7.10. çentik etkileri

Report
7.7. FRAKTOGRAFİ
Kırılmanın doğası üzerine önemli bilgi kırılma
yüzeyinin mikroskopik incelenmesinden elde edilir. Bu
çalışmaya genellikle fraktografi denir. Fraktografi
çoğunlukla SEM kullanılarak yapılır. Odağın büyük
derinliği (pürüzlü kırılma yüzeyini incelemede
önemlidir) ve incelenen aktüel yüzey gerçeği araştırma
ve kırılma analizi için SEM’ i önemli bir gereç yapar.
Mikroskopik skala üzerinde yaygın olarak gözlenen
kırılma biçimleri ayrılma, yarı-ayrılma ve çukurlu
kopmadır. Yorulma tanelerarası kırılma ve sürünme
kopması gibi diğer kırılma biçimleri spesifik mekanik
davranışlarıyla ilgili bölümde tartışılmaktadır.
Ayrılma kırılması kristalografik düzlemler boyunca
meydana gelen gevrek kırılmayı temsil eder. Ayrılma
kırılmasının karakteristik özelliği, genellikle çelikteki
ferrit tane boyutu kadar olan düz yüzeylerdir.
Genellikle düz yüzeyler nehir izi gibi görünür (Şekil
7.7) Nehir izleri bir plato serisi ve bağlayan çıtalardan
oluşan çok sayıdaki paralel düzlemler boyunca
kristaller içinde hareket eden çatlak tarafından
oluşturulur.
Şekil 7.7
 Sanki-ayrılma kırılması yarılma kırılması ile sınırlı bir
şekilde bağlantılıdır. O başlıca suya çekilen ve
temperlenen çeliklerin düşük sıcaklık kırılmasında
gözlenir. Sanki-ayrılma terimi ayrılma düzlemleri
üzerindeki küçük yüzeyler tam olarak ayrılma
düzlemleri olmadığı için kullanılır. (Şekil 7.8) Bu
küçük yüzeyler genellikle ilk östenit tane boyutu ile
benzer boyuttadır. Sanki ayrılma kırılmaları sık sık
çukurlar ve küçük yüzeylerin dış tarafında yırtılma
çizgileri gösterir.
Şekil 7.8.
 Çukurlu-kopma (Şekil 7.9) gerilme durumuna bağlı
olan eşeksenli, parabolik veya eliptik olabilen fincan
gibi çökmeler ile karakterize edilirler. Bu tip kırılma
yüzeyi sünek kırılmayı ifade eder. Mikroboşluklar
ikinci faz partiküllerinde başlatılır, boşluklar gelişir ve
sonuç olarak mikroboşluklar arasındaki bağ doku
kırılır.
Şekil 7.9
Fraktografi ile kırılmanın sebebinin belirlenmesi
standart inceleme tekniği haline dönüşmektedir.
7.8. GEVREK KIRILMADA
DİSLOKASYON TEORİLERİ
Gevrek kırılma prosesi üç aşamadan oluşur:
 Kendi kayma düzlemleri boyunca bir engel de
dislokasyon
yığılmalarını
içeren
plastik
deformasyon
 Mikroçatlakları çekirdeklendirecek yığılmanın
başında kayma gerilmelerinin yapılanması.
 Bazı durumlarda depolanan enerji; yığılmada
dislokasyon hareketi ilerlemeksizin kırılmayı
tamamlayacak mikroçatlağı tahrik eder. Daha
tipik olarak metallerde farklı bir gelişme aşaması
gözlenir ki onda artan bir gerilme mikroçatlağı
genişletmek için gereklidir. Bu yüzden kırılma
gerilmesi
mikroçatlakları genişletmek için
gereken gerilmedir.
Şekil 7.10
Yüksek
gerilmelerin,
kırılmaya
sebep
olan
dislokasyon yığılmalarının başında üretildiği fikri ilk
Zener tarafından geliştirilmiştir. Model Şekil 7.10 da
gösterilir. Kayma düzlemi üzerinde etkiyen kayma
gerilmeleri dislokasyonlarla birlikte sıkıştırılır. Bazı
kritik gerilme değerlerinde yığılmanın başındaki
dislokasyonlar o kadar birbirine yakın itilir ki onlar 2c
uzunluğunda nb yüksekliğindeki üçgen çatlak veya
kovuk dislokasyonu içinde bütünleşirler.
