close

Enter

Log in using OpenID

Plastik Şekil Verme-4

embedDownload
Plastik akmanın matematiksel tarifi
1
ÖRNEK
Bir alaşım için 415 MPa gerçek gerilme değeri 0.10 gerçek
gerinim değeri oluşturduğuna göre pekleşme üstelini hesaplayınız
Mukavemet katsayısını 1035 MPa olarak alınız
2
Çözüm
3
ÖRNEK
Mukavemet katsayısı 700 MPa ve pekleşme üsteli 0.5 olan bir
malzeme için gerçek çekme gerilmesi nedir?
4
Çözüm
5
Şekil değişimi hızının akma üzerindeki etkisi
6
Önceki konularda, bazı malzemelerin şekil değiştirdikçe dayanımlarının arttığından
söz edilmişti. Gerinim sertleşmesi ya da pekleşme adını verdiğimiz bu işleyiş, şekil
değişimi miktarına bağlı olarak malzemede bulunan dislokasyon sayısının artması
sonucu ortaya çıkar. Bir malzemenin şekil değişimine bağlı olarak ne kadar
kuvvetlenebileceğini ifade etmek için, n ile gösterilen gerinim sertleşmesi katsayısı
kullanılır. Bu katsayının yüksek olması malzemenin yüksek pekleşme kapasitesine
sahip olduğunu, dolayısıyla da sünekliğini ifade eder.
Bu işleyişten ayrı olarak, bazı malzemelerin şekil değişimi hızına bağlı olarak da
sertleşebildikleri (İngilizce: strain-rate hardening) görülür. Bu demek oluyor ki, bu
özelliğe sahip bir malzemeye iki farklı hızda çekme testi uyguladığımızda aynı
gerilim-gerinim eğrisini elde etmiyoruz. Aksine, daha hızlı çektiğimiz numunenin
eğrisi diğerine kıyasla yukarı kayıyor – yani malzemenin kuvvetlendiğini gösteriyor.
Şekil değişimi hızı, adından da açıkça anlaşılacağı üzere, malzemenin şeklinin ne
kadar hızlı değiştirildiğini ifade eder. Örnek olarak çekme testini ele alırsak, şekil
değişim hızı, numunenin hangi hızda çekildiğini gösterir. Şekil değişimi hızı,
malzemede oluşan uzama değil, gerinim göz önüne alarak ifade edilir. Gerinimin
birimsiz bir nicelik olması nedeniyle şekil değiştirme hızı “1/sn” birimiyle gösterilir.
7
Şekil değişimi hızı kavramına daha yakından bakmak için,
tekrar tek eksenli çekme testini ele alalım. Gerinim
sertleşmesine benzer şekilde, şekil değişimi hızının plastik
akma eğrisi üzerindeki etkisini tarif etmek için Hollomon
eşitliğine benzeyen aşağıdaki eşitlik kullanılır.
Bu eşitlikte yeralan m katsayısına şekil değiştirme hızı duyarlılığı
(İngilizce: strain-rate sensitivity) adı verilir. Eşitliğin sağında en
sonda yer alan, üzerindeki nokta olan ε işareti, gerinimin zamana
bağlı değişimini, yani şekil değiştirme hızını ifade etmektedir.
Şekil değiştirme hızı duyarlılığı da, tıpkı gerinim sertleşmesi
katsayısı gibi, malzemenin çekme hızına bağlı olarak ne kadar
sertleşebileceğini gösteriyor.
8
9
Şekil değişimi hızı duyarlılığının en büyük önemi, malzemenin sünekliğini
ciddi bir şekilde etkiliyor olmasıdır. Tıpkı gerinim sertleşmesi katsayısının
sünekliği ifade ediyor olması gibi, bir malzemenin şekil değiştirme hızı
duyarlılığının yüksek olması da, yine yüksek sünekliğe işaret eder.
Dolayısıyla n ve m katsayıları ne kadar yüksekse, plastik kararsızlığın o
