close

Enter

Log in using OpenID

Sürünme hasarı - Prof.Dr Akgün Alsaran

embedDownload
Sürünme Hasarı
HASAR ANALİZİ
Prof. Dr. Akgün ALSARAN
11
Giriş
Sürünme nedir
Sürünmeye etki eden faktörler
Sürünme hasarı mekanizmaları
Sürünme hasarı örnekleri
Ana Hatlar
22
Özellikle 1930’lu yıllardan itibaren teknolojide meydana gelen önemli
gelişmeler. Yüksek sıcaklıklara dayanıklı malzeme gereksinimini artırmıştır.
Günümüzde yüksek sıcaklık uygulamaları;
• Türbinler,
• Kimyasal ve petrokimyasal endüstriler
• Nükleer reaktörler alanlarında olmaktadır.
Bu alanlarda kullanılan malzemelerin özelliklerinde zamanla meydana gelen
hasar iki grupta toplanabilir.
• Mekanik Hasarlar
• Kimyasal hasarlar
Düşük sıcaklıklarda plastik şekil değişimi sadece malzemeye uygulanan
gerilmeye bağlıdır. Sürünmenin sebep olduğu plastik deformasyon ise gerilme
yanında sıcaklık ve zamana bağlıdır.
Giriş
33
Giriş
44
Malzemelerin yüksek sıcaklıkta sabit bir yük altında (hatta kendi ağırlıkları ile bile)
zamanla kalıcı plastik şekil değiştirmesine sürünme denir.
Malzemenin akma gerilmesinin altında sürekli olarak uygulanan
gerilme nedeniyle oluşan yavaş deformasyon
Sürünme
55
Sürünme deneyi, sabit sıcaklık ve sabit gerilme altında yapılır ve birim uzamanın
zamanla artışı sürünme eğrisi olarak çizilir.
Sürünme
66
Birincil bölgede;
Yükün etkisiyle numune uzar, burada
dislokasyon hareketleri hakimdir.
Numunede deformasyon sertleşmesi
olur. Diğer taraftan yüksek sıcaklık
nedeni ile iç gerilmeler giderilir.
Kendine gelme, toparlanma oluşur.
Pekleşme hızı toparlanma hızından
daha fazladır bu nedenle sürünme hızı
yavaşlar.
Sürünme
77
İkincil bölgede;
•
Dislokasyon ağları ve yığılmaları
rahatlama mekanizmaları olarak da
adlandırılabilecek dislokasyon
tırmanması ve dislokasyon kayması ile
dengelenir ve bu nedenle gerinim artış
oranı sabit kalır.
•
Pekleşme hızı ve toparlanma hızı
birbirine eşittir.
•
Sürünme hızı şekildeki gibi ikincil
bölgenin eğimidir.
•
Mühendislik hesaplarında saatteki, belli
sıcaklıktaki sürünme hızı SÜRÜNME
MUKAVEMETİ olarak alınır.
Sürünme
88
Üçüncül bölgede;
• C`den D`ye olan üçüncü bölgede iç
boşluk oluşumları luşur.
• Boyun oluşumu meydana gelir ve
buna bağlı olarak gerilim (stres)
artar.
• Yumuşama hızı pekleşme hızından
daha fazla olur ve malzeme
kopuncaya kadar sürünme hızı
giderek artar.
Sürünme
99
Yaklaşık 0,4.Tm ve üzeri sıcaklıklarda sürünme
hızı önemli oranda artış gösterir.
Alüminyum ve alaşımları yaklaşık 250°C’de
sürünme davranışı gösterirken, kalay ve kurşun
gibi yumuşak metaller oda sıcaklığında
sürünür.
Sıcaklık nedeniyle türbin
kanadında meydana gelen hasar
Nikel esaslı alaşımlar yaklaşık 650°C’de
sürünürken, çelik 450 °C’de sürünür.
Düşük sıcalıklarda çekme deneyi
sonucu oluşan klivaj kırılması,
Sürünme
10
10