Stroh göstermiştir ki yığılmanın başındaki gerilme
konsantrasyonunun
plastik
deformasyon
ile
hafifletilmesi şartıyla yığılmadaki gerilmeler 5.41
denklemi ile verilir. Bu denklem 7.8 deki teorik
kohezif gerilmeye eşitlenebilir.
 Ve Mikroçatlak çekirdeklenmesinin meydana geldiği
koşul;
(7.19)
Burada L blok kayma bandının uzunluğu, r
yığılmanın tepesinden çatlağın oluştuğu
noktaya kadar yığılmadır. Eğer
alınırsa;
(7.20)
Denklem 5.37’ den kayma bandındaki
dislokasyonların sayısı şöyle ifade edilebilir.
(7.21)
(7.20) ve (7.21) den L elenerek,
(7.22)
Mikroçatlak çekirdeklenmesi için denklemin bu şekli,
Cottrell
tarafından
önerilmiştir.
Bir
nb
yerdeğiştirmesinin
oluşturulmasında
uygulanan
kayma gerilmeleri ile yapılan iş yeni kırılma
yüzeylerinin oluşturulmasında işle birlikte sürtünme
gerilmesine karşı olan dislokasyonların hareket
etmesinde yapılan işe eşit olduğu zaman bir çatlağı
oluşturacak fiziksel öneme sahiptir.
Denklem 7.22’ nin 2c çatlak uzunluğunu içermemesi
ilginçtir.
Böylece
çatlak;
dislokasyon
kaynağı,
dislokasyonları yığılmaların içine zorlamaya devam
ettiği
sürece
Anlaşılmalıdır
plastik
ki
deformasyon
yalnızca
kayma
ile
gelişir.
gerilmeleri
dislokasyonların birlikte zorlanmasından oluşur.
Çekme gerilmeleri Mikroçatlak çekirdeklenme prosesi
ile ilişkilendirilemez ve aslında, ayrılma çatlakları
basma işleminde oluşabilir. Normal gerilmeler
(gerilmenin hidrostatik bileşeni) genel olarak
metallerde çatlak ilerleme aşamasının çatlak başlama
aşamasından daha zor olduğu tartışmasına yol açan
mikroçatlak çekirdeklenmesi ile ilişkilendirilmez.
Çünkü deney kırılmanın hidrostatik gerilme
bileşeninden güçlü bir şekilde etkilendiğini
göstermiştir
Ayrıca genişlemeyen mikroçatlakların bulunması bu
bakış açısını
destekler.
Yığılmadaki
nonüniform
gerilme alanı ve yığılmadaki iki işaretli dislokasyonları
göz önüne alacak Stroh denklemlerinin modifikasyonu
Mikroçatlak çekirdeklenmesi için gereken gerilmenin
başlangıçta düşünülenden çok daha küçük olduğunu
göstermektedir.
Çoğu mühendislik malzemelerinde en zor adım olan
tane
sınırı
gibi
deformasyonun
güçlü
bir
genişlemesi
bariyer
boyunca
mikroçatlakların
üretildiğine dair güçlü bir delildir. Bu yüzden tane
boyutu gevrek kırılma davranışı üzerinde güçlü etkiye
sahip olacaktır. Petch demir ve çelikteki gevrek
kırılmanın tane boyutu ile ilişkisini şöyle ifade
etmiştir:
(7.23)
Denklem 7.23 için dislokasyon modelini geliştirmek
üzere Denklem 7.22’ yi normal gerilme terimlerine
göre ifade ederiz:
(7.24)
7.9. SÜNEK KIRILMA
Sünek kırılma daha az ciddi bir problem olduğu için gevrek
kırılmadan daha az çalışılmıştır. Bu noktaya kadar sünek
kırılma fark edilebilir derecede büyük plastik deformasyon
ile meydana gelen kırılma olarak belirsiz bir şekilde
tanımlanmıştır.
