Sunum yükleniyor. Lütfen bekleyiniz

Sunum yükleniyor. Lütfen bekleyiniz

FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ METALÜRJİ EĞİTİMİ BÖLÜMÜ Hazırlayan: Sinan İnci (091122105) MEKANİK VE TAHRİBATSIZ MUAYENE YÖNTEMLERİ DERSİ.

Benzer bir sunumlar


... konulu sunumlar: "FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ METALÜRJİ EĞİTİMİ BÖLÜMÜ Hazırlayan: Sinan İnci (091122105) MEKANİK VE TAHRİBATSIZ MUAYENE YÖNTEMLERİ DERSİ."— Sunum transkripti:

1 FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ METALÜRJİ EĞİTİMİ BÖLÜMÜ Hazırlayan: Sinan İnci ( ) MEKANİK VE TAHRİBATSIZ MUAYENE YÖNTEMLERİ DERSİ SÜRÜNME DENEYİ Kontrol: Doç. Dr. Tülay Yıldız

2 Resim 1: Sürünme Deney Aleti (Instron Model 3367) SÜRÜNME DENEYİ

3 Şekil 1: Tipik Sürünme Deney Aleti Şeması  Malzemeler yüksek sıcaklıkta sabit bir yük altında (hatta kendi ağırlıkları ile bile) zamanla kalıcı plastik şekil değiştirmesine sürünme denir.

4 SÜRÜNME DENEYİ  Sürünme deneyi, malzemenin statik bir yük altındaki karakteristiğini belirlemek için kullanılır.  Sürünme deneyi,  Sürünme deneyi, metalik malzemelerde sürünme ergime sıcaklığının ~1/3’ünde seramik malzemelerde ergime sıcaklıklarının ~2/5 sıcaklıklarında gerçekleşir.  Standartlara göre hazırlanan s  Standartlara göre hazırlanan s ürünme test numunesi test cihazında tutma başlarından tutturularak yüksek sıcaklıkta sabit yük uygulanır.

5  Malzemenin sürünme davranışını etkileyen faktörler: » Malzeme Cinsi, » Malzeme Cinsi, » Sıcaklık, » Sıcaklık, » Yükleme Cinsi, » Yükleme Cinsi, » Yükleme Miktarı » Yükleme Miktarı Bunlara çevre şartları ve malzeme özellikleri de eklenebilir. Bunlara çevre şartları ve malzeme özellikleri de eklenebilir. SÜRÜNME DENEYİ

6  Zamana bağlı olarak her zaman diliminde numunede meydana gelen uzama oranı kaydedilerek Zaman-Uzama grafiği elde edilir.  Ölçümlerin uzatılmış bir zaman aralığında ve yüksek sıcaklıklarda, sabit gerilme ile yapılması sonucunda teknik bir 'Sünme Eğrisi' gözlenir.  Bu sünme eğrisi zamanla oluşan deformasyona tekabül eder.  Tipik bir sürünme grafiği Şekil 2’deki gibidir. SÜRÜNME DENEYİ

7 SÜRÜNME EĞRİLERİ Şekil 2: T ipik bir sürünme e ğ risi (Sabit sıcaklık ve yük altında)

8  A`dan B`ye olan birinci bölgede sürünmede dislokasyon hareketliliği çok hızlı olmaktadır.  İkinci bölgede (B`den C`ye olan bölge) sürünme gerinim hızının zamana bağlı olarak artış oranı sabit kalmaktadır.  C`den D`ye olan üçüncü bölgede iç boşluk oluşumları vuku bulur. SÜRÜNME EĞRİLERİ

9  Malzemenin sürünme özelliklerine sıcaklık gerilme hızı ve mikro yapıları daha çok etki eder (Şekil 3).  Şekilden de anlaşılacağı üzere her iki faktördeki artış sürünme eğrisinde benzer etkilere neden olmaktadır.  Bunlar başlangıç ve kararlı sürünme hızlarındaki artış, kararlı sürünme süresinin kısalması ve üçüncü sürünmenin daha çabuk başlaması ve erken kırılmadır. SÜRÜNME EĞRİLERİ

10 Şekil 3: Sürünme eğrisi üzerine sıcaklık ve gerilmenin etkisi

11   Arrhenius Eşitliği (sıcaklıkla aktive edilmiş fiziksel bir süreçte hız-oran) ile yakından ilgilidir. ε o s = A e -H/RT » ε o s kararlı sürünme hızı, » H aktivasyon enerjisi, » R genel gaz sabiti, » T mutlak sıcaklık » A sabit sayıdır.   Burada A ve H birer mutlak sabit değil basınç, sıcaklık ve metalürjik değişkenlere bağlıdır. KARARLI SÜRÜNME HIZI

12  Kararlı sürünme hızı basınç artışı ile de artar. Her ikisi arasındaki ilişki daha çok "Güç Kanunu Eşitliği" ile ifade edilir. ε o s = β σ n » β sabit değer » β sabit değer » n sabit değer » n sabit değer ( n, 3 veya 8 arasında bir değer alabilir) ( n, 3 veya 8 arasında bir değer alabilir)  Aşağıdaki eşitlikte sıcaklık ve basınç birlikte kullanılmıştır. ε o s = K σ n e -H/RT KARARLI SÜRÜNME HIZI ve BASINÇ

13  Şekil 4`te artan sıcaklık ve basıncın sürünme grafiğine etkisini göstermektedir.  Şekilden de anlaşılacağı üzere her iki faktördeki artış sürünme eğrisinde benzer etkilere neden olmaktadır.  Bunlar başlangıç ve kararlı sürünme hızlarındaki artış, kararlı sürünme süresinin kısalması ve üçüncü sürünmenin daha çabuk başlaması ve erken kırılmadır. SÜRÜNME EĞRİLERİ

14 Şekil 4: Artan sıcaklık veya basıncın sürünme gerinimi üzerine etkisi

15  Sürünme hareketi belli zaman aralıklarında üç farklı davranış gösterir (Şekil 5): 1. Birincil Aşama 1. Birincil Aşama 2. İkincil Aşama (Kararlı Aşama) 2. İkincil Aşama (Kararlı Aşama) 3. Üçüncül Aşama 3. Üçüncül Aşama SÜRÜNME EĞRİLERİ

16 Şekil 5: T ipik bir sürünme e ğ risi (Sabit sıcaklık ve yük altında) Sürünme Hızı= ε=tan  =  /  t

17  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.  Deformasyon sertleşmesi hakim olduğundan sürünme hızı gittikçe düşer. Birincil Sürünme Bölgesi

18  Bu bölgede deformasyon sertleşmesi ile kendine gelme hızı birbirine eşittir.  Bu bölgeye Kararlı Sürünme Bölgesi de denir.  Bu bölge sürünmeye karşı direnmede en yüksek değere sahiptir. Uygulamada çok önemlidir.  Mühendislik hesaplarında saatteki belli sıcaklıktaki sürünme hızı “SÜRÜNME MUKAVEMETİ” olarak alınır.  Örnek olarak % saatte 10 5 –10 7 gibi. İkincil Sürünme Bölgesi

19  Bu bölgede sürünme hızı tekrar artar.  Numune boyun vermeye başlar.  Hızdaki bu değişim malzemenin iç yapısındaki değişimden, boşluk oluşumundan, boşlukların birleşmesinden ve tane sınırlarının kaymasından dolayı hızlı bir plastik deformasyon oluşur.  Sonunda kopma meydana gelir. Üçüncül Sürünme Bölgesi

20  Yüksek sıcaklıklara veya gerilmelere maruz kalan malzemelerin sürünme hareketlerini kısıtlamak için malzemenin iç yapısında değişiklikler yapmak yaygın bir yöntemdir.  Bu sayede malzemenin, sürünme davranışına karşı direnç göstermesi sağlanır. SÜRÜNME DENEYİ

21  Günümüzde yüksek sıcaklık uygulamaları » Türbinler » Kimyasal ve petrokimyasal endüstriler » Nükleer Reaktör alanlarında görülür.  Sürünme genel bir kural olarak; Metaller için : T > ( ) Tm Seramikler için : T > ( ) Tm şartlarında başladığı bilinmelidir. (Tm malzemenin Kelvin cinsinden ergime sıcaklığı)

