Kompozit malzemeler arasında en yaygın olarak polimer matrisli kompozitler kullanılmaktadır. Plastik matrisli olmalarına rağmen metaller kadar emniyetli tasarımları mümkündür. Ön kısmı cam elyaf takviyeli polimer kompozitten yapılmış bir araba 35 mil/saat çarpma testini gecmis bulunuyor. Çarpısmalarda çelik kadar güvenlik sağladığı gibi, polimer kompozitler titreşim kontrolü gibi özellikleriyle de daha üstün performans göstermeye adaydır.

Polimer kompozitler matrisi, termoset veya termoplastik olmak üzere ikiye ayrılır. Termoplastik polimerler (naylon gibi), uzun molekül zincirlerinden oluşur. Yüksek sıcaklıklarda bu zincirlerin birbirleri üzerinde kaymaları sonucu, termoplastikler eriyebilme ozelliğine sahiptirler. Termosetler ise umumiyetle başlangıcta monomerlerden veya kısa zincirlerden oluşan sıvı bir halde bulunur. Yüksek sıcaklıklara çıkarıldığında, bunların aralarında karşılıklı bağların oluşmasıyla büyük bir moleküle dönüşerek katılaşırlar. İyileştirme denen bu islemden sonra artık polimerin erimesi söz konusu olmaz. Termoset ve termoplastik polimerlerin mikro yapılarındaki bu farklılık; mekanik özelliklerine, imalat tekniklerine ve yeniden dönüşüm imkanlarınada yansır.

Termoplastikler molekül zincirlerinin hareket kabiliyetinden dolayı termosetlere gore daha az kırılgandır. Mukavemet ve katılık gibi kompozitin mekanik özellikleri çok önemli değildir. İmalat yöntemine gelince, termoplastikler yüksek sıcaklıklarda eritilerek sekil verilir, sonra soğutularak katı haline getirilir. Ancak imalatındaki en büyük zorluk, eriyik halde bile viskozitesi çok yüksek olduğundan elyafla karıştırılması çok zordur. Viskozitesini düsürmek için daha yüksek sıcaklıklara çıkarıldığında ise polimer ayrışır ve bozulur.

Termosetler ise yaygın olarak icinde orulu elyaf bulunan bir kalıba sıvı olarak aktarılır, sonra sıcaklık artırılarak iyilestirme islemi yapılır. Bu islemden sonra şekil vermek mümkün olmadığından termosetlerin yeniden dönüşüm imkanı yoktur. Ayrıca bu iyilestirme islemi kimyasal bir süreç olduğundan, imalat süresini uzatmaktadır. Bazı otomotiv uygulamalarında iyilestirme islemi 5-10 dakikaya kadar inmisse de celik veya termoplastiğin işlenmesine nazaran bu süre uzundur.

Otomotiv sanayinde şu ana kadar termosetler, termoplastiklere nazaran daha fazla kullanım alanı bulmustur. Otomobil gövdelerinde termoset kullanımı yaygın olmakla birlikte, termoplastiklere rağbet görülmeye başlandı. Golf A4 ve POLO A3 dahil olmak üzere bütün yeni VW arabalarının ön kısımları cam elyaf örgütlü termoplastik tabakalardan yapılmıstır.

Son zamanlarda giriş manifoldları ekseriyetle aluminyumdan imal edilmektedir. Fakat bu parcaların sekilleri daha karmasık hale geldikce ve tek kalıpla üretilen cam elyaf takviyeli termoplastikler ağırlıktan tasarruflar sağladıkca, termoplastikler tasarımcılara cazip gelmeye basladı.

Ford Mondeo’nun 4 silindirli 16 valflı motorunun giris manifoldu cam elyaf katkılı PA’dan imal edilmistir. Chevrolet giris manifollarında cam elyaf katkılı naylon kullanmaktadır. Plastik ağırlıktan tasarruf sağladığı gibi motorun performansını da artırmıstır. Giriş manifoldlarının iç yüzeyi son derece pürüzsüz olmalıdır. Aksi takdirde olusacak turbulans, motorun verimliliğini azaltır. Düzgün yüzeyleriyle plastik manifoldlar aluminyumla yapılanlara göre motorun verimini %5 kadar artırabilmektedir. Malzemenin düşük ısı iletkenliği; manifold icindeki havanın motorun sıcaklığından daha iyi yalıtılmasına yol acmakta; manifoldun havayı daha yoğun olarak tutmasıyla, yanma daha randımanlı gercekleşmektedir. Plastik titremeyi azalttığından motorun gürültüsü azalmaktadır. Avrupalı motor üreticisi PSA da Peogeot 406 vet 605, Citroen Xantia ve XM modellerinde kullanılmakta olan motorun giriş manifoldunda naylon kullanarak benzer faydaları elde etmektedir.

Özelliklerini ağırlıklı olarak elyaf takviyesi belirlediğinden, polimer matrisinin bu gibi Aluminyumdan Naylon 46′ya gecmekle PSA manifoldun ağırlığım %50, imalat maliyetini %20, 30 azaltabilmiş, döküm sonrası işlemeyi ortadan kaldırabilmistir. Chrysler gibi otomobil üreticileri de valf kapaklarını termoset kompozitlerinden yaparak maliyetleri %15-20 indirebilmişlerdir. Plastik kompozitlerin önemli bir potansiyel uygulama alanı ön koltukların monte edildiği catıdır. Kompozitlerin fanlarda da kullanımı görülmeye başlanmıstır.