Sünek
kırılmanın
diğer
bir
önemli
karakteristiği – ki önceki gevrek kırılma mülahazalarında
fark ediliyor olmalıdır- büyük enerji sarfederek metalin
yavaş parçalanması yolu ile meydana gelmesidir
Sünek kırılmanın pek çok çeşidi, metal işlemesi esnasında
ve onların farklı çalışma şartlarındaki kullanımında
meydana gelebilir. Basitleştirme için bu bölümdeki
tartışma, tek eksenli gerilmede oluşan metallerin Sünek
kırılması ile sınırlandırılacaktır. Çekme kırılmalarının diğer
tipleri Bölüm 8’ de göz önüne alınır. Çekmedeki Sünek
kırılma genellikle önce boyun verme denen çaptaki yerel
daralma ile olur. Çok Sünek metaller ayrılmadan önce bir
nokta veya bir çizgiye çekilirler. Kırılmanın bu çeşidine
genellikle kopma denir.
Sünek “kadeh ve koni” kırılmasının gelişim aşamaları
şekil 7.13’ te gösterilmiştir. Boyun verme plastik
dengesizliğin olduğu noktada başlar ki o noktada şekil
değiştirme sertleşmesi sebebiyle mukavemetteki artış
enine kesit alandaki (Şekil .13a) azalmayı karşılamak
üzere düşer. Bu maksimum yükte veya şekil değiştirme
sertleşmesi katsayısına (bak bölüm 8.3) eşit gerçek
değiştirmede meydana gelir.
Bir boyun oluşumu o bölgede üç eksenli durumu
başlatır. Çekmenin hidrostatik bir bileşeni boyunlaşmış
bölgenin merkezinde numune ekseni boyunca etkir. Bu
bölgede çok sayıda ince oyuklar oluşur (Şekil 7.13b) ve
devam eden şekil değişimi altında bunlar gelişir ve
merkezi çatlak içinde birleşir (Şekil 7.13c) Bu çatlak
numunenin
yüzeyine
ulaşana
kadar
numunenin
eksenine dik yönde gelişir. Sonra kırılmanın koni
bölümünü oluşturmak üzere eksene 45o’ deki lokalize
kayma düzlemleri boyunca ilerler. (Şekil 7.13d).
Detaylı sünek kırılma prosesi çalışmaları önce
oluşan merkezi çatlakları yüksek kayma gerinimli
dar bantlarda uç tarafta deformasyon yoğunluğuna
doğru yöneldiğini göstermiştir. Bu kayma bandları
çarpraz yönde 50-60o’ lik açılardadır. Boşluk
katmanları bu bandlarda çekirdeklenir ve boşluklar
gelişir ve boşluk tabakasının yerel kırılması ile
bütünleşir.
Çatlak gelişiminin ortalama yönü gerilme eksenine
çarpraz yönde radyal olarak dışarı doğru iken daha
ince bir skalada çatlak zigzagları boşluk katmanı
oluşumu ile meydana gelir. Bu uzamış çukurlardan
oluşan kırılma yüzeyinin oluşumuna yol açar ve
kırılana kadar ince duvarlar tarafından ayrılan çok
sayıda deliklerden oluşmuş gibi görünür.
Sünek kırılmanın temel kaynağı olan bu boşluklar
deformasyon uyumluluğunun zor olduğu alanlarda
heterojen bir şekilde çekirdeklenir. Boşluk oluşumu
için
gözde
alanlar
inkluzyonlar,
ikinci
faz
partikülleri ve ince oksit partikülleri iken yüksek
saflıktaki metallerde boşluklar üçlü tane sınırı
noktalarında oluşabilir. 50 Ao (5nm) kadar küçük
partiküller boşlukları çekirdeklendirmek üzere
bulundurulmuştur.
Öyle ki
yokluğu
metalografik incelemede boşlukların
boşluk
oluşumunun
meydana
gelip
gelmediğinin güvenilir bir belirleyicisi olmayabilir.
