Malzeme ders5 sertlik · 2018-05-27 · 1) Malzeme yüzeyini sert bir cisim ile çizerek yapılan sertlik deneyleri. PAÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü Malzeme Bilgisi Dersi Yrd

SERTLSERTLİİKK

Yrd. Doç. Dr. Hayri ÜNPamukkale Üniversitesi

2007 - BAHAR

MALZEME BMALZEME BİİLGLGİİSSİİ 55

İİkinci derecede kinci derecede öönem tanem taşışıyabilen bazyabilen bazıı öözellikler, zellikler, ççooğğunlukla birinci unlukla birinci derecedeki derecedeki öönemli nemli öözelliklere bazelliklere bağğllııddıır. r. ÖÖrnerneğğin, basin, basıınnçç dayandayanıımmııyyüüksek olan bir malzemenin ksek olan bir malzemenin ççooğğunlukla sertlik derecesi de fazladunlukla sertlik derecesi de fazladıır.r.

SERTLSERTLİİKKCisimlerin en Cisimlerin en öönemli mekanik nemli mekanik öözellikleri zellikleri basbasıınnçç, , ççekme, kesme ve ekme, kesme ve eeğğilmeilme dayandayanıımlarmlarııddıır. r.

PAÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü Malzeme Bilgisi Dersi Yrd. Doç. Dr. Hayri ÜN22

Sert bir cisim, genellikle yumuSert bir cisim, genellikle yumuşşak olmayan ve baak olmayan ve başşka bir cismin ka bir cismin kuvvet altkuvvet altıında o malzeme inda o malzeme iççine girmesine bine girmesine büüyyüük direnk dirençç ggöösteren bir steren bir malzemedir. malzemedir.

Sertlik, malzeme ySertlik, malzeme yüüzeyinin kalzeyinin kalııccıı şşekil deekil değğiişştirmeye gtirmeye göösterdisterdiğği i direndirençç olarak tanolarak tanıımlanabilir. mlanabilir.

Sertlik, malzemelerin plastik deformasyona karSertlik, malzemelerin plastik deformasyona karşışı ggöösterdisterdiğği i direndirenççtir.tir.

SERTLSERTLİİKKSertlik izafi bir Sertlik izafi bir ööllçüçü olup solup süürtrtüünmeye, nmeye, ççizmeye, kesmeizmeye, kesmeğğe ve e ve plastik deformasyona karplastik deformasyona karşışı direndirençç olarak tarif edilir.olarak tarif edilir.


Uygun olarak seUygun olarak seççilen sert uilen sert uçç, uygulanan y, uygulanan yüük altk altıında nda malzemeye batmalzemeye batıırrııldldığıığında malzeme nda malzeme üüzerinde bir iz bzerinde bir iz bıırakacaktrakacaktıır. r. Malzemenin sertliMalzemenin sertliğği, bu izin bi, bu izin büüyyüüklklüüğğüüyle ters orantyle ters orantııllııddıır.r.

Sertlik Sertlik ööllççme genellikle, konik veya kme genellikle, konik veya küüresel standart bir ucun resel standart bir ucun malzemeye batmalzemeye batıırrıılmaslmasıına karna karşışı malzemenin gmalzemenin göösterdisterdiğği direnci i direnci ööllççmekten ibarettir.mekten ibarettir.

SERTLSERTLİİKK

a)a) Malzemenin kMalzemenin köökeni hakkkeni hakkıında bilgi verir.nda bilgi verir.


Bir cismin sertliBir cismin sertliğğinin bilinmesinde inin bilinmesinde şşu yararlar vardu yararlar vardıır :r :

b)b) Malzemenin diMalzemenin diğğer er öözellikleri hakkzellikleri hakkıında fikir verir. nda fikir verir. ÖÖrnerneğğin, sertlik in, sertlik malzemenin imalzemenin işşlenebilme lenebilme öözellizelliğğini gini göösterebilir. Genellikle sertlik ile sterebilir. Genellikle sertlik ile iişşlenebilme lenebilme öözellizelliğği arasi arasıında ters banda ters bağığıntntıı vardvardıır. Dir. Diğğer bir deyier bir deyişşle, le, sert malzemeleri isert malzemeleri işşlemek zordur.lemek zordur.

c)c) Sertlik deneyleri basit ve tahribatsSertlik deneyleri basit ve tahribatsıız deneyler olduz deneyler olduğğundan, undan, malzemenin dimalzemenin diğğer er öözellikleri hakkzellikleri hakkıında, malzemeyi elden nda, malzemeyi elden ççııkarmadan bir fikir edinilebilir. Daha sonra karmadan bir fikir edinilebilir. Daha sonra öörnek rnek üüzerinde dizerinde diğğer er deneyler yapdeneyler yapıılabilir.labilir.

increasing hardness

most plastics

brasses Al alloys

easy to machine steels file hard

cutting tools

nitrided steels diamond

SERTLSERTLİİKK

11)) Malzeme yMalzeme yüüzeyini sert bir cisim ile zeyini sert bir cisim ile ççizerek yapizerek yapıılan lan sertlik deneyleri.sertlik deneyleri.


Cisimlerin sertliCisimlerin sertliğği i ööllççme yme yööntemleri ntemleri üçüç gruba ayrgruba ayrıılabilir:labilir:

22)) Malzemeye sert bir cismi kuvvet altMalzemeye sert bir cismi kuvvet altıında batnda batıırmak rmak suretiyle yapsuretiyle yapıılan sertlik deneyleri.lan sertlik deneyleri.

3)3) Sert bir bilyaySert bir bilyayıı malzeme malzeme üüzerine dzerine düüşşüürmek ve srmek ve sııççratmak ratmak suretiyle yapsuretiyle yapıılan sertlik deneyleri.lan sertlik deneyleri.

SERTLSERTLİİKK


ÇÇizerek yapizerek yapıılan sertlik deneyleri.lan sertlik deneyleri.

Sert bir malzeme Sert bir malzeme kendisinden daha az kendisinden daha az sert olan bir malzemeyi sert olan bir malzemeyi ççizer. izer.

Bu faktBu faktöörrüü ggööz z öönnüüne alarak bir seri mineral ne alarak bir seri mineral sertlisertliğğine gine gööre sre sııralanarak, Mohs skalasralanarak, Mohs skalasıı olarak olarak adlandadlandıırrıılan, yarlan, yarıı--kantitatif bir cetvel elde edilmikantitatif bir cetvel elde edilmişştirtir

SERTLSERTLİİKK


MOHS SERTLMOHS SERTLİİK SKALASIK SKALASI1.1. TALKTALK

2.2. JJİİPS (ALPS (ALÇÇI TAI TAŞŞI)I)

3.3. KALSKALSİİTT

4.4. FLORFLORİİTT

5.5. APATAPATİİTT

6.6. ORTOKLAZORTOKLAZ

7.7. KUVARSKUVARS

8.8. TOPAZTOPAZ

9.9. KORONDENKORONDEN

10.10. ELMASELMAS

1 2 3 4

5 76 8

9 10

SERTLSERTLİİKK




3.3. KALSKALSİİTT

4.4. FLORFLORİİTT

5.5. APATAPATİİTT


7.7. KUVARSKUVARS

8.8. TOPAZTOPAZ


10.10. ELMASELMAS

Bu skalaya gBu skalaya gööre kuvars're kuvars'ıı ççizebilen, topaz'izebilen, topaz'ııççizemeyen bir maddenin sertliizemeyen bir maddenin sertliğği Mohs i Mohs skalasskalasıına gna gööre 7re 7--8 Mohs sertli8 Mohs sertliğğindedir. indedir.

ÖÖrnerneğğin, sert in, sert ççelik 6.5, alelik 6.5, alüüminyum 2, minyum 2, normal cam 5.5 Mohs sertlinormal cam 5.5 Mohs sertliğğindedir.indedir.

Malzemenin Mohs skalasMalzemenin Mohs skalasıına gna gööre sertlire sertliğği i belirlenirken bir mineralin dibelirlenirken bir mineralin diğğerini erini ççizdiizdiğğinden emin olunmalinden emin olunmalııddıır. r. YYüüzeyi tozlu, gevzeyi tozlu, gevşşek partikek partiküüller iller iççeren eren malzemeler malzemeler üüzerinde yapzerinde yapıılan lan ççizme iizme işşlemi lemi yanyanııltltııccıı olabilir.olabilir.

SERTLSERTLİİKK




3.3. KALSKALSİİTT

4.4. FLORFLORİİTT

5.5. APATAPATİİTT


7.7. KUVARSKUVARS

8.8. TOPAZTOPAZ


10.10. ELMASELMAS

Mohs skalasMohs skalasıı lineer delineer değğildir. ildir.

