ÇELİKLERDE MEKANİK ÖZELLİKLER


Çelik türleri kimyasal bileşimlerine ve gördükleri tavlama ve ısıl işlemlerine göre birbirinden farklı karakteristik özellik gösterirler. Bu özellikler, elektriksel, fiziksel, kimyasal alanlarda olabilir. Fakat çeliğin en önemli ve bütün çelik türleri için geçerli olan özelliği, mekanik özeliklerdir. Çelik türlerine göre değişen bu mekanik özelliklerin en önemlileri, çekme dayanımı, akma sınırı, uzama, büzülme (kesit daralması), darbe dayanımı ve sertliktir.

1-ÇEKME DAYANIMI: Çeliğin çekerek koparılmaya karşı direncidir. Belirli kesitteki bir çekme çubuğuna, koparılıncaya kadar uygulanan en yüksek çekme kuvvetinin, çubuğun başlangıç kesitine bölümünden çıkarılır.  Çekme çubuklarında uygulanan çekme kuvveti Kg değil, Newton (N) olarak kabul edilmiştir ve 1kg/mm² ‘ dir.

2-AKMA SINIRI: Çekme sırasında, esnekliğin kalmadığı noktada (Akma noktası) uygulanmış olan kuvvetin, çekme çubuğunun başlangıç kesitine bölümünden elde edilen değerdir. N/mm² ile ifade edilir. Akma noktası, birçok çelikte belirgin olarak kendini göstermez. Bu nedenle 0,2 sınır diye bir kavram geliştirilmiştir. Buna göre, elastikiyet sınırını aşan devamlı uzama, başlangıç uzunluğunun%0,2’ine eriştiği noktada uygulanmış kuvvetin çubuk kesitine bölümü, akma sınırı kabul edilir ve Rp 0,2 olarak işaretlenir.

3-UZAMA:Uzama, çekme çubuğunun koptuğu anda ölçülen uzunluğu ile,  başlangıç uzunluğu arasındaki farkın, başlangıç uzunluğuna oranıdır ve% ile gösterilir. Çekme çubuğunun boyu, çapına göre ne kadar büyük olursa, uzama o oranda düşük çıkar. Bu nedenle, uzama deneyinde kullanılacak çekme çubuklarının boyu genellikle(5 d) olarak kabul edilir ve uzama (A5) olarak işaretlenir.

4-BÜZÜLME:Büzülme, çekme çubuğunun koptuğu andaki kesitinin, başlangıç kesitine oranıdır ve% ile ifade edilir.

5-DARBE DAYANIMI: Darbe dayanımı, iki tarafı yataklanmış veya tek tarafı bağlanmış çentikli bir çubuğu tek bir darbe ile kırmak için harcanan güçtür. ISO; deney çubuklarını, açılacak çentikleri ve deney yönteminin standartlaştırmıştır. Sivri çentikli ISO çubuklarında (işaretli KCU) darbe dayanımı Joule (J) ile ölçülür. Yuvarlak çentikli ISO çubuklarında, ölçüm sonucu J/cm² olarak verilir.

6-SERTLİK: Kendisinden daha sert bir cismin bünyesine girmesine karşı bir cismin gösterdiği direnç, o cismin sertliğidir. Birçok cisimler, hem elastik, hem de plastik oldukları için çeşitli sertlik deney yöntemleri oluşturmuştur. Aynı türden olmayan cisimlerin sertliklerinin birbiri ile karşılaştırılması mümkün olmamaktadır. Sertlik muayene yöntemleri başlıca şunlardır;

Brinel Sertlik (HB):  Çapı D olan bir kürenin i kesintisiz ve darbesiz olarak uygulanan P kuvveti ile bir cisme girdirilmesi ile elde edilir. Kürenin açmış olduğu izin daire çapından sertliğe ulaşılır. Muayene edilecek cismin sertlik derecesine göre küre çapı ve küre malzemesi (Çelik ya da sert metal) değişik seçilir. En çok kullanılan küre çapları 10 ve 5 mm’dir. Brinel sertliğinin bir özelliği, çeliklerde ölçülen Brinel sertlik rakamının 0,35 ile çarpımının yaklaşık olarak o çeliğin çekme dayanımını vermesidir. Yazılışı HB şeklimdedir.

Vickers  Sertliği (HV):Burada küre yerine, karşılıklı yüzeylerinin birbirine göre açısı 136 ◦ olan, dört yüzeyli elmas piramit kullanılmaktadır. Piramit giriş derinliğinden, kendi tablolarına göre sertlik derecesi okunur ve HV ile belirlenir.

Rockwell Sertliği (HRc):Özellikle sert çeliklerin sertlik derecesinin saptanmasında çok kullanılan bir yöntemdir. Bu yöntemde küre ve piramit yerine, açısı 120◦ olan ucu yuvarlatılmış bir elmas koni; yumuşak çeliklerde ise 1/16,  1/8,  ¼ çapında küreler kullanılır. Koni veya kürenin giriş derinliğine göre ve eldeki tablolar yardımıyla sertlik saptanır. Rockwell sertliği HR ile belirtilir.

Shore Sertliğİ (NS):Brinel, Vickers, Rockwell sertlik ölçmeleri statik yöntemler olup, cisimlerin plastik özelliklerine göre ölçüm yapmaya yarar. Geri sıçrama yöntemi ile yapılan, Shore Sertlik muayenesi ise daha çok elastik sertliği belirler. Bu yöntemde, ucuna yuvarlatılmış elmas uç takılmış bir ağırlık belirli bir yükseklikten muayenesi yapılacak parçanın üzerine serbestçe düşer ve geri sıçrar. Geri sıçrama yüksekliği, sertlik hakkında bir ölçü oluşturur.

Sertlik muayenesi, pratikte büyük önem taşımaktadır. Muayene edilecek parçaya zarar vermeden, onların homojen olup olmadıkları ve kullanma olanakları üzerine oldukça sağlam yargıya varılmasını sağlar.