Çekim testi ve malzemelerin mekanik özellikleri

2025-09-10

Malzeme Çekme Testi ve Mekanik Özellikleri

Çekme testi, malzemelerin mekanik özelliklerini belirlemek için en temel yöntemdir. Standart bir numuneye eksenel bir çekme kuvveti uygulayarak ve kuvvet-yer değiştirme eğrisini kaydederek, malzemenin mukavemet, plastisite ve elastikiyet gibi temel mekanik göstergelerini daha fazla analiz eder.

1. Çekme Testinin Temel Amacı

Malzemelerin eksenel kuvvet altında deformasyon ve kırılma sürecini simüle ederek, malzemenin dış kuvvetlere (mukavemet) ve deformasyon kapasitesine (plastisite) karşı koyma yeteneğini nicel olarak elde eder, malzeme seçimi, yapısal tasarım ve kalite kontrol için bir temel sağlar.

2. Testten Elde Edilen Temel Mekanik Özellik Göstergeleri

Çekme eğrisine (gerilme-şekil değiştirme eğrisi) dayanarak, aşağıdaki temel göstergeler çıkarılabilir. Fiziksel anlamları ve uygulama senaryoları aşağıdaki tabloda gösterilmektedir:

Özellik Göstergesi	Tanım (Temel Açıklama)	Fiziksel Anlam / Uygulama Senaryosu
Elastisite Modülü (E)	Elastik aşamadaki gerilmenin şekil değiştirmeye oranı ("sertlik" göstergesi)	Malzemenin elastik deformasyona karşı koyma yeteneğini yansıtır; örneğin, mekanik parçalar, boyutsal kararlılığı sağlamak için yüksek E gerektirir
Akma Dayanımı (σₛ)	Malzemenin plastik deformasyona uğramaya başladığı minimum gerilme ("plastik deformasyon direnci")	Parçaların plastik deformasyon nedeniyle arızalanmasını önlemek için yapısal tasarım için önemli bir temel
Çekme Dayanımı (σᵦ)	Malzemenin dayanabileceği maksimum çekme gerilmesi ("nihai mukavemet")	Malzemenin kırılmaya karşı direncini değerlendirir ve malzemenin yük taşıma sınırını belirlemek için kullanılır
Kırılmadan Sonraki Yüzde Uzama (δ)	Numune kırıldıktan sonraki orijinal uzunluğa göre uzamanın yüzdesi ("plastisite göstergesi")	Malzemenin plastisitesini yansıtır; daha büyük bir δ, malzemenin işlenmesinin daha kolay olduğu anlamına gelir (örneğin, damgalama, bükme)
Alan Daralması Yüzdesi (ψ)	Numune kırıldıktan sonraki orijinal alana göre kesit alanındaki azalmanın yüzdesi	δ'den daha hassas bir plastisite göstergesi, özellikle kırılgan malzemeler için uygundur

3. Tipik Malzemelerin Çekme Davranışlarındaki Farklılıklar

Farklı malzeme türlerinin gerilme-şekil değiştirme eğrileri önemli ölçüde farklılık gösterir ve doğrudan mekanik özelliklerini yansıtır:

Plastik Malzemeler (örneğin, düşük karbonlu çelik): Eğri dört aşamadan oluşur—elastik aşama (boşaltmadan sonra toparlanma), akma aşaması (gerilme değişmeden kalırken şekil değiştirme artar), şekil değiştirme sertleşme aşaması (gerilme ve şekil değiştirme aynı anda artar) ve boyun verme-kırılma aşaması. Kırılmadan sonraki yüzde uzama yüksektir (δ > %5).
Kırılgan Malzemeler (örneğin, seramikler, dökme demir): Belirgin bir akma aşaması yoktur; elastik aşamadan sonra doğrudan kırılırlar. Kırılmadan sonraki yüzde uzama son derece düşüktür (δ < %5) ve çekme dayanımı, basma dayanımından çok daha düşüktür.
Yüksek Elastik Malzemeler (örneğin, kauçuk): Elastik deformasyon son derece büyüktür (yaklaşık %1000'e kadar), elastisite modülü düşüktür, plastik deformasyon yoktur ve boşaltmadan sonra tamamen toparlanır.

4. Testin Temel Etkileyen Faktörleri

Test sonuçlarının doğruluğu aşağıdaki faktörlerin kontrolüne bağlıdır:

Numune Özellikleri: Boyutların (uzunluk, çap) homojen olmasını sağlamak ve numune farklılıklarından kaynaklanan hataları önlemek için ulusal standartlara (örneğin, GB/T 228.1) uygun olmalıdır.
Yükleme Hızı: Aşırı hızlı yükleme, malzemenin "artmış kırılganlık" göstermesine neden olur (örneğin, düşük karbonlu çelikte belirgin bir akma olmayabilir). Yükleme standart hızda (örneğin, 1~5 mm/dak) yapılmalıdır.
Çevresel Koşullar: Yüksek sıcaklıklar malzeme mukavemetini azaltır ve plastisiteyi artırır; düşük sıcaklıklar malzemeleri kırılgan hale getirir (örneğin, düşük sıcaklıklarda çeliğin "soğuk kırılganlığı"). Test sıcaklığı açıkça belirtilmelidir.

Endüstriyel Isı İşleme Fırını

Vakum ısı işleme fırını

İndüksiyon ısıtma fırını

Isıl İşlem Hattı

Kızartma Fırını

çöp yakma fırını