ÖÖrnerneğğin, Kin, Kalsitten florite ilerleme yani alsitten florite ilerleme yani Mohs skalasMohs skalasıında 3nda 3’’ten 4ten 4’’e gee geççiişş sertlikte sertlikte yaklayaklaşışık olarak % 25k olarak % 25’’lik bir artlik bir artışıışı ggöösterirsterir..

KKorondenoronden’’den elmasden elmas’’a ilerleme yani Mohs a ilerleme yani Mohs skalasskalasıında 9nda 9’’dan10dan10’’a gea geççiişş sertlikte % sertlikte % 300300’’den daha fazla bir artden daha fazla bir artışıışı ggöösterir.sterir.

SERTLSERTLİİKK


MOHS SERTLMOHS SERTLİİK SKALASIK SKALASI2.5 SERTL2.5 SERTLİİKK

TTıırnakrnak Fil diFil dişşii Amber (kehribar)Amber (kehribar)

2.52.5--3 SERTL3 SERTLİİKK

AltAltıınn GGüümmüüşş BakBakıırr

SERTLSERTLİİKK


MOHS SERTLMOHS SERTLİİK SKALASIK SKALASI3 SERTL3 SERTLİİKK

Bronz (tunBronz (tunçç)) mercanmercan İİncinci

44--4.5 SERTL4.5 SERTLİİKK

PlatinPlatin

44--5 SERTL5 SERTLİİKK

DemirDemir

5.5 SERTL5.5 SERTLİİKK

BBııççak aak ağğzzıı

SERTLSERTLİİKK


MOHS SERTLMOHS SERTLİİK SKALASIK SKALASI5.5 5.5 -- 6 SERTL6 SERTLİİKK

OpalOpal TurkuazTurkuaz

6 6 -- 7 SERTL7 SERTLİİKK

CamCam6.5 6.5 -- 7 SERTL7 SERTLİİKK

Lal taLal taşışı YeYeşşim taim taşışı PeridotPeridot

SERTLSERTLİİKK


MOHS SERTLMOHS SERTLİİK SKALASIK SKALASI7.5 7.5 -- 8 SERTL8 SERTLİİKK

aquamarineaquamarine ZZüümrmrüütt

8 SERTL8 SERTLİİKK

KKüübik bik zirconiazirconia

Bu nedenle bir malzemenin sertliBu nedenle bir malzemenin sertliğğinden sinden sööz ederken, deney z ederken, deney yyöönteminin de belirtilmesi gerekir.nteminin de belirtilmesi gerekir.

SERTLSERTLİİKK


BatBatıırrıılaraklarak yapyapıılan sertlik deneyleri.lan sertlik deneyleri.

Metal endMetal endüüstrisinde genellikle strisinde genellikle Rockwell, Brinell ve VickersRockwell, Brinell ve Vickers sertlik sertlik deneyleri kullandeneyleri kullanıılmaktadlmaktadıır. r.

Bu deneyler belirli bir sBu deneyler belirli bir süürede belirli bir yrede belirli bir yüük k altaltıında deforme olmayan bir knda deforme olmayan bir küüre veya re veya koninin metal ikoninin metal iççine batma derinliine batma derinliğğinin inin ööllçüçülmesiyle yaplmesiyle yapııllıır. r.

FarklFarklıı malzemeler imalzemeler iççin dein değğiişşik deney yik deney yööntemleri olup, bunlarntemleri olup, bunlarıın n sonusonuççlarlarıı farklfarklııllııklar arzeder. klar arzeder.

Rockwell deneyleri, Rockwell deneyleri, öörnek rnek üüzerine yapzerine yapıılan bir seri ylan bir seri yüükleme ve kleme ve boboşşaltma sonucu altma sonucu öörnek yrnek yüüzeyinde oluzeyinde oluşşan derinlian derinliğğin in ööllçüçülmesi ile lmesi ile gergerççekleekleşştirilir. tirilir.

SERTLSERTLİİKK


RockwellRockwell Sertlik DeneyiSertlik Deneyi

Rockwell sertlik deneyi (RSD), Rockwell sertlik deneyi (RSD), yapyapıılmaslmasıınnıın n ççok kolay olmasok kolay olmasıı ve ve öözel bir ustalzel bir ustalıık gerektirmemesinden k gerektirmemesinden dolaydolayıı metallerin sertlik metallerin sertlik ööllçüçümmüünde nde en yaygen yaygıın kullann kullanıılan metottur.lan metottur.

BirBirççok farklok farklıı skala, farklskala, farklıı yyüük ve k ve ççeeşşitli uitli uçç kombinasyonlarkombinasyonlarıınnıın n kullankullanıımmııyla en sertten en yumuyla en sertten en yumuşşaağğa kadar ta kadar tüüm metal ve m metal ve alaalaşışımlarmlarıın sertlin sertliğğinin tayin edilmesine olanak sainin tayin edilmesine olanak sağğlar. lar.

Rockwell deneyleri, Rockwell deneyleri, öörnek rnek üüzerine yapzerine yapıılan bir seri lan bir seri yyüükleme ve bokleme ve boşşaltma sonucu altma sonucu öörnek yrnek yüüzeyinde oluzeyinde oluşşan an derinliderinliğğin in ööllçüçülmesi ile gerlmesi ile gerççekleekleşştirilir. tirilir.

SERTLSERTLİİKK



BatBatııccıı UUçç::

BirBirççok farklok farklıı skala, farklskala, farklıı yyüük ve k ve ççeeşşitli uitli uçç kombinasyonlarkombinasyonlarıınnıın n kullankullanıımmııyla en sertten en yla en sertten en yumuyumuşşaağğa kadar ta kadar tüüm metal ve m metal ve alaalaşışımlarmlarıın sertlin sertliğğinin tayin inin tayin edilmesine olanak saedilmesine olanak sağğlar. lar.

SERTLSERTLİİKK



BatBatııccıı UUçç::

1/18, 1/8, 1/18, 1/8, ¼¼ ve ve ½½ inch inch ççaplaraplarıında knda küüresel, sert resel, sert ççelik toplar elik toplar veyaveyaTTepe aepe aççııssıı 120120ºº olanolan,, uuçç kkıısmsmıı 0.2 mm yar0.2 mm yarııççapapıında yuvarlatnda yuvarlatıılmlmışış ççok ok sert malzemesert malzemelerler iiççin kullanin kullanıılanlan bralebrale adadıı verilen verilen konik elmas ukonik elmas uçç

Son olarak Son olarak Ana yAna yüükk (P(P11)) kaldkaldıırrııllıırr..MMeydana gelen kaleydana gelen kalııccıı izdeki derinlik artizdeki derinlik artışıışıbulunarak mevcut gbulunarak mevcut gööstergeden Rockwell stergeden Rockwell Sertlik deSertlik değğeri okunur. eri okunur.

SERTLSERTLİİKK



P0

P0

P1

120°

Bu yBu yööntemde batma derinlintemde batma derinliğği i ööllçüçüleceleceğği ii iççin yin yüüzey pzey püürrüüzlzlüüllüüğğüüsonusonuççlarlarıı etkileyebilir. etkileyebilir.

Bu sakBu sakııncayncayıı gidermek igidermek iççin in öönce nce batbatııccıı uuçç kküçüüçük bir yk bir yüükle (Pkle (P00= = öön n yyüük) malzemeye daldk) malzemeye daldıırrıılarak alet larak alet ssııffıır dr düüzeyine ayarlanzeyine ayarlanıır. r.

t0

t1

0.20

0 m

m

0

100

t1

t0

P0

Daha sonra toplam yDaha sonra toplam yüüke tamamlanacak ke tamamlanacak şşekilde ana yekilde ana yüük (Pk (P11) uygulan) uygulanıır. r.

SERTLSERTLİİKK



P0

P0

P1

120°

t0

t1

0.20

0 m

m

0

100

t1

t0

P0

Rockwell Sertlik deRockwell Sertlik değğeri eri boyutsuzdur. boyutsuzdur. Ucun malzeme iUcun malzeme iççine her 0.002 mm ine her 0.002 mm batbatışıışı bir sertlik debir sertlik değğerinin derinin düüşşmesi mesi olarak alolarak alıınnıır.r.

ÖÖn yn yüük uygulandk uygulandııktan sonra ucun ktan sonra ucun konumu ile ana ykonumu ile ana yüük kaldk kaldıırrııldldııktan ktan sonra ucun konumu arassonra ucun konumu arasıındaki ndaki batma derinlibatma derinliğği ti tbb olmak olmak üüzere RSDzere RSD--C aC aşşaağığıdaki formdaki formüülle hesaplanabilir.lle hesaplanabilir.

0.002t100CRSD b−=−

tb

RRCC: : ÇÇelik, sert delik, sert döökme demirler, derin kme demirler, derin olarak sertleolarak sertleşştirilmitirilmişş ççelikler elikler

SERTLSERTLİİKK

Hem Hem öön yn yüükküün hem de toplam yn hem de toplam yüükküün bn büüyyüüklklüüğğüüne gne gööre iki tip re iki tip deney varddeney vardıır: r:

1. 1. RockwellRockwell ve ve 2. Y2. Yüüzeysel (zeysel (superficialsuperficial) ) RockwellRockwell..



1. 1. RockwellRockwellÖÖn yn yüük= 10 k= 10 kgfkgf

Toplam yToplam yüük = 60 k = 60 kgfkgf ⇒⇒ RRAA

Toplam yToplam yüük = 100 k = 100 kgfkgf ⇒⇒ RRBB

Toplam yToplam yüük = 150 k = 150 kgfkgf ⇒⇒ RRCC

RRAA: : İİnce malzemeler; nce malzemeler; yyüüzeyi ince levha zeyi ince levha halinde sertlehalinde sertleşştirilmitirilmişş malzemeler;malzemeler;

RRBB: : YYüüzeyi orta kalzeyi orta kalıınlnlııkta sertlekta sertleşştirilmitirilmişşççelik ve elik ve perlitikperlitik tempertemper ddöökküüm; m;

SERTLSERTLİİKK

Hem Hem öön yn yüükküün hem de toplam yn hem de toplam yüükküün bn büüyyüüklklüüğğüüne gne gööre iki tip re iki tip deney varddeney vardıır: r:

1. 1. RockwellRockwell ve ve 2. Y2. Yüüzeysel (zeysel (superficialsuperficial) ) RockwellRockwell..



2. Y2. Yüüzeysel zeysel RockwellRockwellÖÖn yn yüük= 3 k= 3 kgfkgf

Toplam yToplam yüük = 15 k = 15 kgfkgf



Bu deney ince Bu deney ince öörnekler, rnekler, hafifhafifççe karbe karbüürlenmirlenmişşyyüüzeyler, kzeyler, küçüüçük park parççalar ve alar ve RockwellRockwell deneyinin deneyinin kullankullanıılmaslmasıınnıın uygun n uygun olmadolmadığıığı durumlarda yapdurumlarda yapııllıır. r.

451/8 inch küre45W

301/8 inch küre30W

151/8 inch küre15W

451/16 inch küre45T



45Elmas45N

30Elmas30N

15Elmas15N

Ana yük (kgf)Batıcı uçSkala sembolü

SERTLSERTLİİKK



1501/8 inch küreK

601/8 inch küreH

1501/16 inch küreG

601/16 inch küreF

1001/8 inch küreE

100ElmasD

150ElmasC

1001/16 inch küreB

60ElmasA

Ana yük (kgf)Batıcı uçSkala

sembolü

RockwellRockwell sertlik skalassertlik skalasıı YYüüzeysel R. S. Skalaszeysel R. S. Skalasıı

ÖÖrnek kalrnek kalıınlnlığıığı iz kaliz kalıınlnlığıığınnıın en az 10 katn en az 10 katıı olmalolmalııddıır. r. İİzin kenarlara olan uzaklzin kenarlara olan uzaklığıığı ve iz merkezleri arasve iz merkezleri arasıındaki mesafe iz ndaki mesafe iz ççapapıınnıın en az n en az üçüç katkatıı olmalolmalııddıır.r.Deneyin yapDeneyin yapııldldığıığı yyüüzey pzey püürrüüzszsüüz olmalz olmalııddıır.r.

SERTLSERTLİİKK

Su verilmiSu verilmişş ççok sert bir ok sert bir ççelieliğğin in RockwellRockwellsertlisertliğği 60i 60--65 65 RcRc arasarasıındadndadıır. r.



Deney sonuDeney sonuççlarlarıı, sertlik de, sertlik değğerinin yanerinin yanıında nda ööllçüçümmüün yapn yapııldldığıığıskalayla birlikte gskalayla birlikte göösterilir. sterilir. ÖÖrnerneğğin, 80 RSD B, B skalasin, 80 RSD B, B skalasıında sertlinda sertliğğin 80 olduin 80 olduğğunu, unu, 60 RSD 30W, 60 RSD 30W, RockwellRockwell sertlisertliğğinin 60 olduinin 60 olduğğunu skalanunu skalanıın ise 30W n ise 30W olduolduğğunu gunu göösterir.sterir.

RockwellRockwell sertlisertliğği genellikle naylon, i genellikle naylon, polikarbonatpolikarbonat, polyester gibi , polyester gibi sert plastiklerin sertlisert plastiklerin sertliğğinin belirlenmesinde kullaninin belirlenmesinde kullanııllıır. r.

SERTLSERTLİİKK

Metalik malzemelerin yanMetalik malzemelerin yanıında seramik malzemelerin sertlinda seramik malzemelerin sertliğği i de de RockwellRockwell deneyi ile belirlenebilir. deneyi ile belirlenebilir.



Plastiklerin sertliPlastiklerin sertliğği de en yaygi de en yaygıın olarak n olarak RockwellRockwell ve ve ShoreShore((DurometerDurometer) sertlik deneyleri ile belirlenir. ) sertlik deneyleri ile belirlenir.

SERTLSERTLİİKK

YYüük belirli bir sk belirli bir süüre uygulanre uygulanıır. r.

D D ççapapıında sert, knda sert, küüre re şşeklinde bir eklinde bir bilyabilya ddüüşşey doey doğğrultuda sertlik rultuda sertlik dedeğğeri eri ööllçüçülecek parlecek parççananıın yn yüüzeyine zeyine dik olarak belirli bir P kuvveti ile dik olarak belirli bir P kuvveti ile bastbastıırrııllıır r


BrinellBrinell Sertlik DeneyiSertlik Deneyi

SERTLSERTLİİKK

Metalin yMetalin yüüzeyindeki dairenin zeyindeki dairenin ççapapıı (d), 0.02 mm duyarl(d), 0.02 mm duyarlııkta kta ööllçüçüllüür. r.



BilyanBilyanıınn kaldkaldıırrıılmaslmasıından ndan sonra malzemede olusonra malzemede oluşşan an plastik plastik şşekil deekil değğiişşimi imi sonucunda ysonucunda yüüzeyde kzeyde küüresel resel bir iz kalbir iz kalıır. r.

SERTLSERTLİİKK

(f) izin en fazla derinli(f) izin en fazla derinliğği ise,i ise,



A

C

BD

Ef

d/2 f

d

PS kS küüresel izin alanresel izin alanıı ise ise BrinellBrinellsertlisertliğği (BSD) i (BSD) şşu u şşekilde ekilde tantanıımlanmlanıır :r :

SPBSD =

S = Π×D×f

Ancak Ancak f'ninf'nin ööllçüçümmüü ççok zordur.ok zordur.

SERTLSERTLİİKK



A

C

BD

Ef

d/2 f

d

PÜçÜçgenlerin benzerligenlerin benzerliğğinden inden

((ΔΔAEB AEB ≈≈ ΔΔ CEB)CEB)

fD2d

2df

−=

04dD.ff

22 =+−⇒

22 dD21

2Df −−=⇒

SERTLSERTLİİKK



A

C

BD

Ef

d/2 f

d

P

olduolduğğundanundan

πDfP

SPBSD ==

( )22 dDDπD2PBSD

−−=

Bu formBu formüülde, P kg, D ve d mm olarak yerine konulmallde, P kg, D ve d mm olarak yerine konulmalııddıır.r.

Esasen bu bir basEsasen bu bir basıınnçç ööllçüçümmüüddüür ve birimi r ve birimi kgfkgf/mm/mm22’’dir. dir. Ancak birimi nadiren kullanAncak birimi nadiren kullanııllıır.r.

SERTLSERTLİİKK



Deneyde kullanDeneyde kullanıılan bilyeler: lan bilyeler:

BrinellBrinell sertlisertliğği 450i 450’’den kden küçüüçük olan malzemeler ik olan malzemeler iççin in sertlisertliğği en az 850 BSD olan i en az 850 BSD olan ççelik bilye.elik bilye.

sertlisertliğği 450<BSD<630 ise metal karbi 450<BSD<630 ise metal karbüür bilyedir. r bilyedir.