Çekme testindeki boşluklar boyun vermeden önce
oluşur, sonra bir boyun oluşturulur ve hidrostatik
çekme gerilmeleri gelişir, böylece boşluk oluşumu
çok daha belirgin hale dönüşür. Çekirdekleşme
partiküllerinin
meydana
gelme
sıklığı
Sünek
kırılma üzerinde güçlü bir etkiye sahip olmalıdır.
Kırılmadaki gerçek şekil değişiminin ikinci faz
partiküllerinin hacim kesrinin artmasıyla hızla
azaldığı gösterilmiştir (Şekil 7.6). Perlit içeren
karbon
çeliklerindeki
metalografik
çalışması
sünek
kırılmanın
göstermektedir
ki
uygulanan çekme gerilmeleri ve yoğun kayma
bölgesi kombinasyonuna boşlukları başlatmak için
ihtiyaç duyulur. Sözedilen mekanizma Şekil 7.14’ te
gösterilir.
Şekil 7.14
Uygulanan çekme gerilmesine paralel karbürler önce
çatlar (Şekil 17a). Çekme eksenine yaklaşık 50o’ deki
yoğun kayma bölgesi yapışık karbür levhalarının
çatlamasına neden olur (Şekil 7.14b), boşluklar gelişir
(7.14c) ve sünek kırılmayı oluşturmak üzere birleşirler
(Şekil 7.14d).
Partikül şekli sünek kırılma üzerinde önemli bir etkiye
sahiptir. Partiküller küreselleştirilmiş perlit gibi
levhamsıdan daha küresel olduğu zaman karbürlerin
çatlaması
daha
zordur
ve
süneklik
artırılır.
Küreselleşmiş karbürlerin çatlaması daha zordur
çünkü ferrit matrisindeki dislokasyonlar onların
etrafında levhamsı karbürlerdekinden daha kolay bir
şekilde çarpraz kayabilirler ve böylece yığılmalarda
yüksek gerilmelerin oluşumundan kaçabilirler.
Ayrıca küreselleşmiş karbürler ve matris arasında temas alanının
daha küçük olması yüzünden partiküllerde oluşan çekme
gerilmeleri lameler karbürlerdekinden daha az olacaktır. Su
verilmiş ve temperlenmiş çelikteki çok ince ve yuvarlak
karbürler boşluk oluşumuna karşı çok dirençlidir ve bu yüksek
mukavemet seviyelerinde bu yapının iyi sünekliğinin sebebini
açıklar. Sonuç olarak ikinci faz partikülleri haddeleme gibi
plastik deformasyon prosesleri ile şeklde çarpıtılacağı için
haddelenmiş levha veya plakada yönlenme ile büyük miktarda
değişen sünek kırılma direncini bulmak yaygındır.
Sünek kırılmanın analitik işlemlerinin gelişimine
doğru önemli bir başlangıç McClintock tarafından
başlangıçta b0 çapı ve ortalama l0 boşluğuna sahip
silindirik delikleri içeren bir model kullanarak
yapmıştır. Kırılma gerinimi şöyle verilir:
(7.28)
eğrisine sahip bir metal içindir. Bu denklemde a ve
b sırasıyla silindirik delik eksenine paralel ve dik gerilmelerdir.
Denklem 7.28 sınırlı veriyle yakın bir uzlaşı sağlamazken önemli
değişkenlerle kırılma geriniminin tam değişimini kesin bir
şekilde tahmin eder. Denklem (7.28) sünekliğin, boşluk oranı
arttığı için gerinim sertleşmesi bileşeni n azaldığı için ve gerilme
durumunun bir eksenli gerilmeden üç eksenli gerilmeye değiştiği
için azaldığını gösterir. Girintilerin iç tarafta boyun vermesi ile bir
dereceye kadar farklı sünek kırılma analizi aynı genel sonuçlara
yol açar.
7.10. ÇENTİK ETKİLERİ
Çentik başlangıcı ile oluşan değişimler, kırılma
prosesinde önemli sonuçlara sahiptir. Örneğin bir
çentiğin varlığı çeliğin sünek-gevrek geçiş sıcaklığını
fark edilir derecede artıracaktır. Bölüm 2.5’ teki elastik
gerilme yoğunlaşmasından, bir çentiğin kökündeki
lokal gerilmeden oluşmasını bekleriz.