§  Cam Sileceği; %30 Cam+PBT

§  Fitre Kutusu; Mercedes, %35 Cam+Poliamid 66

§  Pedallar; %40 Cam+Poliamid 6

§  Dikiz Aynası; %30 Cam+ABS

§  Far Gövdesi; BMW, %30 Cam+PBT

§  Hava Giriş Manifoldu; BMW, Ford, Mercedes, %30 Cam+Poliamid 6

§  Otomobil Gösterge Paneli; GMT

§  Otomobil Spoiler; CTP

§  Otomobil Yan Gövde İskeleti; Ford, CTP

§  Otomobil kaporta; Corvette, SMC CTP

F1 ARAÇLARINDA KULLANILAN PMK MALZEMELER

Aracın şasisi, F1 dünyasında anıldığı şekilde tüp veya monokok, arabanın merkezi ve bütün parçaların birleştiği bölümü oluşturur. Sürücüyü korur, dolayısıyla sert çarpışmalara dayanmalıdır, ancak aynı zamanda 35 kg gibi hafif bir ağırlığı olmalıdır. Tüp, F1 aracındaki bir çok malzeme gibi, karbon fiberden yapılmıştır. Bu malzeme havacılık endüstrisi için geliştirilmiştir ve çelikten beş kere daha hafif olmasına rağmen iki kere daha fazla dayanıklıdır. Bu sayede uçak ve yarış arabalarının yapımı için ideal malzemeyi oluşturur.

Tüp araç üzerinde viraj almalar, tümsekler ve aerodinamik baskıdan oluşan ağırlığa büyük güce dayanmalıdır. Tüp önce Bilgisayar Destekli Tasarım (CAD) programlarıyla tasarlanırlar, bilgisayar kontrollu makineler kalıbın yapılacağı malzemeyi keser. Bu şasi modeli daha sonra karbon fiber ile kaplanarak asıl şasinin yapılacağı kalıbı oluşturur. Kalıb yapıldıktan sonra kenarları düzeltilir ve içine özel bir kimyasal madde sürülerek karbon-fiber tüp üretildikten sonra kolayca yerinden çıkartılması sağlanır.

Daha sonra kalıbın için karbon fiber katmanları yerleştirilir. Malzeme kullanılmaya hazır olduğu zaman kumaş gibidir, ancak ısıtılıp şekil verilebilir. Katmanlar yerleştirilirken fiberin nasıl yerleştirildiği önemlidir, sonuçta fiberin yönü tüpün dayanıklılığına ve sertliğine direkt olarak etki eder. Fiber yerine koyulduğu zaman kalıbın şeklini tam olarak almalıdır. Bunun için saç kurutma makinası ile ısıtılıp konulduğu yerin şeklini tam olarak alması sağlanır. Bütün katmanlar yerleştirilirdikten sonra kalıp bir vakum makinesine konulup her şeyin hatasız olarak kalıbın şeklini alması sağlanır. Kalıp içine konulan katman sayısı tüpün neresine rastladığına göre değişir, ancak daha fazla strese maruz kalan yerlere daha fazla kat fiber konulur, yinede averaj olarak 12 kat fiber katmanı koyulur. Bu katmanların nerdeyse yarısında dayanıklılığı arttırmak için bal peteği şeklinde alüminyum parçlar konulur.

Kalıba yeterli katman eklendikten sonra, kalıp ısıtılıp basınç uygulanacak autoclave makinasına konur. Yüksek ısı fiber içindeki yapıştırıcıyı dışarı atar ve yüksek basınçta (100 psi) katmanları birbirine iyice yapıştırır.İşlem sırasında fiber sertleşir ve şasi normal olarak ikibuçuk saat içinde hazır hale gelir. Pedallar, göğüs ve koltuk arkalığı gibi iç malzemeler epoxy ile yapıştırılıp dış yüzey sponsorun renklerine göre boyanır.

Yakıt tankı, veya “hücre” şasinin içinde hemen sürücünün arkasına yerleştirilir. Hücre iki kat lastik, nitrate butadiene yapılmıştır ve dış yüzeyide yrtılmalara karşı kevlarla takviye edilmiştir.

F1 lastikleri çok yüksek düzeydeki stres ve ısıya dayanıklı olmak zorundadır. Temas alanının normal ısısı yaklaşık 125 C’dir ve yüksek süratlerde lastikler 3000 rpm ile dönerler. Lastiklerin üretimi sırasında dört ana malzeme kullanılır; siyah karbon, polimerler, yağ ve katkı malzemesi.

Lastiklerin hava basıncı araç performansını direkt olarak etkiliyen kritik bir faktördür. Lastiğin yanal hareketlerini etkilemenin dışında, lastik hava basıncı süspansiyonun hareketi ilede ilgilidir. Lastik yanakları geniş olduğu için yukarı aşağı hareketin yarıdan fazlası lastik yanaklarının sıkışması ile elde edilir, gerisi süspansiyon kolundaki yaylar ve bükülme kolları tarafından karşılanır.

F1 lastikleri, günümüzdeki bütün diğer lastikler gibi radyal tasarımlıdır. Normal lastiklere göre bunların en önemli avantajı lastiklerin yanaklarının esnek olmasıdır. Böylece yerle temas eden yüzeyin devamlı tutunma halinde kalması sağlanır.

Formula 1 arabalarının yapımına ait düzenlemeler çok özeldir ve titizlikle uygulatılmaktadır. Arabanın tüm ağırlığı 605 kilogramı aşmamalıdır. Tasarım mühendisleri en az ağırlıkla en sağlam çözümü bulmak durumundadırlar. Daha önceleri yarış arabalarında hafif bir metal olan alüminyum kullanılmaktaydı artık kompozit malzemeler çok daha düşük ağırlıklarla serlik ikiye katlanabilmektedir. Ayrıca karmaşık parçaların kompozit malzemelerle üretilebilmesi F1 otomobillerin üretiminde gerekli parça sayısı azaltılabilmektedir. Alüminyumla 200’den fazla parçayla üretilen gövde ve şase beş parçaya düşürülmüştür. Kompozit malzemeler metal cıvatalar gibi bağlantı parçaları ile birleştirilmek yerine epoksi reçinesi ile birbirlerine bağlanmaktadır.

F1 arabalarında aşağıda belirtilenlerle beraber birçok parça kompozit malzeme kullanılmaktadır.

§  Motor kaplaması

§  Ön ve arka kanatlar, spoiler

§  Elektrik dağıtım Panoları; CTP

KAYNAKLAR:

• Topçu, M., Tarakçılar,A.R., Taşgetiren,S., “Mühendislik Malzemesi Olarak Kompozitler ve Özelliklerini Belirleyen Faktörler”, Mühendis ve Makine Cilt:36 Sayı:420,23,25,27

• Özdamar, Erman, 1991, “Kompozit Malzemeler ve Kullanımı”, Mühendis ve Makine Cilt:32 Sayı:374, 9

• www.koumakina2001.8m.com

• Sonmez. Fazıl Onder, Otomotiv Sanayiinde Kompozit Malzeme Kullanımı,

Muhendis ve Makine, Cilt 39, Sayı 465, Mayıs 2000.