.
.
Zaman
Zaman

d2
d1> d2
d: Tane çapı
Zaman
Sürünmeye etki eden faktörler
11
11
Alaşım İlavesi: Alaşım miktarı arttıkça sürünme
dayanımı artar.
Soğuk şekillendirme: Dislokasyon hareketliliği
engellendiği için sürünme dayanımı artar. Fakat soğuk
şekillendirme yeniden kristalleşme sıcaklığını azalttığı
için %15-20 arasında olmalıdır.
Çökelme sertleşmesi: Çökelme sertleşme
mekanizmasında dislokasyon hareketliliği engellendiği
için sürünme dayanımı olumlu yönde etkiler. Aşırı
yaşlanma bölgesine geçmemeye dikkat edilmelidir.
Sürünme dayanımını artırmak
12
12
Dislokasyonların kayma ve tırmanması
Tırmanma: Yüksek sıcaklıkta boş yerlerin yayınması ile dislokasyonunun bulunduğu
düzlemi terk etmesi olayıdır. Dislokasyon düzensizlikten uzağa tırmandıktan sonra kaymaya
devam ederek, uygulanan en düşük gerilmelerde bile numunenin şekil değiştirmesini
sağlar.
Sürünme mekanizmaları
13
13
Tane sınırı kayması
Yüksek sıcaklıklarda aktif hale gelen bir mekanizmadır. Artan sıcaklıkla taneleri bir arada
tutan kuvvet azalır ve etki eden gerilmelerin etkisi ile tanelerin birbirleri üzerinde
kaymaları mümkün hale gelir.
σ


σ
Sürünme mekanizmaları
14
14
Nabarro Herring Sürünme
Bu tip sürünmede atomlar tane içinde yayınarak
olarak, tanelerin uygulanan gerilme doğrultusunda
deforme olmasına neden olurlar.
Sıcaklık arttıkça atomların difüzyonu kolaylaşacağı
için, bu tip sürünme büyük oranda sıcaklığa bağlıdır.
Bu tip sürünme oldukça yüksek sıcaklıklarda meydana
gelir.
Uygulanan gerilmenin ve tane boyutunun bu tip
sürünmeye olan etkisi azdır.
Sürünme mekanizmaları
15
15
Coble Sürünme
Bu tip sürünmede atomlar tane sınırları boyunca difüze
olarak tanelerin, uygulanan gerilme doğrultusunda
deforme olmasına neden olurlar.
Tane sınırlarındaki difüzyon, tane içine göre daha
kolay olduğu için, bu tip sürünmenin gerçekleşmesi için
çok yüksek sıcaklıklara gerek yoktur.
Bu yüzden bu tip sürünme, Nabarro-Herring tipi
sürünmeye göre daha düşük sıcaklılarda gerçekleşir.
Bu tip sürünmede ana etken tane boyutudur.
Tane
boyutu
küçüldükçe,
tane
sınırlarının
sayısı
artacağından bu tip sürünmenin etkisi artacaktır.
Sürünme mekanizmaları
16
16
Kırılma iki farklı yüzey gösteriyor, yavaş
ilerleme bölgesi, hızlı ilerleme bölgesi
Sürünme hasarı örnekleri
17
17
Boşlukların gelişimi
Sürünme hasarı örnekleri
18
18
Uçak kanadı, büyütme oranına göre resimler
Sürünme hasarı örnekleri
19
19
Sürünme hasarı örnekleri
20
20
Kurşun tank çalışma esnasında hasara uğramış
Tankın sol tarafından alınan numunenin
SEM görüntüleri
Sürünme hasarı örnekleri
21
21
Tankın orta tarafından
alınan numunenin SEM
görüntüleri
Tankın sağ tarafından alınan numunenin SEM görüntüleri
Kırılma yüzeyleri intergranüler kırılma gösterir ve düz kırılma yüzeylerinde ince çatlak
hatları mevcuttur. Bu ince çatlaklar kırılmadan önce sürünme hasarının belirtisidir.
Sürünme hasarı örnekleri
22
22
Sürünme hasarı örnekleri
23
23
Sürünme hasarı örnekleri
24
24
Sürünme hasarı örnekleri
25
25
Sürünme hasarı örnekleri
26
26
Author
Document
Category
Uncategorized
Views
14
File Size
2 279 KB
Tags
1/--pages
Report inappropriate content