 Plastik akış; bu lokal gerilmeler, malzemenin akma
mukavemetine ulaştığı zaman çentik kökünde başlar.
Plastik akış yüksek elastik gerilmeleri hafifletir ve
malzemenin akma gerilmesindeki zirve gerilmeleri
sınırlar.
Ancak
çentiğin
başlıca
etkisi,
gerilme
yoğunluğunun başlangıcında değildir; çentikteki üç
eksenli gerilme durumunun oluşumundadır.
Elastik gerilme dağılımı Şekil 7.15a’ da ince bir
levhada çentik için gösterilir.
Levha elastik
sınırdan daha az gerilmelerde y yönünde yüklendiği
zaman y gerilme dağılımı gösterilir. Aynı zamanda
çentiğin geometrisi tarafından çarpraz bir x
gerilmesi üretilir. Bu çentiğin ucunda küçük
gerilme
numuneleri
serisi
hayal
edersek
anlaşılabilir. y’ nin dağılımı Şekil 7.15a’ da verilir.
Şekil 7.15
Eğer bir çekme gerilmesi serbestçe deforme
edebilirse, y lokal değerine cevap olarak y çekme
gerinimine maruz kalacaktır. y hızlı bir şekilde
çentikten uzağa giderek düştüğü için çentiğin
altında elastik gerinim gradyenti olacaktır. Ancak
her y gerinimi poisson oranı sebebiyle x yanal
enine daralmayla ilişkili olacaktır.
Her çekme elemanı komşularından bağımsız bir şekilde
deforme olmak üzere özgürse bu
ile
tanımlanır. Böylece çekme numuneleri arasındaki
arayüzeylerin tümü çekilip ayrılacaktır. x ve çekme
gerilmelerinin
sürekliliğini
sağlamak
için
her
arayüzeyin boydan boya geçişi sağlanmalıdır. Çentiğin
serbest yüzeyinde (x=0) çekme elemanı, bir kenar ve
=0’ dan herhangi bir sınırlama olmaksızın enine
daralmaya maruz kalabilir.
Sürekliliği devam ettirmek için gerekli yanal
gerilmeler çentiğin kökünden itibaren alınan
mesafeyle artar, fakat büyük x değerlerinde y
dağılımı düzleştiği için
(pikeden sonra uçağın
düzleşmesi gibi) küçülür. Böylece x , x’ le adım
adım epeyce artacaktır ve sonra Şekil 7.15a’ da
görüldüğü gibi daha yavaş bir şekilde düşecektir.
İnce bir levhanın gerilme yüklemesinin düzlemsel
gerilme durumu için kalınlık yönündeki gerilmeler
küçüktür ve ihmal edilebilir. Ancak bu kesinlikle
düzlemsel gerinim deformasyonu –ki orada z
yönündeki B kalınlığı çentik veya çatlak derinliğine
göre büyüktür- değildir.
Düzlemsel gerinim deformasyonu için
dir. Y yönünde tek eksenli olarak yüklenmiş kalın çentikli bir
levha için x ekseni boyunca elastik gerilme dağılımı Şekil
7.15b’ de gösterilir.
y değeri levhanın iki yüzeyi arasında sıfıra düşer
fakat serbest yüzeylerden itibaren mesafeyle aniden
artar. Çentik kökündeki (x=0) z ile z’nin dağılımı
Şekil 7.15c’ de gösterilir. y ve z değerleri
neredeyse z’ den bağımsızdır.
 Şekil 7.15b kalın bir levhanın gerilmesinin yüksek
dereceli elastik üç eksenlilik sağladığını gösterir. B
kalınlığı azaldığı zaman y ve z değerleri % 10’ dan
daha az düşer fakat z’ nin zirve değeri güçlü bir
şekilde B’ ye bağlıdır. Düzlem gerilmelerde B çok
küçük olduğu zaman z=0 olur.
 Çarpraz gerilmelerin varlığı akmanın meydana
geldiği,
ortalama boyuna gerilme değerlerini
yükseltir. Tresca akma kriteri için
tür. Çentiksiz bir çekme numunesinde boyuna
gerilmeler tek başına akmanın ölçüsünü verir
çünkü
dır.
 Düzlem şekil değişiminde akma çentiğin kökünde
başlar çünkü bu serbest yüzeyde (Şekil 7.15)
dır.
 Ancak çentiğin hemen altında
tir. Temel metal akma mukavemeti aynı olduğu için,
çentikli de olsa çentiksiz de olsa, çentikli numunede
akmayı üretecek daha yüksek boyuna gerilme değerini
alır.
 Çentiğin kökünden mesafe ile gerilmenin dağılımı
Şekil 7.15’te kaba taslak çizilmiştir. Lokal akma
meydana geldiği zaman değeri elastik değerinden
(bak Şekil 7.15b)
değerine düşer. Çentik
kökünde ilk çekme elemanı akma gösterdiği anda
=0.3 elastik değeri yerine =0.5’ e sahip olan sabit
hacimde plastik olarak deforme olur.
 Böylece
enine
şekil
değiştirme
elastik
durumdakinden daha büyüktür ve daha büyük bir
değeri elemanın ara yüzeylerindeki kohezyonu
devam ettirmek için uygulanmalıdır.
 Böylece plastik bölge çentik kökünden genişlediği
için
değeri elastik durumdakinden mesafeyle
adım adım daha fazla artış gösterir. Maksimum
değeri elastik-plastik arayüzeyinde bulunur.
Plastik akma bölgesi içinde
değeri akma kriteri
ile verilir.
,
ve
ile
verilir.
 Gerilmenin artmasıyla plastik bölge;
çentiğin
altındaki tüm bölge plastik olana kadar içe doğru
hareket eder.
 Çentik
tarafından
oluşturulan
üç
eksenli
gerilmenin bir sonucu olarak çentikli numunenin
genel
akma
gerilmesi
tek
eksenli
akma
gerilmesinden daha büyüktür. Çünkü üç eksenli
gerilmelerin varlığında akmış bölgede genişlemesi
daha
zordur.
Çentiklinin
çentiksiz
akma
gerilmesine oranı plastik zorlama faktörü q olarak
tanımlanır.
 Çentik olarak Kt=10’ dan daha büyük değerlere
ulaşabilen elastik gerilme yoğunluğu daha derin ve
daha
keskin
faktörünün
göstermiştir.
yapılmadıkça
2.57
değerini
plastik
zorlama
aşamayacağını
 Bu yüzden çentiğin üç eksenli gerilme durumu sünek
metalde
“çentik
mukavemetlenmesine
neden
olur.Fakat gevrek kırılmaya meyilli bir metalde plastik
zorlamadan artan çekme gerilmeleri malzeme genel
plastik akmaya uğramadan önce kırılma için kritik
değeri aşabilir.
 Çentikte mevcut aşırı gerilme gradyentleri şekil
değiştirmenin keskin gradyentlerinin varolduğuna
işaret eder. Her ne kadar gerinimle sertleşmiş bir
malzemede lokal gerinim dağılımını belirlemek
için tam bir metot yoksa da Neuber yaklaşımı
gerinim konsantrasyonu K’ nin büyüklüğünü
belirlemede faydalıdır.
 Burada;



: Plastik-şekil değiştirme-konsantrasyon faktörü
: Plastik-gerilme-konsantrasyon faktörü
:Elastik-gerilme-konsantrasyon faktörü
 Buna bağlı olarak çentiğin diğer bir etkisi yüksek,
lokal olarak yoğunlaşmış gerinim üretmektedir.
Eşlik eden gerinim sertleşmesi gevrek çatlaklara
dönüşebilen sünek boşluk oluşumuna yol açabilir.
Çatlağın altında plastik olarak şekil değiştirme
sertleşmesine uğramış hacim küçük olduğu için,
gerinim konsantrasyonu çok fazla plastik iş
harcamaksızın çatlamaya yol açar.