• Yasa Ersoy, Halit, Kompozit Malzeme, Literatur Yayınları, İstanbul, Ekim

http://www.zamandayolculuk.com/cetinbal/fiziksorular.htm ]]> http://eyupyaylaci.com/metallerin-kristal-yapilarinin-manyetik-ozelliklerine-etkisi/feed/ 0 http://eyupyaylaci.com/krank-mili/ http://eyupyaylaci.com/krank-mili/#comments Mon, 07 Mar 2011 17:53:02 +0000 eyup http://eyupyaylaci.com/?p=437 Krank mili  pistonun gel git hareketini dönme hareketine  çeviren bir elemandır.Krank mili malzemesi olarak  çelik yada Sfero-dökme demir  (küresel grafitli dökme demir) kullanılır.Küçük çelik miller kalıplar içinde  döğme yöntemiyle imal edilirler.Büyük krank milleri , açıkta döğülür muylulara gerçek açısal sapmalar kazandırılır ve son tesfiye işlemleri uygulanarak bitirilirler.Daha  büyük motor ( silindir çapı 500 mm ve daha büyük ) milleri ise ayrı parçalar şeklinde imal edildikten sonra civatalarla birleştirilirler.Burada yarı parçalı imalat ve tam parçalı imalat yöntemlerinden söz etmek mümkündür..Yarı parçalı imalatta bir muylu ve iki krank kolu tek parça halinde bükülerek hazırlanır.Buna karşın tam parçalı imalatta ayrı ayrı imal edilen krank mili parçaları sonradan birleştirilir.Miller için çekme dayanımı 800 ile 900 newton bölü milimetrekare olan tavlanmış çelik kullanılır.Küçük millerde yatak muyluları , alevde yada endüksiyonla yüzey sertleştirmeye tabi tutulur.Krankın mukavemetini arttırmak için muylu ve kolun birleştiği yer sertleştirmenin uygulandığı bölge içine alınır.Bu bölgede gerilim yoğuşumunu gidermek için muylu ile kolun birleştiği yere döğme yada tornalama yuvarlama kavisi verilir.Sfero döküm ile imal edilen krank millerinde bu geçiş bölgeleri , kuvvet akışına daha uygun tasarlanabilir.

Gemi dizel motorlarının krank milleri motor denemelerini yürüten değerlendirme komisyonlarının belirlediği yöntemlere göre hesaplanır..  ‘Alman Lloyd ’ un  hesaplama talimatı buna bir örnek oluşturur.

Eğer bir krank mili için değerlendirme komisyonu deneme sonuçları yok ise ölçü boyutlandırması aşağıdaki gibi yapılabilir.

1 ) Krank millerin boyutları  pratik değerlere göre saptanır

1.1 ) Otomobil motorları ve kamyon dizel motorlarında krank ölçüleri Tablo 5 de verilen değerlerle belirlenir.

1.2) Diğer dizel motorlarında evvela muylu çapları basit burulma gerilmesi bağıntısı kullanılarak hesaplanır .

Muylu boyları ve krank kollarının kalınlığı aşağıda verilen bazı bağıntılarla belirlenebilir..

Kol muylu boyu  = (0.45 – 0.55 ) D

Ana yatak muylu boyu = ( 0.5 – 0.6 ) D

Kol kalınlığı h= ( 0.25 – 0.35 ) D

TABLO   Otto ve dizel   motorlarının krank mili hesaplamalarında kullanılabilecek pratik değerler

2. Seçilen ölçülerin kontrolu

Krank milinde meydana gelen gerçek gerilimlerin hesaplamasının imkansız oluşu nedeniyle kontrollerde benzer gerilimler esas alınır.Bu gerilimlerin belirlenebilmesi için krank milinin açısal konumuna bağlı olarak değişim gösteren radyal ve teğetsel kuvvetlerin hesaplanması gerekir.Bu hesaplamalar ikinci bölümde verilen formüller kullanılarak yapılabilir.

Gerçekte statik olarak belirsiz olan krank mili muylu eksenlerinden geçen hayali bir düzlemle kesilecek olursa statik olarak belirgin bir mil parçası elde edilir.Böylece mukavemet bilimi kaidelerine göre muylu ve krank kollarındaki gerilimler belirlenebilir ve en büyük şekil değiştirme hipotezine göre bir karşılaştırma gerilimi haline sokulabilirler.Bu gerilim başarı ile kullanılmış krank üzerinde aynı yöntem uygulanarak elde edilmiş emniyet geriliminden daha büyük olamaz.İşte bu bahsedilenler krank mili imalatının esaslarını oluşturur.

Eyüp YAYLACI

İlk modern sentetik plastiklerin 1900′lerin başında geliştirilmesinin ardından, 1930′ların sonunda plastik malzemelerin özellikleri diğer malzeme çeşitleri ile boy ölçüşür düzeyde gelişmeye başlamıştır. Kolay biçim verilebilir olması, metallere oranla düşük yoğunlukta olması, üstün yüzey kalitesi ve korozyona karşı dayanımı plastiğin yükselmesindeki en önemli özelliklerdir. Bir çok üstün özelliğinin yanısıra sertlik ve dayanıklılık özelliklerin düşük olması plastik malzemelerin güçlendirilmesi için çalışmalar yapılmasına neden olmuşur. Bu eksikliğin giderilmesi amacıyla 1950′lilerde polimer esaslı kompozit malzemeler geliştirilmiştir. Kompozitler, özellikle polimer kompozitler yüksek mukavemet, boyut ve termal kararlılık, sertlik, aşınmaya karşı dayanıklılık gibi özellikleriyle pek çok avantajlar sunarlar. Ayrıca kompozit malzemeler dayanıklılık ve sertlik yönünden metallerle yarışabilecek olmasına rağmen çok daha hafiftirler.

