Çekme Deneyi

  • Nedir?

(ISO-EN-TSE-7500-1, EN 10002-2, BS 1610, ASTM E4, DIN 50143……46, DIN 51221)

Bir makine elemanına statik kuvvet (yönü ve şiddeti değişmeyen) etki ediyorsa; malzemenin bütün kesitinde bir reaksiyon doğar. Uygulanan kuvvet malzemenin kesit alanına bölünürse malzemede oluşan gerilimleri buluruz. Kesit mm² ve uygulanan kuvvet de Kg olarak alınırsa gerilim birimi Kg/mm² olur. Gerilim, kuvvet uygulanan kesitte birim alandaki yük olarak ifade edilir. Eğer yük kesite dik ise gerilim çekme veya basma gerilimidir. Kesite paralel yüklerin oluşturduğu gerilimler de kesme veya eğme gerilimleridir. Yük malzemenin dışında ve eksene dik ise meydana gelen gerilim burulma gerilimidir.

Çekme deneyi malzemelerin dayanım değerleri hakkında esas tasarım bilgilerini saptamak ve malzemelerin mekanik özelliklerine göre sınıflandırılmasını sağlamak amacı ile yaygın bir şekilde kullanılmaktadır. Çekme deneyi standartlara göre hazırlanmış deney numunesinin tek eksende, belirli bir hızla ve sabit sıcaklıkta koparılıncaya kadar çekilmesi işlemidir. Deney sırasında, standart numuneye devamlı olarak artan bir statik çekme kuvveti uygulandığında; belli noktalardaki kuvvet ile beraber numunenin boyundaki uzama miktarlarıda kaydedilir.

Çekme deneyinde bir numune cisim (deney parçası) düzgün ve darbesiz olarak kopuncaya kadar uzatılır. Neticenin hatalı çıkmaması için numuneyi çekme hızı düşük olmalıdır (metalik malzemeler için; 0.5 mm/dak veya saniyedeki gerilme artışı 10 N/mm²‘den az olmalıdır). Çekme kuvveti ve numunenin uzunluk değişimi ölçülür veya ölçü aletine takılı bir kalem ucu tarafından çizilir.

Deney sırasında malzemenin sabit olarak artan ve kesit üzerine eşit olarak dağılmış çekme kuvveti etkisi altındaki davranışı takip edilir. Bu tip tek bir eksene etkiyen kuvvetlere makine parçalarında çok ender rastlanır. Bu nedenle çekme deneyinin neticeleri diğer muayeneler ile tamamlanmalıdır (Çentik darbe, Yorulma deneyi gibi).

Çekme deneyi sonucunda malzemelere ait aşağıdaki mekanik özellikler hesaplanabilir:

  1. Elastisite (Elastikiyet) modülü ( E )
  2. Rezilyans (UR)
  3. Akma gerilmesi (Dayanım) (σA)
  4. Çekme dayanımı (σç)
  5. Tokluk
  6. Kopma dayanımı (σk)
  7. % uzama oranı (ε)
  8. Uzama miktarı (mm) (∆L)
  9. % kesit daralması (büzülme oranı)
Çekme deneyi
Çekme deneyi

Çekme deneyine tabi tutulan numunenin yukarıda belirtilen mekanik özelliklerinin sağlıklı bir şekilde ortaya çıkarılabilmesi için, alındığı malzemeyi tam olarak temsil edebilmesi şarttır. Ayrıca şu hususların bilinmesi de sonuçların irdelenmesi bakımından gereklidir.

  1. İmalat şekli (Döküm, Kaynak, Sıcak dövme veya haddeleme, Soğuk dövme veya haddeleme)
  2. İmalat şekline göre yönlenme
  3. Tatbik edilen ısıl işlemler
  4. Numunenin alındığı bölgeler (yüzey, kenar, orta kısım vb.)
  5. Numunenin alınış şekli (kesim işlemi testere, lazer vb.)
  6. Numunenin hazırlanış şekli (talaşlı ve talaşsız)

Çekme deneyine tabi tutulacak numunelerin şekil ve boyutları standartlarda belirtilmektedir. Deney sonuçlarının belirli bir standarda uyma zorunluluğu vardır. Sonuçlar, numune boyut ve biçimine göre değişebilir. Numuneler iki kısımdan oluşur.

  1. Numunenin baş kısımları: Yük tatbik edilmek için tutulan kısımlardır ve diğer bölgeye göre daha büyük boyutludur.
  2. Numunenin orta kısmı: Yük tatbik edildiğinde deformasyonun yer alması arzu edilen daha küçük boyutlu bölgedir. Deney sonuçları bu kısımda yapılan ölçmelerle tespit edilir. Numunenin bu kısmında, kesit ile uzunluk arasında belli bir oran vardır.

Çekme ile ilgili deney TSE tarafından 138 numara ile standartlaştırılmıştır. Bu deneyin yapılmasında standarta uyulmalıdır. Deney yapılırken norma uygun deney çubukları kullanmak gereklidir. Örnekler talaş çıkaran tezgahlarda hazırlanmalıdır. Standartlara uygun olmayan örnekler hatalı sonuçlar verir. Örnek alınan malzemeler makasta kesilmemeli, ısı işlemine tabi tutulmamalı ve talaş kaldıran makinelerde işlenirken ısınmayacak şekilde davranmalıdır.

Deney çubuklarında saclar kullanılacaksa herhangi bir ölçülendirmeye gerek kalmadan olduğu gibi çekilerek kopartılır. Dikdörtgen kesitli malzemelerde deney çubuğu kalınlığı genişliğin ¼ kadar olmalıdır. Lo ilk ölçü uzunluğu ile daraltılmış kısmın uzunluğu; Lo=5xdo, Lv=Lo+do ile bulunur. Burada do yuvarlak kesitli malzemelerde ölçü uzunluğu içindeki çapı gösterir. Yuvarlak kesitli olmayan malzemelerde do yerine 1,13 √Ao alınır. Burada Ao örneğin ilk kesit alanını verir. Ölçüler yuvarlak kesitli malzemelerde tam silindirik, dikdörtgen kesitlerde ise yüzeyler birbirine paralel olmalıdır. Boyutlarda en fazla % + 0,5 fark olmalıdır.

Türk standartları 138 nolu yayına göre yuvarlak kesitli malzemelerden yapılacak deney çubukları üsteki şekilde, yassı malzemelerden yapılacak deney çubukları ise aşağıdaki şekilde gösterilmektedir.

Çekme deneyi numunesi
Çekme deneyi numunesi

Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir