Bir malzeme, yüke tabi tutulacak bir mühendislik yapısının parçası olarak kullanılacaksa, malzemenin hizmette maruz kalacağı yüklere dayanabilecek kadar güçlü olup olmadığını bilmeniz önemlidir. Mekanik testler, melzemelerin temel özelliklerinin değerlendirilmesinde, geliştirilmesinde, kalite kontrolünde ve tasarımı yapılan bir ürün için malzeme seçiminde önemli bir rol oynamaktadır.
Sonuç olarak mühendisler, çekme, basma, gerilme, sıkıştırma, bükme veya burulma yüklemesine tabi tutulan mühendislik malzemelerinin mekanik testleri için birtakım deney teknikleri geliştirdiler.
ÇEKME TESTİ
Çekme testi malzemelerin mekanik özelliklerinin ölçmek için en yaygın kullanılan test ölçme testi olup malzeme kalitesini sağlamak için sonuçları sıklıkla malzeme spesifikasyonlarına dahil edilir. Malzemelerin dayanımına ilişkin temel tasarım bilgisi sağlamak için sıklıkla başvurulan bir yöntemdir [1]. Çekme testinin sonuçları mühendislik uygulamaları için malzeme seçimi için de kullanılır. Karşılaştırılabilir sonuçlar elde edebilmek için deneyler standartlara uygun olarak yapılır.
Gelişen teknoloji ve artan ihtiyaçlar sonucu çekme deneyi yapılışı, numune özellikleri ve deney şartlarında yapılan değişiklikler ile birlikte standartlarda güncellemeler yapılmaktadır. Ülkemizde metalik malzemelerde çekme deneyi standardındaki değişikliklere bakıldığında; TS 138 (1964, 1978), TS 138 EN 10002-1 (1996, 2004) son olarak TS EN ISO 6892-1 standardının 2009 yılında İngilizce, 2011 yılında Türkçe versiyonu yayınlanmış ve 2016 yılında İngilizce versiyonu revize edilmiştir.
Test Numunesi
Çekme deneyi yapılacak numune temsil ettiği malzemenin tüm özelliklerini taşımalıdır ve numune alınırken özelliklerinde bir değişim olmamasına dikkat edilmelidir. Numune alma işlemi sırasında, numune aşırı sıcaklığa maruz kalmamalı ve deformasyon kaynaklı meydana gelebilecek değişimlerin önüne geçilmelidir.
Çekme testi için numuneler, kullanılacak test cihazının türünün çenelerine tutturulmaya ve standartlara uygun olacak şekilde olmalıdır. Numuneler için şekil, boyut ve işleme toleransları TS EN ISO 6892-1:2016 standardı ile belirlenmiştir.
Şekil 1: Numune şekilleri [1,2]
Test Cihazı
Günümüzde çok gelişmiş çekme cihazları mevcut olup genelde üniversal makinelerdir ve çekme, basma ya da eğme deneylerini de yapabilmektedirler. Cihazlarda analog ya da dijital kuvvet göstergeleri ve kuvvet-uzama diyagramı çizicileri vardır.
Şekil 2: Çekme test cihazı şematik görüntüsü [3]
Yükleme türüne göre iki çeşit çekme test makinesi vardır;
1 – Elektromekanik Test Cihazı: Cihaz Şekil2’de gösterildiği gibi değişken hızda elektrik motoru ve piston başlığını yukarı veya aşağı hareket ettiren bir, iki veya dört vidadan oluşur. Bu hareketler numuneye çekme ya da basma kuvveti uygular. Pistonun hızı elekrtrik motorunun hızına bağlı olarak değişir. Deney süresince uzama hızı sabit tutulur. Hızı doğru şekilde kontrol edebilmek için bir mikro kompresör döngü (kapalı sistem) servo sistemi uygulanabilir [1,4].
Şekil 3: Hidrolik üniversal test cihazının şematik görüntüsü [4]
2 – Hidrolik Test Cihazı: Cihaz, Şekil3’te gösterildiği gibi piston başlığını yukarı veya aşağı hareket ettiren tek ya da çift pistondan oluşur. Bununla birlikte bir çok hidrolik test cihazında tek piston ya da pres kütüğü bulunur. Manuel olarak çalışan bir cihazda operatör, yükleme oranını kontrol etmek için basınç dengeli bir iğne valfinin ağzını ayarlar. Kapalı döngü bir hidrolik servo sistemde, hassas kontrol için iğne valfi elektrikle çalışan bir servo valf ile değiştirilir. Yükleme hızının sabit tutulduğu bu cihazda yükleme oranı istenilen kırılma süresine bağlı olarak ayarlanabilir [1,4].
Testin Yapılışı
Çekme testi sırasında malzemeye hareketli bir kafa ile sabit sıcaklıkta, devamlı artan tek yönlü çekme kuvveti uygulanır. Kuvvet parça eksenine ve kesitine dik olduğu için normal gerilme söz konusu olur. Etki eden kuvvet numune kopuncaya kadar devam eder. Bu esnada numuneye uygulanan kuvvet ve numunede meydana gelen uzama miktarı sürekli olarak kayıt altına alınır.
Çiğdem Bilim
KBT Metroloji ve Kalite Mühendisliği Çalışma Grubu
KAYNAKLAR
[1] Gürbüz R., Çevik G.,Departmant of Metallurgical and Materials Engineering, Materials Laboratory, Tension Test, METU
[2] International Standard 6892-1:2009, Metalic Materials-Tensile Testing, Method of Test at Room Temperature, 15.08.2009
[3] http://akgunalsaran.com/doc/malzeme-muayenesi-9705.pdf , son erişim tarihi 17.05.2017
[4] http://www.admet.com/wp-content/uploads/2015/12/Practical-Guide-to-Metal-Testing.pdf