Kompozit malzemeler reçine (Matrix) ve takviye (Reinforcement) bileşenlerinden oluşur. Kompozitler temel olarak kalıp görevi gören reçine içine gömülmüş sürekli veya kırpılmış elyaflardan oluşmaktadır. Bu bileşenler birbirleri içinde çözülmezler veya karışmazlar. Kompozit malzemelerde elyaf sertlik, sağlamlık gibi yapısal özellikleri, plastik reçine malzemesi ise elyafın yapısal bütünlüğü oluşturması için birbirine bağlanması, yükün elyaf arasında dağılmasını ve elyafın kimyasal etkilerden ve atmosfer şartlarından korunmasını sağlar.

Tablo 1. Matris, Takviye elemanı ve Kompozit malzeme yapı tipleri (Olcay ve diğ,2002)

Kompozitlerde matris olarak kullanılan malzemeler;

Kompozit malzemelerde kullanılan matrisler, polimerlerden (termosetler ve termoplastikler) metal ve seramiklere kadar değişmektedir. Polimerler düşük yoğunluklu göreceli olarak düşük dayanıklılıktadir. Başlıca polimer matris malzemeleri polyester, epoksi, fenol ve vinil esterdir.

Kompozit malzemelerde takviye amacıyla kullanılan elyaflar;

1 Doğal elyaflar (artık yerlerını sentetik elyaflara bırakmışlardır)
2 Sentetik, organik elyaflar; Naylon, aramid (düşük yoğunluklu ve güçlü elyaflardir)
3 Sentetik inorganik, elyaflar ; Cam,karbon boron vb.

En çok kullanılan kompozit malzeme kombinasyonlari; Cam elyafı+ polyester, karbon elyafı+epoksi ve aramid elyafi+epoksi birleşimleridir. Kompozit malzemeler katlı tabakalar veya ince tabakalar halinde uygulanabilmektedir. 1940′larin sonlarında geliştirilen CTP (Cam Takviyeli Polyester-CTP/ Glassfiber Reinforced Polyester/GRP, FIBERGLASS) günümüzde en çok kullanılan ve ilk modern polimer esasli kompozit malzemedir. Bugün üretilen tüm kompozit malzemelerin yaklaşık olarak % 85′i CTP’dir ve çoğunlukla tekne gövdeleri, spor araçlari, paneller ve araba gövdelerinde kullanılmaktadır.

CTP ve diger kompozit kombinasyonları günümüzde tercih edilmesinin ve kullanımınlarındaki artisin mutlak sebepleri sağlamlıklari ve hafiflikleridir. Çeşitli plastik malzemelerin seramik, metal bazen de sert polimerlerin elyafları ile güçlendirilerek ileri derecede faydalar sağlayan malzemeler üretmek mümkündür. İçindeki plastik sayesinde kolaylıkla şekil verilebilen ve takviye elyaflar sayesinde son derece sağlam, sert ve hafif olan bu malzeme kombinasyonlari, kompozitler hergün yepyeni uygulama alanlarında karşımıza çıkmaktadırlar.

Ayrıca metallere kıyasla malzeme yorulması, malzeme üzerinde hasarların tolere edilmesi ve korozyona dayanıklılık özellikleri bakımından avantaj sağlamaktadır. Tüm bu faydalarına rağmen kompozitlerin tamamıyla metalin yerine geçmemesinin dört ana sebebi vardır;

1. Titanyum ve çelik gibi metallerin bazi uygulamalarda ihtiyaç duyulan kritik düzeyde ısı, mekanik özellikleri günümüz kompozitleri karşılamamaktadır.
2. Yeni geliştirilen matris malzemelerle, elyaflarin tüm karakteristik özellikleri metaller kadar bilinememektedir.
3. Bazi karmaşık biçimler düsük maliyetler çerçevesinde üretilememektedir.
4. Kompozitler kg başına düsen üretim maliyeti rakamlari metallerden, özellikle aluminyum, daha yüksektir

Kompozit malzemelerin genel avantajları;

1. Farklı mekanik özellikler elde etmek için farklı katmanlardan ve farklı kombinasyonlarla kompozit malzeme inşa edilebilir.
2. Kompozit malzemeler kimyasallara, korozyona ve hava şartlarına dayanıklık gösteririr.
3. Karmaşık parçaların tek olarak üretilebilmesinden dolayı parça sayısının azalmasını sağlarlar. Böylece ara birleştirme detay ve parçalarının azalmasıyla üretim süresi kısalmaktadır.
4. Yüksek dayanıklılık/ yoğunluk oranı
5. Yüksek modülüs/ağırlık oranı

Dezavantajlar;

1. Hammaddenin pahalı olması; Uçaklarda kullanılabilecek kalitede karbon elyafının bir mkarelik kumaşının maliyeti yaklaşık 50 $ ’dır
2. Lamine edilmiş kompozitlerin özellikleri herzaman ideal değildir, kalınlık yönünde düşük dayanıklılık ve katlar arası düşük kesime dayanıklık özelliği bulunmaktadır
3. Malzemenin kalitesi üretim yöntemlerinin kalitesine bağlıdır, standartlaşmış bir kalite yoktur.
4. Kompozitler kırılgan (gevrek) malzeme olmalarından dolayı kolaylıkla zarar görürler, onarılmaları yeni problemler yaratabilir.

o Malzemelerin sınırlı raf ömürleri vardır. Bazı tür kompozitlerin soğutularak saklanmaları gerekmektedir.
o Sıcak kurutma gerekmektedir.
o Kompozitler onarılmadan önce çok iyi olarak temizlenmeli ve kurutulmalıdır. Bazı durumlarda bu zor olabilir.
o Bazı kurutma teknikleri uzun zaman alabilmektedir.

