MekanikÖzellikler

Yield strength (akma dayanımı) ve tensile strength (çekme dayanımı) aynı şeyler değildir, ancak her ikisi de bir malzemenin dayanma limitini ölçen önemli mekanik özelliklerdir. Çekme dayanımı, bir malzemenin gerilme veya çekme kuvveti altında kırılmadan önce dayanabileceği maksimum stresi ifade eder. Akma dayanımı ise, bir malzemenin kalıcı deformasyon başladığı stres seviyesini belirtir; yani malzemenin elastik davranıştan plastik davranışa geçtiği noktayı gösterir.

Titanyum 5. sınıf alaşım (Ti-6Al-4V), yüksek mukavemet özelliklerine sahiptir. Bu alaşımın mekanik özellikleri şunlardır: - Çekme dayanımı: 950 MPa (138 ksi). - Akma dayanımı: 828-924 MPa. - Uzama: %14. Ayrıca, aşınma direnci ve ısı direnci de yüksektir.

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, malzemenin sertliğinin ve dayanıklılığının artması anlamına gelir. Ancak, elastik modülün yüksek olması malzemenin kırılganlık riskini de artırabilir çünkü çok yüksek elastik modüle sahip malzemeler genellikle daha az esnek olur ve ani yüksek kuvvetler altında kolayca kırılabilir.

Gerilme dayanımı, bir malzemenin kırılmadan veya bozulmadan önce dayanabileceği en yüksek çekme gerilmesi olarak tanımlanır. Bu değer, malzemenin gerilim altında kırılmaya karşı direncinin bir ölçüsüdür ve gerilme-gerinim eğrisi üzerindeki tepe noktasını temsil eder.

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.

Malzemelerin çekme testinde ölçülen temel parametreler şunlardır: 1. Akma Dayanımı: Malzemenin plastik olarak deforme olmaya başladığı stres noktası. 2. Çekme Dayanımı: Malzemenin kırılmadan önce dayanabileceği maksimum gerilim. 3. Elastik Modül (Young Modülü): Elastik bölge içindeki gerilimin gerinime oranı, malzeme sertliğini gösterir. 4. Uzama: Malzemenin kırılmadan önce uzunluğundaki artış yüzdesi. 5. Poisson Oranı: Malzemeye çekme kuvveti uygulandığında, malzemenin uzamasıyla birlikte enine kesitte meydana gelen daralmanın oranı. Ayrıca, Sürünme Hızı ve Yorulma Dayanımı gibi daha spesifik parametreler de ölçülebilir.

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.

Çam ağacı, köknar ağacından daha sağlamdır. Çam ağaçları, daha fazla mekanik dayanım sunar ve ağır yük taşıma kapasitesi daha yüksektir.

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.

Titanyum çubukların taşıma kapasitesi, çubuğun çapına ve kalınlığına bağlı olarak değişir. Örneğin, 210g ağırlığında ve içi boş titanyum tüpten yapılmış bir titanyum çubuk, yaklaşık 434 MPa tensil (gerilme) gücüne sahiptir ve bu da çelik alaşımların gücüne eşdeğerdir. Ancak, kesin taşıma kapasitesi için spesifik bir titanyum çubuğun teknik özelliklerine bakmak gereklidir.

Quenching (su verme) ve temperleme (menevişleme), metallerin ve alaşımların mekanik özelliklerini iyileştirmek için kullanılan bir ısı işlemi sürecidir. Quenching süreci şu şekilde gerçekleşir: 1. Çelik, 1600 dereceye kadar yüksek bir sıcaklığa kadar ısıtılır. 2. Daha sonra, austenit adı verilen yumuşak bir yapıya dönüşmesi için bekletilir. 3. Son olarak, çelik, martensit veya diğer kararsız yapısal dönüşümlerin gerçekleşmesi için uygun bir soğutma hızında soğutulur. Temperleme süreci ise şu adımları içerir: 1. Quenching işleminden sonra çelik çok sert ve kırılgandır. 2. Çelik, kritik AC1 noktasının altındaki uygun bir sıcaklığa kadar belirli bir süre boyunca ısıtılır. 3. Daha sonra, gerekli mikroyapıyı ve özellikleri elde etmek için tatmin edici bir yöntemle soğutulur.

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.

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.

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.

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 (CW505L) alaşımının mekanik özellikleri şunlardır: - Çekme dayanımı: 270-410 MPa; - 0,2% akma dayanımı: 160-260 MPa; - Minimum uzama: %50 (R270), %15 (R410); - Vickers sertliği: 55-90 (H055), 95-125 (H095), 120-155 (H120); - Elastikiyet modülü: 115 kN/mm².

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, malzemelerin mekanik özelliklerini test etmek için kullanılan bir cihazdır. Bu cihaz, numunelere kırılma noktasına kadar çekme kuvveti uygulayarak aşağıdaki parametreleri belirler: Çekme mukavemeti: Malzemenin kırılmadan önce dayanabileceği maksimum kuvvet. Akma mukavemeti: Malzemenin kalıcı deformasyon başladığı nokta. Elastikiyet modülü: Malzemenin esneklik derecesi. Çekme dayanım makineleri, metallerden plastiklere, kompozitlerden seramiğe kadar çeşitli malzemeleri test edebilir ve araştırmacıların farklı malzemelerin gerilim altındaki performanslarını karşılaştırmalarına olanak tanır.

SUS303, östenitik paslanmaz çelik sınıfına ait bir malzemedir. Başlıca özellikleri: - Korozyon direnci: İyi korozyon direncine sahiptir, özellikle asitli ortamlarda dayanıklıdır. - İşlenebilirlik: Kolayca işlenebilir, kesim sırasında oluşan talaşlar küçüktür ve aletlere yapışma olasılığı düşüktür. - Mekanik özellikler: Manyetik değildir, ancak işlemden sonra zayıf bir şekilde manyetik hale gelebilir. Kullanım alanları: Şaftlar, pimler, hassas vidalar, torna parçaları gibi çeşitli hassas bileşenlerin üretiminde kullanılır.