BSD>630 ise sertliklerin BSD>630 ise sertliklerin BrinellBrinell yyööntemiyle ntemiyle ööllçüçülmesi lmesi tavsiye edilmez.tavsiye edilmez.

Standart bilye Standart bilye ççapapıı 10 mm, 10 mm, Standart yStandart yüükler 500 kler 500 kgfkgf ile 3000 ile 3000 kgfkgf arasarasıında (500 nda (500 kgfkgfartartışışla) dla) dıır. r.

SERTLSERTLİİKK



Uygulanan yUygulanan yüük bakk bakıır, pirinr, pirinçç gibi yumugibi yumuşşak metaller iak metaller iççin in 500 500 kgfkgf, , ddöökme alkme alüüminyum iminyum iççin in 1500 1500 kgfkgf ve ve demir, demir, ççelik gibi sert metaller ielik gibi sert metaller iççin in 3000 3000 kgfkgf’’dirdir. .

Sert malzemeler daha bSert malzemeler daha büüyyüük yk yüüklerin uygulanmasklerin uygulanmasıınnıı gerektirir.gerektirir.

10 mm standart 10 mm standart ööllçüçü bilyesinin dbilyesinin dışıışındaki ndaki bilye bilye ççaplaraplarıı 5 ve 2.5 5 ve 2.5 mmmm’’dirdir. .

SERTLSERTLİİKK



Deney esnasDeney esnasıında, ynda, yüük malzeme k malzeme üüzerinde belirli bir szerinde belirli bir süüre (genellikle 10 re (genellikle 10 ile 30 saniye arasile 30 saniye arasıında) tutulur. nda) tutulur.

YYüük uygulandk uygulandığıığında malzeme nda malzeme tepkisindeki detepkisindeki değğiişşiklikleri kariklikleri karşışılamak lamak iiççin yin yüükküün uygulandn uygulandığıığı ssüüre belirlidir. re belirlidir.

Sert malzemeler, Sert malzemeler, öörnerneğğin in ççelik ielik iççin 15 s yin 15 s yüükleme skleme süüresi yeterlidir. resi yeterlidir.

YumuYumuşşak ve metal alaak ve metal alaşışımlar, mlar, öörnerneğğin pirinin pirinçç alaalaşışımlarmlarıı iiççin 30 s ve in 30 s ve magnezyum imagnezyum iççin yaklain yaklaşışık olarak 2 dakikadk olarak 2 dakikadıır. r.

SERTLSERTLİİKK



Hesaplanan BSD yanHesaplanan BSD yanıında nda ““bilyabilyaççapapıı/y/yüük/yk/yüükleme skleme süüresiresi”” (mm/(mm/kgfkgf/s) /s) ssıırasrasııyla bilgi olarak eklenir. yla bilgi olarak eklenir. ÖÖrnek 99 BSD 5/500/30.rnek 99 BSD 5/500/30.

BrinellBrinell deneyinde kullandeneyinde kullanıılan batlan batııccıı uuçç didiğğer deneylerde er deneylerde kullankullanıılanlara klanlara kııyasla daha byasla daha büüyyüük bir alank bir alanıı kapsarkapsar

Bu nedenle lokal heterojenliklere daha duyarlBu nedenle lokal heterojenliklere daha duyarlıı olan kolan küçüüçük izlere k izlere ggööre malzemenin sertlire malzemenin sertliğğini genel olarak daha iyi temsil eder. ini genel olarak daha iyi temsil eder.

SERTLSERTLİİKK


VickersVickers Sertlik DeneyiSertlik DeneyiBrinellBrinell sertlik deneyi, sertlisertlik deneyi, sertliğği i ççooğğunlukla unlukla 6565--450 aras450 arasıında olan yumunda olan yumuşşak ak ççelik veya elik veya yapyapıı ççelieliğğinin muayenesinde kullaninin muayenesinde kullanııllıır.r.

Malzeme daha sert olunca deneyde kullanMalzeme daha sert olunca deneyde kullanıılan lan ççelik elik bilyanbilyanıınn şşekil deekil değğiişşimi de imi de öönem kazannem kazanıır. r.

Bu nedenle daha deBu nedenle daha değğiişşik yik yööntemler kullanmak ntemler kullanmak gerekir. Bunlargerekir. Bunlarıın en n en öönemlisi nemlisi VickersVickers sertlik sertlik deneyidir. deneyidir.

Bu yBu yööntemde metal yntemde metal yüüzeyine batzeyine batııccıı olarak olarak kare kesitli ve tepe akare kesitli ve tepe aççııssıı 136136°° olan elmas olan elmas piramit bir upiramit bir uçç kullankullanııllıırr

SERTLSERTLİİKK


VickersVickers Sertlik DeneyiSertlik DeneyiVickersVickers deneyi ile deneyi ile BrinellBrinell deneyinde ayndeneyinde aynııcihaz kullancihaz kullanııllıır. Yalnr. Yalnıızca batzca batııccıı uuçç dedeğğiişştirilir.tirilir.

Piramidin bPiramidin bııraktraktığıığı izin kizin kööşşegeni (d), her iki egeni (d), her iki kkööşşegen uzunluegen uzunluğğunun milimetrenin 1/1000unun milimetrenin 1/1000’’i i duyarlduyarlııllııkta mikroskopla kta mikroskopla ööllçüçülmesi ve lmesi ve ortalamasortalamasıınnıın aln alıınmasnmasıı ile tespit edilir. ile tespit edilir.

VickersVickers sertlisertliğği (VSD) ai (VSD) aşşaağığıda verilen bada verilen bağığıntntıı ile hesaplanile hesaplanıır :r :

SPVSD = 2

d2α2Psin

VSD⎟⎠⎞

⎜⎝⎛

=

Piramidin tepe aPiramidin tepe aççııssıı =136=136°°olarak alolarak alıınnıırsa,rsa,

2

dP1.854VSD ×

=

SERTLSERTLİİKK


VickersVickers Sertlik DeneyiSertlik Deneyi

Deney yDeney yüükküü 0.0250.025--120 120 kgfkgf arasarasıında nda olabilir. olabilir.

Uygulama sUygulama süüresi 10resi 10--15 saniyedir. 15 saniyedir.

VickersVickers deneyi deneyi mikrosertlikmikrosertlik ööllçüçümmüünde nde de kullande kullanııllıır. r.

Bu yBu yööntemle en yumuntemle en yumuşşak malzemeden ak malzemeden en sert malzemeye kadar genien sert malzemeye kadar genişş bir bir aralaralııkta sertlik kta sertlik ööllçüçümmüü yapyapıılabilir. labilir.

SERTLSERTLİİKK



VSDVSD’’ninnin yanyanıında gerektinda gerektiğğinde sinde sıırasrasııyla yla deney ydeney yüükküü ve uygulama sve uygulama süüresi yazresi yazııllıır. r.

ÖÖrnerneğğin, 550 VSD/30/20; in, 550 VSD/30/20; deney ydeney yüükküünnüün 30 n 30 kgfkgf, , Uygulama sUygulama süüresinin 20 saniye ve resinin 20 saniye ve VickersVickers sertlisertliğğinin 550 olduinin 550 olduğğunu unu ggöösterir.sterir.

600600’’e kadar e kadar BrinellBrinell sertlisertliğği yaklai yaklaşışık k olarak olarak VickersVickers sertlisertliğğine eine eşşittir. ittir. VickersVickers sertlisertliğğinin birimi inin birimi kgfkgf/mm/mm22‘‘dirdir..

SERTLSERTLİİKK



VickersVickers sertlisertliğğinin avantajinin avantajıı, olduk, oldukçça a dodoğğru okumalar yapmasru okumalar yapmasıı ve tve tüüm m metal ve imetal ve işşlem glem göörmrmüüşş yyüüzeyler zeyler iiççin sadece bir tip batin sadece bir tip batııccıı ucun ucun kullankullanıılmaslmasııddıır. r.

VickersVickers sertlisertliğği metallerin yani metallerin yanıında seramik malzemelerin sertlinda seramik malzemelerin sertliğğinin inin ööllçüçümmüünde de gnde de güüvenilir bir sertlik venilir bir sertlik ööllçüçüm metodudur. m metodudur.

VickersVickers sertlisertliğği i ööllççme yme yööntemi daha uzun zaman almakla beraber ntemi daha uzun zaman almakla beraber en duyarlen duyarlıı sertlik sertlik ööllçüçüm ym yööntemidir. ntemidir. Malzeme sertliMalzeme sertliğğini temsil edecek ortalama bir d deini temsil edecek ortalama bir d değğeri ieri iççin in ççok ok saysayııda izin da izin ööllçüçülmesi gerekir. lmesi gerekir.

