malzemeler için). Akma noktası, malzemenin elastik davranışının sonu ve plastik davranışın başlangıcını ifade eder.

Çekme dayanım makinesi, bir malzemenin çekme mukavemetini, akma mukavemetini, uzamasını ve elastikiyet modülünü belirlemek için kullanılan bir test cihazıdır. Bu cihaz, numunelere kırılma noktasına ulaşana kadar çekme kuvveti uygular. Tipik bir çekme dayanım makinesi şu bileşenlerden oluşur: yük hücresi; travers; ekstansometre (gerinim dönüştürücü); numune çeneleri; elektronikler; tahrik sistemi. Bu makine, doğru ve güvenilir sonuçlar elde etmek için gelişmiş yazılım ve veri toplama sistemleriyle donatılmıştır.

SUS303, küçük miktarlarda kükürt ve fosfor eklenerek, işlenebilirliği artırılmış bir paslanmaz çelik türüdür. Özellikleri: Mekanik özellikler: Çekme mukavemeti 600-690 MPa, akma mukavemeti yaklaşık 240 MPa'dır. Korozyon direnci: Yeterli korozyon direnci sunar, ancak AISI 316 gibi diğer östenitik kalitelere kıyasla daha düşüktür. İşlenebilirlik: Talaşların kolayca kırılmasını sağlayan sülfür içeriği sayesinde mükemmel işlenebilirlik sunar. Kullanım alanları: Şaftlar, pimler ve hassas vidalar gibi parçaların işlenmesinde kullanılır.