Her malzemenin kendine özgü mekanik özellikleri vardır.Bazı malzemeler sert, bazı malzemeler yumuşak veya daha farklı özelliklere sahip olabilir.Bu yazımızda malzemelerin mekanik özelliklerinden süneklik,gevreklik ve tokluk hakkında bilgi vermeye çalışacağız ve bu mekaniksel özelliklerin hangi alanlarda kullanıldığını örneklemeye çalışacağız.
Malzemelerin mekanik özelliklerini belirlemek amacıyla birtakım deneyler yapılır.Bunlardan bazıları, çekme deneyi, basma deneyi, çentik darbe deneyi ve sürünme deneyi gibi deneylerdir. Laboratuvar koşullarında ve belirli deney malzemeleriyle yapılan bu deneyler ile malzemeler hakkında bilgi sahibi olmuş oluruz.Fakat deney numuneleri özel hazırlanmış numunelerdir ve her zaman gerçek değerleri yansıtmaz.Çünkü malzemelerdeki dislokasyonlar, yüzeysel ve boyutsal faktörler de malzemelerin mekanik özelliklerini etkiler.
Süneklik, gevreklik ve tokluk kavramlarını açıklamak amacıyla eğilme şekil değiştirme eğrisini kullanacağız.Bu diyagram çekme deneyi yardımıyla oluşturulur ve malzemelerin mekanik özellikleri hakkında bize oldukça belirleyici bilgiler verir.
Süneklik, gevreklik ve tokluk kavramlarını açıklamak amacıyla eğilme şekil değiştirme eğrisini kullanacağız.Bu diyagram çekme deneyi yardımıyla oluşturulur ve malzemelerin mekanik özellikleri hakkında bize oldukça belirleyici bilgiler verir.
Süneklik
Herhangi bir nesneyi koparmaya çalıştığımızda malzemenin uzadığını ve kopmadan önce belirli bir miktar şekil değiştirdiğini gözlemlemişsinizdir. Bu malzemenin sünekliğinden kaynaklanmaktadır. Süneklik, bir nevi malzemenin şekil değiştirmeye ne kadar yatkın ve kabiliyetli olduğunun göstergesidir.
Grafiğimizde gördüğümüz gibi malzemenin birim uzaması arttığı zaman sünekliğide artar. Daha kolay bir ifadeyle grafiğin kopma noktası, yani ucu ne kadar sağa doğru uzarsa o kadar sünek bir malzeme diyebiliriz. Süneklik malzemenin tokluğunu arttıran bir unsurdur fakat bir malzeme ne kadar sünekse o kadar toktur diyemeyiz.
Sünek malzemeler kopmadan önce bir miktar şekil değiştirir yani uzar.Bu mekanizmalarda kullanılan parçaların hemen kopmamasına ve bir nevi güvenlik önlemi olarak da düşünebilir.Çünkü malzeme kırılmadan bir miktar şekil değiştirir ve mekanizma hasar görmeden parça yenisiyle değiştirilir ve kullanıma devam edilir.Ayrıca birbiriyle uyumlu çalışan iki parçada işlenmesi ve temini daha kolay olan madde daha sünek yapılarak herhangi bir aşırı yüklemede asıl önemli parçanın zarar görmemesi sağlanır.
Gevreklik
Gevreklik kavramını ise sünekliğe zıt bir kavram olarak ele alabiliriz.Günlük yaşamda dahi bazı nesnelerin daha sert olduğunu anlayabiliriz.Örneğin alüminyumdan yapılmış bir malzemeyi elimizle bükebiliriz. Fakat aynı uzunluğa ve kalınlığa sahip demir bir çubuğu bükmek çok daha zor olabilir.Yani gevrek malzemeler şekil değiştirmeye yatkın olmayan malzemelerdir.Bu malzemelere kuvvet uygulandığı zaman bir miktar şekil değiştirmeye uğrar ve grafiğimizdeki plastik bölgeye geçmeden kırılmaya uğrar.Plastik bölge grafikteki akma dayanımından çekme dayanımına kadar olan bölgedir.
Alaşımlı metallerde karbon oranının artması gevrekliğin artmasına neden olur. Örneğin dökme demirler gevrek malzemelerdir ve %2-%6 oranında karbon içerirler. Başka bir yazımızda belirttiğimiz gibi aşınma dayanımı gerektiren makine parçalarında yüzeylerin sert olması gerekir. Bu yüzden dişli çarklarda, dişli çarkın yüzeyi yüzey sertleştirme yöntemleri ile sertleştirilir. Böylelikle aşınma dayanımı arttırılmış olur.
Tokluk
Tokluk kısaca malzemenin enerjiyi absorbe etme yeteneğine verilen isimdir.Gerilme-şekil değiştirme eğrisinin altında kalan alan tokluğa eşittir.Direkt olarak etkili olmasa da sünek malzemeler
tokluk açısından daha iyidir.Fakat bu tek başına bir kıstas değildir. Tok malzemeler bir darbe anında enerjiyi absorbe eder.Örneğin otomobillerde bu malzemelerden kullanılır.Çünkü herhangi bir darbe anında enerjinin absorbe edilmesi , sürücü ve yolculara yansıtılmaması gerekir.Bu yüzden daha sert ve gevrek malzemeler yerine tok malzemeler kullanılır.
Bu yazımızda malzemelerin mekanik özelliklerinden süneklik, gevreklik ve tokluk hakkında bilgi vermeye çalıştık.Siz de eksik gördüğünüz yerler hakkında yorumda bulunabilir yazımızın geliştirilmesine katkıda bulunabilirsiniz.