KAYNAKLAR

• Olcay Y., Akyol M., Gemci R., 2002, Polimer Esaslı Lif Takviyeli Kompozit Malzemelerin arabirim Mukvemeti Üzerine Farklı Kür Metodlarının Etkisinin İncelenmesi, Uludağ Üniversitesi Mühendislik-Mimarlık fakültesi, Cilt 7, Sayı 1, Bursa

• Philips N. L.,1989, Design with Advance Composite Materials,Springer-Verlag, The Design Council, Great Britain Younnossi O., Kennedy M., Graser J. C I., 2001, Military Airframe Costs The Effects of Advanced Materials and Manufacturing Processes, Project Air Force, RAND, Pittsburg, USA

• Cam Elyaf, 1997, Bülten Sayı 6, Cam Elyaf Sanayi A.Ş.,

• www.science.org.au/nova/059/059key.htm > Putting it together – the science and technology of composite materials

• www.fibersource.com > FiberSource: The Manufactured Fiber Industry

• http://plastics.about.com/library/weekly/aa060297.htm > Composites / Plastics – What’s a Composite?

• www.geocities.com/CapeCanaveral/1320 > Vince Kelly’s Carbon Fiber Homepage

• www.fibreglast.com > Fiberglass, Carbon Fiber – Fibre Glast Developments Corp.

• www.msm.cam.ac.uk/phase-trans/2001/stef/img23.htm > Peel Joint: FE Model

Eyüp YAYLACI

Bunlar düşük karbonlu ve %12 – 18 krom içeren paslanmaz çeliklerdir.

Başlıca Özellikleri:

• Orta ila iyi derecede olan korozyon dayanımı, krom miktarının artması ile iyileşir.

• Isıl işlemle dayanım artırılamaz ve sadece tavlanmış durumda kullanılır.

• Manyetiktirler.

• Kaynak edilebilme kabiliyetleri düşüktür.

• Östenitik çelikler kadar kolay şekillendirilemezler.

Bazı Kullanım Yerleri:

Mutfak gereçleri, dekoratif uygulamalar, otomobil şasi parçaları, egzoz elemanları, sıcak su tankları.Ferritik çelikler hem oda sıcaklığında hem de daha yüksek sıcaklıklarda demir elementinin sahip oldu¤u hacim merkezi kübik kristal yapısına sahiptirler ve östenit ferrit dönüşümü göstermezler. Dolayısıyla iç yapılarını ve mekanik özelliklerini ısıl işlemlerle etkilemek mümkün değildir. Tavlanmış halde akma gerilmeleri 275 ile 350 MPa arasındadır. Düşük toklukları ve gevrekleşme hassasiyetleri nedeniyle, makine parçası olarak kullanımları özellikle kaynaklı montajlar ve kal›n kesitler için sınırlıdır. Atmosferik korozyona ve oksidasyona karşı olan dayanımları ise önemli avantajlarıdır. Ferritik çelikler manyetiktirler ve ısıl işlemlerle mekanik özellikleri değiştirilemediğinden iyi bir dayanıma sahip olmaları için ince taneli bir içyapı şarttır. Ferritik çelikler %10,5 ile 30 arasında krom ve az miktarda karbon, azot ve nikel gibi östenit yapıcı elementler ihtiva ederler. Kuvvetli östenit yapıcı olan karbon belirli bir miktara ulaşınca kromun ferrit yapıcı etkisi ortadan kalkar, dolayısıyla perlitik veya martenzitik paslanmaz çelikler ortaya çıkar. Öte yandan karbon yüzdesi artırıldığı durumlarda ferritik içyapı isteniyorsa, krom yüzdesinin de artırılması gerekir. Ferritik çeliklerin kullanım yerleri tamamen krom miktarına bağlıdır. Bu bakımdan, başlıca üç ana gruba ayrılabilir:

•Krom miktarı %11-13 arasında olanlar (405 ve 409 kaliteleri)

• Krom miktarı yaklaşık %17 olanlar (430 ve 434 kaliteleri)

• Yüksek kromlular %19-30 (süperferritikler 442 ve 446 kaliteleri)

Krom oranı düşük olan birinci grup orta derecede korozyon ve oksidasyon dayanımı yanında düşük fiyat ve iyi imalat özelliklerine sahiptir. Otomotiv ve egzoz parçalarında tercih edilen bu grup içinde en çok kullanılanı 409 kalitedir. Orta derecede krom içeren ve otomotiv saç parçaları ve mutfak gereçleri yapımında kullanılan ikinci grup, düşük tokluk ve düşük kaynak kabiliyeti ile göze çarpar. Yüksek kromlu üçüncü grup ise süperferritikler diye adlandırılır ve yüksek korozyon ve oksidasyon dayanımı gereken yerlerde tercih edilirler. Genellikle düşük karbon ve azot içeren bu alaşımlarda, gevrekleşme hassasiyetini azaltmak ve kaynaklı konstrüksiyon dayanımını arttırmak amacıyla titanyum ve niyobyum gibi stabilizatör elementler katılır. Ayrıca alüminyum ve molibden de içerirler. Süperferritikler yerel korozyon söz konusu olduğunda (örneğin suda çözünmüş klorüre karşı) östenitik çeliklere kıyasla çok daha iyi bir dayanım gösterirler. Bundan dolayı buhar kazanları, ısı değiştiricileri, klorür taşıyan boru hatları ve deniz suyu uygulamalarında tercih edilirler. Ferritik çelikler hacim merkezli kübik bir kafes yapısına sahip olduklarından, düşük sıcaklıklarda gevrek davranış gösterirler. Ayrıca yüksek sıcaklıklarda tutma süresine de bağlı olarak aşağıda açıklanan üç gevrekleşme olayı görülebilir: 400-55°C arasında uzun süre kalmış veya yüksek sıcaklıktan yavaş soğutulmuş %15′ten fazla krom içeren paslanmaz çeliklerde çökelmelerin yol açtığı 475°C gevrekleşmesi görülür. Bunu gidermek için gevrekleşmiş çelik 650-750°C arasındaki bir sıcaklığa ısıtılıp hızla soğutulursa bu etki giderilmiş olur. Çelikler 600-800°C arasında uzun süre  tutulursa yüksek kromlu ferritik ve bazı ostenitik çeliklerde sigma ara fazı oluşabilir. Soğuk şekil verme bu dönüşümü kolaylaştırır. Sigma fazı 950 üzerinde yapılacak bir tavlama ve bunu izleyen su verme ile yok edilebilir. 950°C’nin üzerinde tane irileşmesi görülür ve tane sınırlarında krom karbür çökeltileri ortaya çıkar. Titanyum veya tantal/niyobyum gibi stabilizatörlerin katılmasıyla tane irileşmesi ile karbür oluşumu engellenebilir.Öte yandan stabilize edilmemiş çeliklerin özellikle kaynak bağlantılarında 700-800°C arasında yapılacak bir tavlama, krom karbürleri küreleştirdiği gibi olası martenzit fazını da tempereleyerek tokluğun daha fazla düşmesini önler. Ayrıca tane sınırları yakınındaki krom dağılımı yayınma ile bir miktar düzgünleştirilip, pasiflik sınırına (%11) yeniden ulaşılmış olur. Bu nedenlerle ferritik çeliklerde kaynak bağlantıları, östenitik çeliklerden daha sorunlu olup, flu tedbirlerin alınması gerekir. Başlangıç tokluğunu artırmak üzere 150-200°C arasında ön ısıtma ve kaynak sonrası 700-800°C sıcaklık aralığında uygulanacak bir tavlama yapılmalıdır. Tane irileşmesini ve karbür çökelmesini önlemek için kaynak işleminde ısı girdisi düşük tutulmalıdır.