 Çentikteki plastik gerinim konsantrasyonunun diğer
bir önemli neticesi lokal şekil değişim hızının
ortalama şekil değiştirme hızından daha yüksek
olacağıdır. Gevrek kırılma şekil değişim hızına kuvvetli
bir şekilde bağlı olduğu için bu önemli fakat kolayca
gözden kaçabilen bir faktör olabilir.
Özetle bir çentik dört önemli yol ile gevrek kırılmaya
eğilimi artırır:
 Yüksek lokal gerilmeler üreterek
 Üç eksenli gerilme durumunu başlatarak
 Yüksek lokal şekil değiştirme sertleşmesi ve çatlamalar
üreterek
 Şekil değiştirme hızında lokal bir büyüklük üreterek
7.11.KIRILMA EĞRİSİ KAVRAMI
Gerçek gerilme-gerçek şekil değiştirme eğrisi veya akış
eğrisi şekil değiştirmenin herhangi belli değerinde plastik
akışa neden olacak gerilmeyi gösterir. Gerinim sertleşmesi
üç eksenli gerilme veya yüksek şekil değiştirme hızı
malzemeyi kıracak kadar yüksek bir gerilmeye sebep olacak
yeterlikteki plastik deformasyonu engellediği
plastik akış kopma ile sonuçlanır.
zaman
Ludwik; bir malzemenin kırılma gerilme eğrisine,
ayrıca bir akış eğrisine sahip olduğunu ve
kırılmanın akma eğrisi kırılma eğrisi ile kesiştiği
zaman meydana geldiğini ileri sürmüştür (Şekil
7.16)
Şekil .16
 Prensipte kırılma eğrisi üzerindeki bir nokta; verilen bir
gerinim değerinde plastik olarak şekil değiştiren ve bu
yüzden kırılma meydana gelene kadar büyük plastik
deformasyona uğramayan bir numunenin plastik olarak
şekil değişiminden elde edilir. Pratikte bir çentik
ve/veya düşük sıcaklık kırılma öncesi deformasyonun
ilerlemesini durdurmak için kullanılmaktadır. Ancak
çentiğin gevrekleşme etkisi gerçeği plastik zorlama
faktörünü yaklaşık 2.5 sınırlanmıştır
 ve
metallerin
düşük
sıcaklıklarda
gevrek
kırılmasının bile plastik deformasyon ile önce vaki
olduğunun
anlaşılması,
kırılma
gerilmesi
eğrilerinin iyi deneysel ölçümlerinin metaller için
yapılamayacağını
aşikar
etmiştir.
Ancak
bu,
kalitatif hassasiyette kırılmanın anlaşılmasında
faydalı olan kırılma gerilme eğrisini kullanımını
engelleyemez.
 Bcc metallerde sünek –gevrek geçişini etkileyen başlıca
faktörler; gerilme durumu, sıcaklık ve şekil değişim
hızıdır. Geçiş davranışı kesmeye ve klivaja karşı relatif
direnç terimleri ve sıcaklıkla nasıl değiştiğine bağlı
olarak açıklanabilir (Şekil 7.17). 0 kesme direncinin ve
f klivaj direncinin sıcaklıkla değişimini gösterir. Hazır
f datası ile uyuşma içinde olan 0’ dan daha az bir
sıcaklık fonksiyonudur.
 Çentiksiz numuneler için akma gerilmeleri geçiş
sıcaklığının
üzerindeki
bütün
sıcaklıklardaki
kırılma gerilmelerinden daha düşüktür. Bu yüzden
metal kırılma olmadan önce plastik olmadan
deforme olur ve metal sünektir. Geçiş sıcaklığının
altında
ve malzeme plastik olarak şekil
değiştiremeden önce kırılır.
 Şimdi, bir numuneye makinede bir çentik işlenirse
akma gerilmeleri plastik zorlama yüzünden 2.5 kat
artırılırken
kırılma
gerilmeleri
temel
olarak
değiştirilmezler. Şekil 7.17 bu prosedürün geçiş
sıcaklığında nasıl büyük bir artış ürettiğini gösterir.
Artan gerinim hızı plastik zorlamadaki gibi aynı
yolla akma gerilmeleri artırır.
Şekil 7.17

similar documents