kadar geç başlayacağı söylenebilir.
Şekil değiştirme hızı duyarlılığının değeri 0 ile 1 arasında değişir. Bu
katsayının 0 olması malzemenin şekil değiştirme hızına duyarlı olmadığını,
yani hangi hızda çekersek çekelim aynı akma eğrisini elde edeceğimizi
gösterir. Katsayının 1′e eşit olması ise, numuneyi her ne kadar çekersek
çekelim, plastik kararsızlığın hiçbir zaman başlamayacağını, çektiğimiz
sürece numunenin uzamaya devam edeceğini gösteriyor.
10
Sıcaklığın akma üzerindeki etkisi
Yukarıdaki şekilde aynı malzemeye ait, fakat farklı sıcaklıkta çekilmiş 3 numuneye
ait mühendislik gerilim – gerinim eğrisi gösterilmektedir. Sıcaklık
arttıkça m katsayısının da artması nedeniyle malzeme bir yandan sünekleşirken bir
yandan da mukavemeti düşmektedir. Yüksek sıcaklıkta malzemelerin şekil
değişimine daha kolay girebiliyor olmalarının sağladığı birçok kolaylık olsa da, bu
durum sürünme (İngilizce: creep) gibi sorunlara da yol açabilir.
11
METALURJİK ESASLAR
Plastik şekil verme yöntemleri ile biçimlendirilen metal
malzemeleri sadece dış kuvvetlerin etkisiyle şekil değiştiren
geometrik cisimler olarak görmek doğru değildir. Üretilecek
parçaların belirli bir biçime sahip olmalarının yanı sıra,
dayanım ve süreklilik gibi içyapıya bağlı kullanım
özelliklerini de sağlaması istenmektedir. Plastik şekil verme
sırasında metalin iç yapısı ile şekillendirme işlemi birbirlerini
karşılıklı olarak etkilediği için, metalurjik etkenlerin de iyi
bilinmesi ve içyapısal oluşumların dikkate alınması
gerekmektedir. Bu bölümde plastik şekil değişimine ait
metalurjik esaslı bilgilerin kısa bir özeti yapılacaktır.
12
Metallerin Kristal Yapıları
13
14
Plastik Deformasyon Mekanizmaları
Deformasyon
mekanizmaları
Kayma
Tane sınırı
kayması
İkizlenme
Dislokasyon
sürünmesi
En yaygın plastik deformasyon
oluşum mekanizmasıdır
Kaymanın kolay olmadığı
durumlarda görülür
Yüksek sıcaklık, düşük
deformasyon hızlarında
görülür
Yayınma sonucu atomların
yer değiştirmesi ile oluşur
15
1. Kayma
16
17
18
19
2. İkizlenme
20
İkizlenme ve kayma arasındaki farklar
21
3. Tane Sınırı Kayması
Çok kristalli malzemelerde, yüksek sıcaklık ve düşük deformasyon
hızlarında meydana gelir. Taneler birbirlerine göre yer
değiştirirler.Bu kayma yön değiştirmesi esnasında tane kenarlarında
mikro boşluklar oluşur.Deformasyon sırasında bu boşluklar büyür ve
erken kırılmaya neden olur.Çekme eksensiyle 45° açı yapan tanelerde
en fazla kayma olur.
σ


Tane sınırları kayması sonucu mikro boşluklar
σ
22
4. Dislokasyon Sürünmesi
23
Malzemelerin Plastik Şekillendirme Sınırı
Malzemelerin plastik şekillendirme sınırını etkileyen üç faktör vardır.
Bunlar;
1. Şekillendirme sırasındaki gerilme durumu
2. Şekillendirme sıcaklığı
3. Şekil verme (deformasyon) hızı
24
Plastik Şekil Verme Sonrası Yöne Bağımlılık
25
26
27
28
Artık (Kalıntı) Gerilmeler
29
30
Author
Document
Category
Uncategorized
Views
30
File Size
4 428 KB
Tags
1/--pages
Report inappropriate content