SERTLSERTLİİKK


KnoppKnopp SertliSertliğğiiBir malzemenin gBir malzemenin gööreceli receli mikrosertlimikrosertliğğii KnoopKnoopbatma deneyi ile belirlenebilmektedir batma deneyi ile belirlenebilmektedir

Bu deneyde tepe aBu deneyde tepe aççııssıı 130130ºº ve 173ve 173ºº 3030’’ olan olan piramit piramit şşekilli elmas bir uekilli elmas bir uçç malzeme malzeme üüzerine zerine bastbastıırrııllıır.r.

Bir boyutu diBir boyutu diğğerinin yaklaerinin yaklaşışık olarak 7 katk olarak 7 katıı olan olan bir iz olubir iz oluşşur. ur.

t

L

b

7.11bL =

4.00tb =

Malzemenin sertliMalzemenin sertliğği izin derinlii izin derinliğği i ööllçüçülerek lerek bulunur. bulunur.

SERTLSERTLİİKK


KnoppKnopp SertliSertliğğiiVickersVickers sertlik sertlik ööllççme deneyine gme deneyine gööre daha re daha ddüüşşüük kuvvetler uygulank kuvvetler uygulanıır. r.

KnoopKnoop deneyi, cam ve seramik gibi gevrek deneyi, cam ve seramik gibi gevrek malzemelerin sertlimalzemelerin sertliğğinin test edilmesini inin test edilmesini sasağğlar. lar.

Malzeme Malzeme üüzerine uygulanan yzerine uygulanan yüük genellikle 1 k genellikle 1 kgfkgf’’denden daha azddaha azdıır. Batr. Batııccıı uuçç yaklayaklaşışık olarak k olarak 0.01 ile 0.1 mm aras0.01 ile 0.1 mm arasıında dnda döört yanlrt yanlıı bir iz bbir iz bıırakrakıır. r.

t

L

b

7.11bL =

4.00tb =

2L14.2PKSD =

SERTLSERTLİİKK


ShoreShore SertliSertliğğii

Bu yBu yööntemde bir dntemde bir düüşşey tey tüüp p iiççinde dinde düüşşüürrüülen bir len bir ççekicin ekicin cisme cisme ççarparpııp geri sp geri sııççramasramasıı ile ile ulaulaşşttığıığı yyüükseklik kseklik ööllçüçüllüür. r.

Metalin sertliMetalin sertliğği ile bu si ile bu sııççrama rama yyüüksekliksekliğği oranti orantııllııddıır.r.

SERTLSERTLİİKK



Lastiklerde kullanLastiklerde kullanıılan ylan yööntemde ise lastintemde ise lastiğğin iin iççine ine batmaya batmaya ççalalışışan bir uan bir uçç kullankullanııllıır.r.

Ucun gerisinde bulunan yay lastiUcun gerisinde bulunan yay lastiğğin sertliin sertliğğine gine gööre re gerilir ve yaygerilir ve yayıın gerilmesine ban gerilmesine bağğllıı olarak lastiolarak lastiğğin in sertlisertliğği belirlenir.i belirlenir.

Ancak burada elde edilen sonuAncak burada elde edilen sonuççlar yalnlar yalnıız sertliz sertliğğe e dedeğğil malzemenin il malzemenin elastisiteelastisite modmodüüllüüne ve plastik ne ve plastik şşekil deekil değğiişşim yapabilmesine de baim yapabilmesine de bağğllıı olduolduğğundan undan didiğğer deneylerden farkler deneylerden farklıı sonusonuççlar verebilir.lar verebilir.

SERTLSERTLİİKK



Lastiklerde kullanLastiklerde kullanıılan ylan yööntemde ise lastintemde ise lastiğğin iin iççine ine batmaya batmaya ççalalışışan bir uan bir uçç kullankullanııllıır.r.

Ucun gerisinde bulunan yay lastiUcun gerisinde bulunan yay lastiğğin sertliin sertliğğine gine gööre re gerilir ve yaygerilir ve yayıın gerilmesine ban gerilmesine bağğllıı olarak lastiolarak lastiğğin in sertlisertliğği belirlenir.i belirlenir.

Ancak burada elde edilen sonuAncak burada elde edilen sonuççlar yalnlar yalnıız sertliz sertliğğe e dedeğğil malzemenin il malzemenin elastisiteelastisite modmodüüllüüne ve plastik ne ve plastik şşekil deekil değğiişşim yapabilmesine de baim yapabilmesine de bağğllıı olduolduğğundan undan didiğğer deneylerden farkler deneylerden farklıı sonusonuççlar verebilir.lar verebilir.

SERTLSERTLİİKK


Beton Test Beton Test ÇÇekiciekiciBeton tabancasBeton tabancasıı adadıı da verilen bu da verilen bu aygaygııttaki bir yay aracttaki bir yay aracııllığıığıyla yla ççelik bir elik bir bilyabilya beton ybeton yüüzeyine fzeyine fıırlatrlatııllıır. r.

BilyaBilya beton ybeton yüüzeyine zeyine ççarptarptııktan sonra ktan sonra geri sgeri sııççrar. Bu srar. Bu sııççrayrayışış yyüüksekliksekliğği ne i ne kadar bkadar büüyyüük ise betonun sertlik ise betonun sertliğği ve i ve dayandayanıımmıı o kadar bo kadar büüyyüüktktüür.r.

YapYapıılarlarıın yerinde muayenesinde basitlin yerinde muayenesinde basitliğği nedeniyle si nedeniyle sıık kullank kullanııllıır. r.

Bu deneyin amacBu deneyin amacıı sertlikten giderek betonun dayansertlikten giderek betonun dayanıımmıınnıı saptamaktsaptamaktıır. r.

Betonun yBetonun yüüzeyden itibaren zamanla sertlezeyden itibaren zamanla sertleşştitiğği ii iççin, eski binalarda in, eski binalarda yanyanııltltııccıı sonusonuççlar vermektedir. lar vermektedir.

SERTLSERTLİİKLE MUKAVEMET KLE MUKAVEMET ARASINDAKARASINDAKİİ İİLLİŞİŞKKİİ


2007 - BAHAR


SERTLSERTLİİKK


Sertlikle Mukavemet ArasSertlikle Mukavemet Arasıındaki ndaki İİlilişşkiki

Hem sertlik hem de Hem sertlik hem de ççekme dayanekme dayanıımmıı metallerin metallerin plastik deformasyona karplastik deformasyona karşışı direncini gdirencini göösterir. sterir.

SonuSonuçç olarak bu iki deolarak bu iki değğer kabaca oranter kabaca orantııllııddıır. r.

SERTLSERTLİİKK


Sertlikle Mukavemet ArasSertlikle Mukavemet Arasıındaki ndaki İİlilişşkiki

DDöökme demir, kme demir, ççelik ve pirincin elik ve pirincin ççekme dayanekme dayanıımmıı BrinellBrinell sertlisertliğğinin inin bir fonksiyonudur. bir fonksiyonudur.

AynAynıı oransal ilioransal ilişşki tki tüüm metaller m metaller iiççin kurulamaz. in kurulamaz.

ÇÇooğğu u ççelik ielik iççin pratik olarak, in pratik olarak, BrinellBrinell sertlisertliğği ve i ve ççekme dayanekme dayanıımmııarasarasıındaki ilindaki ilişşki ki şşu u şşekildedir. ekildedir.

( ) BSD3.45MPaÇD ×=

AAŞŞINMAYA INMAYA DAYANIKLILIKDAYANIKLILIK


2007 - BAHAR


AAŞŞINMAYA DAYANIKLILIKINMAYA DAYANIKLILIK


AAşışınma snma süürtrtüünen ynen yüüzeylerden zeylerden malzeme kaybmalzeme kaybıı olarak tanolarak tanıımlanmlanıır. r.

AAşışınma miktarnma miktarıı malzemenin malzemenin ttüürrüüne, sne, süürtrtüünen ynen yüüzeylerin zeylerin bibiççimine, simine, süürtrtüünme konme koşşullarullarıına na ve ve ççevrenin kimyasal etkilerine evrenin kimyasal etkilerine babağğllııddıır.r.

SSüürtrtüünen hareketli parnen hareketli parççalaralarıın n bulundubulunduğğu aletler, u aletler, üüzerinden zerinden hareketli cisimlerin gehareketli cisimlerin geççtitiğği yol, i yol, ddööşşeme vb. malzemeler zamanla eme vb. malzemeler zamanla aaşışınma etkisine girerler. nma etkisine girerler.



