3.Giriş
Malzeme plastik deformasyona uğradığında, gerilme değeri artık gerinimle orantılı değildir. ( Hooke Yasası gerilme, gerinim, Young modülü ilişkileri) Malzeme artık eski haline dönemez. Şekil 3.1a’ da tipik bir metal için gerilme-gerinim diyagramında plastik bölge gösterilmiştir. Elastik bölgeden plastik bölgeye geçiş birçok metal için kademelidir.
3.1 Çekme Özellikleri
a-) Akma dayanımı
Plastik deformasyonun başladığı gerilme değeri malzemenin akma dayanımı olarak adlandırılır.
Bazı çelikler ve malzemeler Şekil 3.1b’deki gibi gerilme-gerinim davranışı sergilerler. Elastik-plastik geçişleri çok net belli olmaktadır ve aniden meydana gelmektedir. Yukarı akma noktasında, plastik deformasyon başlamıştır ve sabit bir gerilme değerinde açıkça görülen dalgalanmaların başlangıç noktası ise alt akma noktası olarak adlandırılır. Bu tarz metaller için akma dayanımı ortalama alt akma noktası ile ilişkili ortalama bir gerilme değeri alınır.
b-) Çekme Dayanımı
Akmadan sonra gerilme, metallerde plastik deformasyonun maksimum olan Şekil 3.2’deki M noktasına çıkılması için gereklidir, F noktasında çatlaklar oluşur. Çekme dayanımı gerilme-gerinim eğrisindeki maksimum olan noktadır. Maksimum gerilme uzun süre bir malzemeye uygulanmaya devam ederse malzemede ciddi çatlaklar oluşur. Bu noktaya kadar tüm deformasyonlar, çekme numunesinin daralan bölgesi dışında uniformdur. Bu maksimum gerilme de malzeme daralmaya veya boyun vermeye başlar ve sonraki tüm deformasyonlar bu boyun verme ile sınırlanır.
c-) Süneklik
Süneklik bir diğer önemli mekanik özelliktir. Devam eden plastik deformasyon ile belirlenir. Çatlak üzerine, çok az plastik deforme yaşayan veya hiç plastik deforme olmayan metal gevrek olarak adlandırılır. Şekil 3.3’te gevrek ve sünek bir malzemenin gerilme-gerinim grafiğini görebilirsiniz.
Malzemenin sünekliğini bilmek iki sebepten dolayı önemlidir. Birincisi, tasarımcıya bir yapının plastik deformasyona uğramadan önce ne kadar deforme olacağını gösterir. İkincisi, operasyonun yapılışı sırasında izin verilen deformasyon derecesini belirler. Metallerin önemli mekanik özellikleri çekme gerilme-gerinim testleriyle hesaplanabilir.
d-) Rezilyans
Rezilyans malzemenin elastik bölgede enerji emebilme kapasitesidir. Malzeme elastik deforme olduğunda üzerindeki yük kalktığı zaman enerji saklanır. Rezilyans modülünün özellikleri, yüksüz durumdan akma noktasına kadar bir malzemeyi birim hacim başına germek için gereken gerilme enerjisiyle ilişkilidir. Eğer elastik lineer bir bölgeye sahip olduğumuzu varsayarsak:
Sonuç olarak resilient malzemeler yüksek akma dayanımına ve düşük elastisite modülüne sahiptirler. Bu tür alaşımlar kaynak uygulamalarında kullanılırlar.
e-) Tokluk
Tokluk birkaç şekilde tanımlanır. Bunlardan birisi, tokluk bir çatlak oluştuğunda malzemenin buna karşı göstereceği dirençtir. Sıfır deformasyonlu bir malzeme üretmek neredeyse imkansız olduğundan (maliyet bakımından) kırılma tokluğu tüm malzemeler için önemli bir husustur. Tokluğu tanımlamanın diğer bir yolu ise malzemenin kırılmadan önce enerjiyi emme ve plastik olarak deforme olabilme yeteneğidir.
Referans William D. Callister, Jr. David G. Rethswisch, Materials Science and Engineering