Kaynaklar:

ASM HandBook Volume 9. Sayga 1597

Sarıtaş Çelik Sanayi ve Ticaret A.Ş.

Eyüp YAYLACI

Çeşitli araştırmacılar; sıcaklık görüntülemede LC ısıl grafik tekniğinin uygulanışını, LC malzemelerinin yapısını, özelliklerini, sınıflandırılmasını, kalibrasyonunu, nitel ve nicel ölçüm sonuçlarının elde edilmesini, türlerini, avantajlarını ve kullanım sınırlarını anlatan raporlar hazırlamışlardır [1, 2, 6]. LC sıcaklık tespitinde kullanılmış, bunun yanında LC kullanarak akışın görüntülenmesi yapılmıştır [3]. Bazı çalışmalarda LC ‘in özellikle elektrik alanında kullanılması incelenmiştir. Bazı mikro devrelerde, multi tabaka devre kartlarında, yarı iletken cihazlarda ve diğer elektronik bileşenlerde özellikle soğuma karakteristiklerinin tespitinde bir sıcaklık ölçme tekniği olarak LC bileşenlerinin kullanılışı araştırılmıştır [4],[5].

LC yöntemi  yüzeyden ısı akışını kontrol etmenin bir yolu olarak da kullanılmıştır [7]. Elektriksel alandan dolayı konvektif hareket oluşması durumunda ortaya çıkan fiziksel olay tartışılmıştır. Bir başka çalışmada ise [8]; taşınımla ısı transferine LC tekniğinin  uygulanması incelenmiştir. LC kullanılarak, zorlanmış taşınımlı bir ortama yerleştirilmiş olan ısıtılmış nesnelerden elde edilen ısı transferinin ve akışkan akışının nitel ve nicel görüntü tespitleri yapılmıştır.

LC ‘in diğer bir geniş kullanım alanı ise yüzeye çarpan jetler olmuştur. Richards & Richards  [9], buharlaşmakta olan su damlacıklarının kuru hava jetine maruz kalması esnasındaki anlık soğumayı inceledikleri çalışmalarında LC kullanmışlardır.  Goldstein ve Timmers [10], tarafından yapılan deneysel çalışmada tek veya çok sıralı jetlerin düz bir levha üzerine normal yönde çarpması halinde yerel ısı transfer katsayılarını bulmak için bir görüntü tekniği kullanılmıştır. Bilen ve arkadaşları [11], uzun bir borudan çıkan türbülanslı dönel hava jeti ile yaptıkları  deneylerde; çeşitli jet açısı ve Re değerlerinde LC’in yüzey sıcaklığına göre renk değiştirme özelliğinden faydalanarak yerel sıcaklıkları ölçmüşlerdir.

SIVI KRİSTALİN YAPISI

Doğada  bazı organik maddeler, katı sıvı ve gaz fazının dışında dördüncü bir faz özelliği gösterirler. Bu faz durumunda; bu tip maddeler katı ve sıvı özelliklerinin bir karışımına sahiptir.  İlk olarak 1988 yılında Avusturyalı Botanist F.R. Reinitzer, cholesteryl benzoate adlı organik maddenin, atmosferik basınçta ve 145°C  sıcaklıkta aniden katı fazdan bulanık bir sıvıya dönüştüğünü ve sıcaklığın artması ile bu bulanık sıvının 178°C sıcaklıkta aniden berrak bir sıvıya dönüştüğünü gözlemiştir. İki yıl sonra Gatterman p-azoxyanisole ve p-azoxyphenetole adlı maddelerin de aynı davranışı gösterdiğini açıklamıştır. Bir  süre sonra Alman fizikçi O. Lehmann,  bulanık görünümlü ara fazın, cholestryl benzoate kristale benzer molekülsel yapıya sahip alanlar içerdiğini göstermiştir. Bu bulanık sıvılarda dikkati çeken bazı özellikler vardır. Bunlar diğer sıvılar gibi akıcı olup bulundukları kabın şeklini almalarına karşılık, katı kristaller gibi polarize ışıkta çift kırılma özelliğine sahiptir ve girişim renkleri verebilmektedir. Hem katı hem de sıvı özellikleri aynı anda taşıdıklarından bunlara termokromik sıvı kristal (TLC) adı verilmiştir.

TLC ’in ara fazına mezomorphic faz veya sadece mezophaze denir. Bu ara faz belli organik bileşikler için karakterize edilir. Bu ara fazda moleküller dizili olmalarına rağmen hareketlidir.  Ara fazın üç farklı çeşidi vardır. Bunlar: scmectic, nematic ve cholesteric. TLC,   üzerine gelen ışığa karşılık spektrumdaki renkleri sırayla gösterir. Çoğu karışımlar, sıcaklık arttığı zaman renksizlikten, kırmızı renge dönüşür ve yüksek bir sıcaklıkta tekrar renksizliğe dönmeden evvel spektrumundaki renkleri peş peşe gösterir. Renk değişikliği tersinirdir, yani soğuma sırasında ısıtmada olduğu gibi TLC renklerini bu sefer de tersten başlayarak gösterebilir. Sıcaklığa göre sadece tek bir renk gösteren karışımlar da yapılabilir. TLC ’in -30°C’ ile 100°C arasındaki sıcaklık aralığını kapsadığı belirtilmiştir [13].