Cisimlerin yCisimlerin yüüzeylerine mikroskopla bakzeylerine mikroskopla bakııldldığıığı zaman, gzaman, göözle zle ççok dok düüzgzgüün gn göörrüünen yerlerin aslnen yerlerin aslıında girintili nda girintili ççııkkııntntııllııolduolduğğu anlau anlaşışıllıır. r.

BBööylece iki cismin sylece iki cismin süürtrtüünmesi ile cismin ynmesi ile cismin yüüzeyindeki zeyindeki belirli tepe noktalarda gerilme ybelirli tepe noktalarda gerilme yığıığılmalarlmalarıı oluoluşşur. ur.

ŞŞekil deekil değğiişşimlerinin ve simlerinin ve sııcaklcaklığıığın artn artıımmıı ile sile süürtrtüünen iki nen iki cisimden kesme dayancisimden kesme dayanıımmıı kküçüüçük olandan bazk olandan bazıı parparççalar kopar. alar kopar.

AdezifAdezif AAşışınmanma

Bu tip aBu tip aşışınmaya nmaya adezifadezif aaşışınma denir. nma denir.

Sertlik yanSertlik yanıında malzemenin anda malzemenin aşışınmasnmasıınnıı etkileyen dietkileyen diğğer fakter faktöörler, rler, malzemeye uygulanan basmalzemeye uygulanan basıınnçç ve ave aşışındndıırma srma süüresidir. residir.



SSüürtrtüünen cisimlerden biri yumunen cisimlerden biri yumuşşak diak diğğeri sert ise, sert cisim eri sert ise, sert cisim yumuyumuşşak olanak olanıı ççizerek ve kazizerek ve kazııyarak ayarak aşışınmaya neden olabilir.nmaya neden olabilir.

EndEndüüstride stride üüretim teknolojisinde taretim teknolojisinde taşşlama ve parlatma lama ve parlatma iişşlemleri bu alemleri bu aşışınma tnma tüürrüüne dayanne dayanıır. r.

ÇÇok iyi parlatok iyi parlatıılmlmışış ve sertleve sertleşştirilmitirilmişş yyüüzeylerde zeylerde abrazifabrazif aaşışınma nma en den düüşşüük dk düüzeydedir.zeydedir.

AbrazifAbrazif AAşışınmanma

Bu tip aBu tip aşışınmaya nmaya abrazifabrazif aaşışınma denir. nma denir.



iki cisim arasiki cisim arasıında suyun nda suyun veya baveya başşka bir ska bir sııvvıınnıın n bulunmasbulunmasıı, bunlarla kat, bunlarla katııcisimler arascisimler arasıında baznda bazııkimyasal reaksiyonlarkimyasal reaksiyonlarıın n oluoluşşmasmasıına neden olur. na neden olur.

Bu reaksiyonlar sonunda oluBu reaksiyonlar sonunda oluşşan maddelerin cisimlerden an maddelerin cisimlerden ayrayrıılmaslmasıı ile cisim aile cisim aşışınnıır. r.

KorozifKorozif AAşışınmanma

Bu tip aBu tip aşışınmaya nmaya KorozifKorozif aaşışınma denir. nma denir.



İİnnşşaat Maat Müühendislihendisliğğinde inde metallerde ametallerde aşışınma olaynma olayıına, na, demiryolu raylardemiryolu raylarıında nda rastlanrastlanıır. r.

Metalik malzemelerin aMetalik malzemelerin aşışınmaya dayannmaya dayanııklklııllıık deneyi zor bir deneydir. k deneyi zor bir deneydir.

Metallerde aMetallerde aşışınma olaynma olayıı ve deneyive deneyi

Genellikle deney belirli bir basGenellikle deney belirli bir basıınnçç ile malzeme yile malzeme yüüzeyine temas zeyine temas ettirilen ve bir eksen etrafettirilen ve bir eksen etrafıında dnda döönen millerle yapnen millerle yapııllıır. r.

Malzeme Malzeme öörnerneğği, deney i, deney ööncesi ve sonrasncesi ve sonrasıı tarttartııllııp, ap, ağığırlrlııktaki azalma deney ktaki azalma deney ssüüresine bresine bööllüünerek, anerek, aşışınmaya dayannmaya dayanııklklııllıık g/k g/dakdak cinsinden tancinsinden tanıımlanmlanıır.r.



YapYapıı mmüühendislihendisliğğinde inde öözellikle tazellikle taşş bbüünyeli nyeli elemanlar aelemanlar aşışınma olaynma olayıınnıın n etkisinde kaletkisinde kalıırlar. rlar.

TaTaşş yapyapııllıı cisimlerde acisimlerde aşışınma olaynma olayıı ve deneyive deneyi

Bu nedenle beton yol, hava meydanBu nedenle beton yol, hava meydanıı, merdiven , merdiven basamaklarbasamaklarıı, d, dööşşemeler gibi yerlerde kullanemeler gibi yerlerde kullanıılan lan malzeme amalzeme aşışınmaya dayannmaya dayanııklklıı olmalolmalııddıır.r.

Bu Bu şşekilde pekilde püürrüüzlzlüü yyüüzeyde, malzeme dzeyde, malzeme döönen anen ağığırlrlııklarklarıın altn altıında nda aaşışınnıır. r.



Bu tBu tüür malzemenin deneyi, r malzemenin deneyi, bir dbir düüşşey eksen etrafey eksen etrafıında ve nda ve yatay dyatay düüzlem izlem iççinde dinde döönen nen 60 cm 60 cm ççaplaplıı madensel bir madensel bir tabladan olutabladan oluşşan an DorryDorry aygaygııttııile yapile yapııllıır. r.


TablanTablanıın n üüzerine dzerine döönnüüşş ssıırasrasıında belirli nda belirli öözelliklere sahip azelliklere sahip aşışındndıırrııccııtoz aktoz akııttıılmaktadlmaktadıır. r.

Bu tip deneyler daha Bu tip deneyler daha ççok karo plak gibi yok karo plak gibi yüüzeysel elemanlar zeysel elemanlar üüzerinde yapzerinde yapııllıır.r.



Tabla dakikada 28Tabla dakikada 28--30 devirlik 30 devirlik hhıızla dzla dööner. ner.


Bu deneyin Bu deneyin ııslak yapslak yapııldldığıığı cihazlarda vardcihazlarda vardıır. r.

500 devir sonra malzeme 500 devir sonra malzeme tarttartıılarak veya hacmi larak veya hacmi ööllçüçülerek lerek aaşışınma miktarnma miktarıı saptansaptanıır. r.

Yatay tabla dYatay tabla dööndndüürrüülerek belirli bir slerek belirli bir süüre sonunda are sonunda ağığırlrlıık kaybk kaybıı ööllçüçüllüür. r. Birim mesafede aBirim mesafede aşışınan miktar anan miktar aşışınma direnci olarak tannma direnci olarak tanıımlanmlanıır.r.



AhAhşşap, linolyum, plastik gibi ap, linolyum, plastik gibi ddööşşeme kaplamalareme kaplamalarıınnıın an aşışınma nma miktarmiktarıı TaberTaber aletialeti ile bulunur. ile bulunur.


Bu deneyde, dBu deneyde, döönen yatay bir tabla nen yatay bir tabla üüzerine tespit edilen deney numunesi zerine tespit edilen deney numunesi üüzerine malzeme tzerine malzeme tüürrüüne gne gööre sere seççilen bir ilen bir ççift aift aşışındndıırrııccıı disk belirli bir ydisk belirli bir yüükle kle bastbastıırrııllıır. r.

Tamburun iTamburun iççine ayrine ayrııca deney ca deney öörnerneğği tipine bai tipine bağğllıı olarak belirli sayolarak belirli sayııda da ççelik elik kküüre yerlere yerleşştirilip, silindir kapattirilip, silindir kapatııllıır. r.



Yollarda kullanYollarda kullanıılan beton veya lan beton veya asfalt gibi kaplama malzemelerinin asfalt gibi kaplama malzemelerinin iskeletini oluiskeletini oluşşturan turan ççakakııl veya l veya kkıırmatarmataşşlarlarıınn aaşışınma deneyleri inma deneyleri iççin in ise ise Los AngelesLos Angeles deneyi uygulandeneyi uygulanıır. r.


İİççerisinde bir raf bulunan standart boyutlardaki bir silindirik taerisinde bir raf bulunan standart boyutlardaki bir silindirik tamburun mburun iiççine belirli aine belirli ağığırlrlııkta (P) ve tane dakta (P) ve tane dağığıllıımmıında deney nda deney öörnerneğği konulur. i konulur.