22 Sürünmeye Dayanıklı Alaşımlar  Sürünmeye dayanıklı alaşımların geliştirilmesi dislokasyon hareketliliğinin zor olduğu malzemelerin üretilmesi ile mümkündür.  Ergime sıcaklığı çok yüksek bazı metaller, » W-V (Tm 3377 o C) işlenmesi çok zordur, » Mo (Tm 2607 o C) uçucu oksitler oluşturur, » Os (Tm 3027 o C) ise çok pahalıdır.  Bu nedenle günümüzde » Ni (Tm 1453 o C) ve Co (Tm 1492 o C) kulla nılmaktadır.

23 SÜRÜNME DENEYİ  Sıcaklık ve yükleme miktarı arttıkça sürünme hareketinde de artış meydana gelir.  Üretilen bazı ürünlerin malzemeleri yüksek sıcaklıklara maruz kalmaktadır. » Gaz türbinlerinde bulunan türbin pervaneleri (Resim 2), » Uçak türbin kanadı (Resim 3) buna örnek olabilir.

24 Resim 3: Uçak türbin kanadında taneler arası çatlama ve tipik sürünme deformasyonu Sürünme Hasarı Örnekleri Resim 2: Gaz t ürbin kanadındaki sürünme sebebiyle olu ş an çatlak

25  Kırılma olsun ya da olmasın parçanın yüksek sıcaklık ve gerilme altında aşırı plastik deformasyona veya çarpılmaya uğraması bir sürünme hasarıdır. Sürünme Hasarları

26  Bir kırılmanın şekli malzemeye, sıcaklığa ve uygulanan gerilmeye bağlıdır.  Yüksek sıcaklıkta altında kırılma (Resim 4); » Kopma şeklinde (a) » Kopma şeklinde (a) » Taneleri keserek sürünme şeklinde (b) » Taneleri keserek sürünme şeklinde (b) » Taneler arası sürünme şeklinde olur. (c) » Taneler arası sürünme şeklinde olur. (c) Yüksek Sıcaklıkta Kırılma

27 Resim 4: Yüksek Sıcaklık Altında Kırılmalar

28 Sürünme Hasarı Örnekleri Resim 5: Çeşitli Malzemelerde ki Sürünme Hasarı Örnekleri

29 Resim 7: Taneler arası kırılma Resim 6: Sürünmede boşluk ve küçük çatlaklar Sürünme Hasarı Örnekleri

30 Resim 8: Sürünme testinden sonra düşük bir sıcaklıkta darbe ile kırılmış bir numunenin kırılma yüzeyindeki sürünme boşlukları TEM de 5000X büyütme Resim 10: 618 °C östenitik paslanmaz çeliğin gerilme kırılma yüzeyine yakın 300X büyütmedeki yapısı Sürünme Hasarı Örnekleri Resim 9: Uçak türbin kanadındaki sürünme sebebiyle germe ve boyun teşekkülü

31 Faydalanılan Kaynaklar:  Prof. Dr. İrfan AY, Sürünme Hasarları, ttp://web.sakarya.edu.tr/~aokurt/dersler/malzyuk/ders_notu.pdf ttp://web.sakarya.edu.tr/~aokurt/dersler/malzyuk/ders_notu.pdf  Doç. Dr. Ali Osman KURT, "Malzemelerin Yüksek Sıcaklık Davranışları“ Ders Notu, Ahmet GÜRAL, “Mekanik” Ders Notu,  Yrd. Doç. Dr. Ahmet GÜRAL, “Mekanik” Ders Notu,  ODTÜ Merkezi Laboratuarı, Mekanik Test Cihazları, Sürünme Test Cihazı,


"FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ METALÜRJİ EĞİTİMİ BÖLÜMÜ Hazırlayan: Sinan İnci (091122105) MEKANİK VE TAHRİBATSIZ MUAYENE YÖNTEMLERİ DERSİ." indir ppt

Benzer bir sunumlar


Google Reklamları