Esas olarak  bir TLC; saf katı ve saf sıvı fazları arasındaki bir maddenin termodinamik fazıdır ve belirli şartlar altında bazı organik bileşenlerden ortaya çıkar. TLC ‘in görünür ışığı yansıtmaya başladığı sıcaklık (kısaca olay sıcaklığı denilebilir) altındaki tüm  sıcaklıklarda TLC katı halde olacaktır ve saydam olarak görünecektir. TLC olay sıcaklığında iken beyaz ışıkla aydınlanan ve sabit optik şartlar altında görüntülenen TLC malzemesi görülebilir ışığın (yani rengin) eşdeğer olmayan dalga boylarını yansıtacaktır. TLC ‘in şerit genişliği boyunca sıcaklık arttığı zaman TLC ‘in yansıyan rengi de değişecektir. Son olarak, sıcaklık TLC ‘in  netlik-noktası sıcaklığını (TLC’nin görünür ışığı yansıtmayı durdurduğu noktadaki sıcaklık) aşarsa, malzeme saf sıvı haline geçer ve tekrar saydam hale geri döner. Bu özellik seçici yansıma özelliğidir (TLC  sıcaklığının bir fonksiyonu olarak  ışığın özel bir dalga boyunun kırılması)  ve çoğu TLC ‘lerde hem ısıtmada hem de soğutmada çok az hatayla ortaya çıkar.

Sıvı Kristallerin Sınıflandırılması

TLC ’ler ticari olarak piyasada iki türlü bulunur. Bunlardan ilki çeşitli firmalar tarafından geliştirilmiş kendinden yapışkanlı, sayısal göstergeli şeritlerdir. İkincisi ise özel kaplarda saklanan sıvı kristal malzemedir.

Özellikle şerit şeklindeki bir TLC ‘in kimyasal yapısı yani  renk-sıcaklık tepkimesi TLC  üretimi esnasında düzenleyici tarafından verilen basit TLC formulasyonu ile açıklanabilir. Nicel  uygulamalar için, seçilen bu formulasyonlar faydalı olabilir. Örneğin “R35C5W” sık kullanılan bir TLC formulasyonudur. “R35C” nin anlamı kırmızı renk (R=red) olay sıcaklığında yani 35°C ’de başlıyor demektir. “5W” mavinin başlama sıcaklığının, kırmızıdan 5°C yukarıda olduğunu gösterir bu da  kullanıcıya şerit aralığını formulasyonlardan kolayca belirlemeyi sağlar. Dar-şeritli TLC formulasyonları 1 ya da 2 °C ’nin altında şerit genişliğine sahip iken, geniş-şerit formulasyonları 5°C ila 25°C arasında şerit genişliğine sahiptir [1].

TLC ’den yararlanmada bazı sınırlamalar vardır. Bunlardan birincisi; eğer TLC, çevre havası etkisinden korunmamış ise kirlenmesi sonucunda yapısı değişebilir. İkincisi TLC ara fazda, yani mezophaze ‘da ise sıvı haldedir ve sıvı olan bu maddeye toz zerrecikleri kolayca yapışabilir, bu da TLC ‘in bazı özelliklerini etkileyebilir. Bu iki nedenle TLC ‘in her iki etkiye karşı çok iyi korunması gerekir. Bu etkilerle mücadele etmek için iki üretim tekniği geliştirilmiştir. Bunlar mikro kapsüller ve polimer  dağılımdır.

Mikrokapsüller (ME) : “National Cash Register” şirketi araştırmacıları 1970’li yılların başlarında mikro kapsüllü TLC tekniğinin gelişmesine öncülük etmişlerdir. Mikro kapsül, ham TLC malzemesini 5-10 mikron çaplarında kapsüller içerisinde sararak koruma yöntemidir. Su esaslı tutkal malzemenin içinde asılı duran mikro kapsüllü TLC formulasyonları hemen hemen  tüm uygulamalarda kullanılabilir. Mikro kapsül yöntemi kimyasal kirlenmeye karşılık muhteşem bir direnç sağlar. Ayrıca iyi bir radyasyondan korunma yöntemidir.  Ancak yine de,  ME-TLC ‘leri hazırlarken ve uygularken özel bir dikkat gerekir. Özellikle TLC ‘den gelen yansıyan ışığın aşırı inceltilmesi ve tutkal ile mikro kapsüllerin birbirinden ayrılması gibi problemler bertaraf edilmelidir.

Polimer Dağılım (PD): Polimer dağılım TLC malzemesinin sürekli dökümü veya tabakalaşma üretimini kolaylaştırmak  için araştırmacıların orijinal olarak geliştirdikleri bir yöntemdir. Yöntem kimyasal olarak saf manomer esaslı TLC malzemesini katı polimer esaslı matrikse dağıtır. Bu yöntemin bir faydası TLC ’den yansıyan ışığın gerçekte şeffaf olan polimer malzemesinden dolayı daha az incelmesidir. Bu özellik; ham TLC malzemesinin daha parlak renk tepkisi karakteristiklerini korur. Ancak PD-TLC ’lerin kullanımı şu nedenlerden dolayı sınırlıdır:

1-) Püskürtmeli ortamlarda kullanılışı uygun değildir, yalnızca düzlem yüzeylerde kullanılabilirler.

2-) İmal edilen levhanın kesilmiş bir kısmı kullanıldığı zaman kimyasal kirlenme PD- TLC yüzeyini bozacağından dolayı oluşan köşe etkileri PD-TLC ’lerin kullanım  alanını sınırlar.

Kaynak:

1.    Farina, D.J., “Making Surface Temperature Measurements Using Liquid Crystal Thermography”, Electronics Cooling, vol.1, no.2, pp.10-15, 1995.