Tambur dakikada 30Tambur dakikada 30--33 devirlik 33 devirlik hhıızla 500 devir dzla 500 devir dööndndüürrüüllüür. r.


KKüürelerin arelerin ağığırlrlığıığı ve dinamik etkisi ve dinamik etkisi ile parile parççalanan malzeme 12 alanan malzeme 12 nono’’luluelekten elenir. elekten elenir.

Bu eleBu eleğğin in üüststüünde kalan malzeme nde kalan malzeme PPuu aağığırlrlığıığında ise, anda ise, aşışınma nma yyüüzdesi U zdesi U şşööyle bulunur: yle bulunur:

100P

PPU u ×

−=



Hesaplanan aHesaplanan aşışınma ynma yüüzdesi zdesi (U) ne kadar k(U) ne kadar küçüüçük ise, k ise, agreganagreganıın an aşışınma dayannma dayanıımmııo kadar yo kadar yüüksektir. ksektir.


ASTM standartlarASTM standartlarıına gna gööre bu kayre bu kayııp yp yüüzdesinin zdesinin beton agregasbeton agregasıında 100 devir inda 100 devir iççin % 10in % 10’’u, 500 devir iu, 500 devir iççin % 50in % 50’’yi, yi, yol agregasyol agregasıı iiççin 500 devirde % 30in 500 devirde % 30’’u geu geççmemesi istenir. memesi istenir.

İŞİŞLENEBLENEBİİLLİİRLRLİİKK


2007 - BAHAR


Mekanik iMekanik işşlemler sonucunda, malzemenin lemler sonucunda, malzemenin öözelliklerinde zelliklerinde öönemli bir nemli bir dedeğğiişşiklik olmamasiklik olmamasıı haline ihaline işşlenebilme lenebilme öözellizelliğği denir. i denir. Metalik malzemenin bu Metalik malzemenin bu öözellizelliğği i pilyajpilyaj deneyi sonucunda belirlenir deneyi sonucunda belirlenir

İŞİŞLENEBLENEBİİLLİİRLRLİİKK


BazBazıı malzemeler yapmalzemeler yapııda da kullankullanıılmadan lmadan öönce baznce bazıı mekanik mekanik iişşlemlere tabi tutulabilir. lemlere tabi tutulabilir.

Metalik Malzemelerde Metalik Malzemelerde İşİşlenebilirliklenebilirlik

EEğğer deney er deney öörnerneğği bu ii bu işşlemler slemler sıırasrasıında, nda, ççatlatlııyorsa veya yorsa veya ddüüktilitektilite, , dayandayanıım gibi m gibi öözelliklerini kaybediyorsa, o malzemeyi yapzelliklerini kaybediyorsa, o malzemeyi yapııda da kullanmak sakkullanmak sakııncalncalıı olabilir.olabilir.

ÖÖrnerneğğin, betonarmede kullanin, betonarmede kullanıılan donatlan donatıınnıın, betona yapn, betona yapışışmasmasıınnıın n ((aderansaderansıınn) sa) sağğlanmaslanmasıı amacamacııyla uyla uççlarlarıına kanca yapna kanca yapııllıır. r.

TOKLUK ve DARBEYE TOKLUK ve DARBEYE DAYANIKLILIKDAYANIKLILIK


2007 - BAHAR


TokluTokluğğun en basit un en basit ööllççme yme yööntemlerinden ntemlerinden birisi birisi darbedarbe deneyidir. deneyidir.



Tokluk bir malzemenin kTokluk bir malzemenin kıırrıılmadan lmadan öönce nce ssöönnüümledimlediğği enerjinin bir i enerjinin bir ööllçüçüssüüddüür. r.

Tokluk Ve Darbeye DayanTokluk Ve Darbeye Dayanııklklııllııkk

Bir malzemenin kBir malzemenin kıırrıılmadan bir darbeye lmadan bir darbeye dayanmasdayanmasıı yeteneyeteneğği si sööz konusu z konusu olduolduğğunda unda öönem kazanan bir nem kazanan bir mmüühendislik hendislik öözellizelliğğidir. idir.

. Bir yap. Bir yapııya veya elemana uygulanan dya veya elemana uygulanan dışış yyüük, dok, doğğal titreal titreşşim im periyodunun periyodunun üçüçte birinden daha kte birinden daha kıısa zamanda uygulansa zamanda uygulanıır ise r ise bu ybu yüüklemeye klemeye darbedarbe denilir. denilir.

Bu harekette hareketin kendini bir kere tekrarBu harekette hareketin kendini bir kere tekrarıı iiççin gein geççen en zaman zaman dodoğğal titreal titreşşim periyoduim periyodu olarak tanolarak tanıımlanmlanıır.r.



Bir yapBir yapıı veya yapveya yapıı elemanelemanıı statik denge konumundan statik denge konumundan uzaklauzaklaşşttıırrıılarak blarak bıırakrakııldldığıığında bir titrenda bir titreşşim hareketi im hareketi yapar. yapar.


DDışış bir zorlama olmadbir zorlama olmadığıığı takdirde bu hareket takdirde bu hareket dodoğğal al titretitreşşim hareketiim hareketi olarak tanolarak tanıımlanmlanıır.r.

Malzemelerin darbeye dayanMalzemelerin darbeye dayanııklklııllııklarklarıı, karma, karmaşışık bir olgu olup, k bir olgu olup, ancak ancak öözel deneylerle saptanabilir.zel deneylerle saptanabilir.

Cisimlerin darbeye dayanCisimlerin darbeye dayanııklklııllığıığı malzemenin atom bamalzemenin atom bağğlarlarıı(kohezyon dayan(kohezyon dayanıımmıı) ile yak) ile yakıından ilindan ilişşkilidir. kilidir.



YapYapıı malzemeleri bazmalzemeleri bazıı kokoşşullarda, ullarda, öörnerneğğin in aağığır bir cismin dr bir cismin düüşşmesi ile darbe etkisinde mesi ile darbe etkisinde kalkalıırlar. rlar.


ÇÇok yok yüüksek hksek hıızla uygulanan kuvvet zla uygulanan kuvvet malzemede ani bmalzemede ani büüyyüük gerilmelere yol k gerilmelere yol aaççmaktadmaktadıır. r.

Bu tip gBu tip göçöçmelere daha melere daha ççok kok kööprprüü, yol ve havaalanlar, yol ve havaalanlarıında nda kullankullanıılan malzemelerde rastlanlan malzemelerde rastlanıır.r.

EEğğer bu er bu şşekil deekil değğiişşim iim işşi belirli bir kritik dei belirli bir kritik değğeri aeri aşşarsa arsa malzeme darbe tesiriyle gmalzeme darbe tesiriyle göçöçer. er.



Darbe etkisinde malzeme dDarbe etkisinde malzeme dışış kuvvetlerin yapmkuvvetlerin yapmışışolduolduğğu bir iu bir işş etkisinde kalmaktadetkisinde kalmaktadıır. r.


Bu iBu işşi dengelemek ii dengelemek iççin, malzeme in, malzeme şşekil deekil değğiişştirerek itirerek iççiişş oluoluşşturur.turur.



Malzemenin darbeye dayanMalzemenin darbeye dayanııklklııllığıığınanaöörnerneğğin in şşekli ve boyutu, ekli ve boyutu, kuvvetin uygulama hkuvvetin uygulama hıızzıı, , gerilme ygerilme yığıığılmaslmasıınnıın n şşiddeti (iddeti (ççentikentikderinliderinliğği ve keskinlii ve keskinliğği) ve i) ve ssııcaklcaklııkk

etki eder.etki eder.


Uygulamada metaller iUygulamada metaller iççin en in en ççok ok kullankullanıılan darbeye dayanlan darbeye dayanııklklııllıık k deneyi deneyi CharpyCharpy deneyidir. deneyidir.



Malzemelerin darbeye dayanMalzemelerin darbeye dayanıımmıınnııbelirlemek ibelirlemek iççin in ççentik darbe deneyi olarak entik darbe deneyi olarak da adlandda adlandıırrıılan deneyler kullanlan deneyler kullanıılmaktadlmaktadıır. r.

ÇÇentik darbe deneyi (entik darbe deneyi (CharpyCharpy Deneyi)Deneyi)

Deneylerde kullanDeneylerde kullanıılacak lacak öörnekler rnekler üüzerinde zerinde gerilme ygerilme yığıığılmaslmasıınnıı sasağğlamak lamak üüzere zere ççentik entik aaççııllıır.r.



CharpyCharpy darbe deneyi, bdarbe deneyi, büüyyüük ani bir darbe k ani bir darbe nedeniyle malzemenin nedeniyle malzemenin absorbeabsorbe ettiettiğği i enerjinin miktarenerjinin miktarıınnıı ööllççer ve malzemenin er ve malzemenin gevrekligevrekliğğini deini değğerlendirmede kullanerlendirmede kullanııllıır. r.


HatalHatalıı ııssııl il işşlem veya balem veya başşka nedenlerden ka nedenlerden dodoğğan kan kıırrıılganllganlığıığı ççekme deneyi ile tespit ekme deneyi ile tespit etmek metmek müümkmküün olamayabilir. n olamayabilir. ÇÇentik darbe deneyi ile bu kentik darbe deneyi ile bu kıırrıılganllganlıık k rahatlrahatlııkla gkla göözlenebilir. zlenebilir.

Tokmak yTokmak yöörrüüngesi ngesi üüzerindeki zerindeki öörnerneğği zayi zayııflatflatıılmlmışış kesitinden kesitinden kkıırarak yoluna devam eder ve rarak yoluna devam eder ve ççarpma nedeniyle potansiyel arpma nedeniyle potansiyel enerjinin bir kenerjinin bir kıısmsmıınnıı kaybettikaybettiğğinden hinden h22 den kden küçüüçük bir hk bir h11yyüüksekliksekliğğine ine ççııkar. kar.



Deneyde belirli aDeneyde belirli ağığırlrlııktaki tokmaklktaki tokmaklııbir pandbir pandüül belirli bir hl belirli bir h22, , yyüüksekliksekliğğinden serbest olarak inden serbest olarak daha adaha aşşaağığıda mesnet da mesnet üüzerine zerine konmukonmuşş, malzeme , malzeme öörnerneğği i üüzerine zerine ddüüşşüürrüüllüür. r.


SSüüneknek malzemeler gevrek malzemelere malzemeler gevrek malzemelere kkııyasla yasla ççok daha fazla enerji yutarlar.ok daha fazla enerji yutarlar.

Genellikle Genellikle ççentik 2 mm derinlikli ve 45entik 2 mm derinlikli ve 45ººaaççııllııddıır. r. ÇÇentik dibi eentik dibi eğğrilik yarrilik yarııççapapıı 0.25 0.25 mmmm’’dirdir. .



ZayZayııflatflatıılmlmışış kesitin (kesitin (ççentik) derinlientik) derinliğği, i, aaççııssıı deney sonudeney sonuççlarlarıınnıı etkilemektedir. etkilemektedir.


TokmaTokmağığın n ççııktktığıığı yyüükseklik yutulan kseklik yutulan enerji arttenerji arttııkkçça azalacakta azalacaktıır. r. Deney sDeney sıırasrasıında yutulan enerji birim nda yutulan enerji birim alana dalana düüşşen enerji ile ifade edilir. en enerji ile ifade edilir.

Deney aletindeki Deney aletindeki öözel bir dzel bir düüzenek ile W dozenek ile W doğğrudan dorudan doğğruya ruya ööllçüçüllüür. r.



P ile pandP ile pandüüllüün an ağığırlrlığıığı, W ile , W ile malzemenin kmalzemenin kıırrıılmaslmasıı iiççin harcanan in harcanan iişş ggöösterilirse ve ssterilirse ve süürtrtüünme gibi dinme gibi diğğer er etkiler ihmal edilirse;etkiler ihmal edilirse;


PP××hh2 2 = P= P××hh11+W+W

⇒⇒ W = P (W = P (hh2 2 –– hh11))



HazHazıırlanan rlanan öörnek darbe rnek darbe etkisi ile ketkisi ile kıırrııllıırken ;rken ;Bazen tamamen kopabilir. Bazen tamamen kopabilir. Bazen de tamamen iki Bazen de tamamen iki parparçça haline gelmez a haline gelmez


İİzodzod ve ve CharpyCharpy deneyleri arasdeneyleri arasıındaki fark, ndaki fark, deney deney öörnerneğğinin boyutu, inin boyutu, öörnerneğğin in mesnetlenimesnetlenişş ve yve yüükleniklenişş şşeklidir.eklidir.



Benzer bir darbeye dayanBenzer bir darbeye dayanııklklııllıık deneyi de k deneyi de İİzodzod deneyidir. deneyidir.

İİzodzod deneyi deneyi -- CharpyCharpy DeneyiDeneyi


İİzodzod deneyideneyi


Malzeme yMalzeme yüüksek sksek sııcaklcaklııklarda tok iken, dklarda tok iken, düüşşüük sk sııcaklcaklııklarda gevrek klarda gevrek hale gelir. hale gelir.



Malzemelerin (Malzemelerin (öözellikle hacim merkezli kzellikle hacim merkezli küübik kristal yapbik kristal yapııllıı cisimler) cisimler) ççentik darbe tokluklarentik darbe tokluklarıı ssııcaklcaklııkla dekla değğiişşir. ir.

ÇÇentik darbe tokluentik darbe tokluğğunun sunun sııcaklcaklııkla dekla değğiişşimiimi

Normal yumuNormal yumuşşak (hacim merkezli kak (hacim merkezli küübik kristal yapbik kristal yapııllıı) ) ççelik elik yapyapıılarlarıın n ççentik darbe dayanentik darbe dayanıımmıı genellikle atmosfer sgenellikle atmosfer sııcaklcaklığıığınnıın n altaltıında aniden azalnda aniden azalıır.r.

ÖÖrnerneğğin tipik bir in tipik bir ççelieliğğin in ssüüneklinekliğğii ssııcaklcaklıık 27k 27ººC den C den -- 4040ººC C ddüüşşttüüğğüünde nde ççentik darbe dayanentik darbe dayanıımmıı 95 95 NmNm’’denden 14 14 NmNm’’ee ddüüşşebilir.ebilir.



ÇÇentik darbe tokluentik darbe tokluğğunun sunun sııcaklcaklııkla dekla değğiişşimiimimalzemenin toklumalzemenin tokluğğunu kaybederek unu kaybederek gevreklegevrekleşştitiğği si sııcaklcaklığığa a ççentik darbe entik darbe toklutokluğğu geu geççiişş ssııcaklcaklığıığı denir. denir.

ÖÖrnerneğğin, sin, sııcak iklim cak iklim şşartlarartlarıında nda kullankullanıılacak lacak şşekilde tasarlanmekilde tasarlanmışış bir bir petrol tankeri Kuzey Buz Denizinde petrol tankeri Kuzey Buz Denizinde dalgalardalgalarıın veya rn veya rüüzgarzgarıın olun oluşşturduturduğğu u darbe etkisiyle hasar gdarbe etkisiyle hasar göörebilirrebilir

DDüüşşüük sk sııcaklcaklııklarda klarda ççalalışışacak acak malzemeler imalzemeler iççin bu in bu öözellik zellik öönem nem kazanmaktadkazanmaktadıır. r.




Malzemelerin davranMalzemelerin davranışıışı kesitlerinde ani bir kesitlerinde ani bir dedeğğiişşiklik olmasiklik olmasıı durumunda farkldurumunda farklııddıır.r.

BazBazıı malzemeler bu etkiye karmalzemeler bu etkiye karşışıdaha duyarldaha duyarlııddıır. r. BBööylece farklylece farklıı malzemelerin malzemelerin ççentik entik hassasiyeti de bu deney ile hassasiyeti de bu deney ile kkııyaslanabilir. yaslanabilir.

ÇÇentik hassasiyeti olarak bilinen bu entik hassasiyeti olarak bilinen bu davrandavranışıışın incelenmesinde n incelenmesinde ççentik darbe entik darbe deneyi iyi bir metottur. deneyi iyi bir metottur.




KKıırrıılma sonulma sonuççlarlarıı ççııplak gplak göözle de zle de incelenmelidir. incelenmelidir.

DDüüz ipeksi bz ipeksi böölgede lgede ddüüktilktil kkıırrıılma lma babaşşlamlamışışttıır. r.

Genellikle iki farklGenellikle iki farklıı bböölge glge göözlenmektedir. zlenmektedir.

Kaba taneli bKaba taneli böölgede ise gevrek klgede ise gevrek kıırrıılma lma oluoluşşmumuşştur tur

Documents

Malzeme ders5 sertlik · 2018-05-27 · 1) Malzeme yüzeyini sert bir cisim ile çizerek yapılan sertlik deneyleri. PAÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü Malzeme Bilgisi Dersi Yrd