2.    Ashforth-Frost S., “The Use of Liquid Crystals in Temperature Visualization”, Proc. Biomechanics’94, Technical University of Wroclaw, Poland, 20-23 October, pp.342-351, 1994.

3.    Ashforth-Frost, S. and Jambunathan, K. “Flow Visualization Using Liquid Crystals”, Proc. ’93 SPIE Int. Conf. Optical Diagnostics in Fluid and Thermal Flow, San Diego, USA, 14-16 July, pp.237-245, 1993.

4.    Kelker, H.  and  Hatz, R. “Technical  Applications  of   Liquid   Crystals”,   Chem-Ing.  Tech.,Germany, vol.45, no.16, pp.1005-1013, 1973.

5.    Mizell, L., “Liquid Crystals A New Technique for Thermal Mapping of Electronic Components”, Microelectronics 44^th Int. Congr., Munich, Germany, 9-11 November, pp. 450-475, 1970.

6.    Brown, G.H., “Structure Properties and Some Applications of Liquid Crystals”, J. Opt. Soc. Amer., vol.63, no.12, pp.1505-1514, 1973.

7.    Hwalek, J. and Carr, E.F., “A Liquid Crystal, Heat Switch ”, Heat Transfer Eng., vol. 8,no.1,pp. 36-39, 1987.

8.    Cooper, T.E., Field, R.J., and Meyer, J.F., “Liquid Crystal Thermography and its Application to the Study of Convective Heat Transfer”, J. Heat Transfer, Trans. ASME, vol.97, no.3, pp.442-450, 1975.

9.    Richards C.D. and Richards R.F., “Transient Temperature Measurements in a Convectively Cooled Droplet”, Experiments in Fluids, vol.25, no. 5/6, pp.392-400, 1998.

10.    Goldstein R,J. and Timmers J.F., “Visualization of Heat Transfer from Arrays of Impinging Jets”, Int. J. Heat Mass Transfer, vol.25, no.2, pp.1857-1868, 1982.

11.    Bilen, K., Bakırcı K. and Yavuz T., “Dönerek Çarpan Jetin Isı Transfer Karakteristiklerinin Deneysel İncelenmesi”, 12. Ulusal Isı Bilimi ve Tekniği Kongresi, Sakarya, pp.538-543, 2000

Eyüp YAYLACI

Mikroalaşımlı Boru Çelikleri

Mikro alaşımlı çelikler, yüksek dayanım, yüksek tokluk ve yüksek kaynak kabiliyeti nedeniyle doğal gaz ve çeşitli boru hatlarında da kullanılmaktadır. Petrol ve doğal gaz boru hatlarında kullanılan mikro alaşımlı çeliklerin üretimi 1960’lı yıllarda başlamıştır. Özellikle bu yıllardan sonra, mikro alaşımlı çeliklerin üretilmesi daha büyük çaplı ve yüksek basınca dayanıklı boruların imal edilmesini sağlamıştır.Basınca dayanım artarken, boruların çapları da 400 mm’den 1500 mm’ye kadar çıkmıştır. Petrol ve doğal gaz taşımacılığında kullanılan borulardaki basınç 1900’lü yıllarda 2 atm. iken, 1930’lu yıllarda 30 atm., 1960’lı yıllarda 65 atm., 1980’li yıllarda 80 atm. Günümüzde ise 120 atm.’in üzerine çıkmıştır.

Dövme Ürünler

Mikro alaşımlı dövme çelikler (DMA), orta karbonlu ıslah çeliklerinin yerine geliştirilmişlerdir. Mikro alaşımlı yassı ve dövme ürünlerin alaşım tasarımı, özellikle karbon miktarında büyük farklılıklar gösterir. Dövme işlemi günümüzde sadece kontrollü soğutma mekanizmasıyla çalıştığından % 0,025’lik bir karbon miktarı alt sınır olarak görülür. Islah çeliklerinde yapı temperlenmiş martensit olarak ortaya çıkarken; mikro alaşımlı dövme çeliklerde ince ferrit-perlit yapı görülür. Ancak hem tane küçülmesi etkisi ile hem de çökelti sertleşmesi nedeni ile mikro alaşımlı dövme çeliklerde ıslah çelikleriyle aynı mekanik özellikler görülür.

Mikroalaşımlı dövme çeliklerin avantajları;

Genel üretim yöntemi ve özelliklerine bakıldığında, mikro alaşımlı dövme çeliklerin avantajlarını şöyle sıralayabiliriz;

1. Kullanılan alaşım miktarı azdır.

2. Isıl işlem gerektirmez.

3. Üretim imkânı daha hızlıdır.

4. Zaman ve enerji kayıpları azdır.

5. Gerilme, yorulma ve sertlik özellikleri ıslah çeliklerinkine eşittir.

6. Ağırlık yönünden daha hafiftirler.

Yassı Ürünler

Yassı ürünlerin üretimi dört aşamada gerçekleştirilmektedir. Bunlar;

a. Döküm,

b. Östenitleştirme (Çözündürme tavı),

c. Kontrollü haddeleme,

d. Kontrollü soğutmadır.

Yassı ürünlerde mikro alaşımlamayla birlikte uygun bir termomekanik işlemin yapılması gerekir. Kontrollü haddeleme ile gerçekleştirilen bu işlemde, genelde 1000–1200°C’ de yapılan ön deformasyona, düşük sıcaklıklarda (700-800°C) nihai bir deformasyon eklenir. Haddeleme sonrası değişik soğuma hızları kullanılarak mikro yapının ince taneli ferrit veya beynitten oluşması sağlanır. Soğuma şartlarına bağlı olarak az miktarlarda perlit veya martensit de elde edilir.

Yassı ürünlerde mikro alaşımlamayla birlikte uygun bir termomekanik işlemin yapılması-gerekir. Kontrollü haddeleme ile gerçekleştirilen bu işlemde, genelde 1000° – 1200°C de yapılan ön deformasyona, düşük sıcaklıklarda ( 700° – 800°C ) nihai bir deformasyon eklenir. Haddeleme sonrası değişik soğuma hızlan kullanılarak mikro yapının ince taneli ferrit veya beynitten oluşması sağlanır. Soğuma şartlarına bağlı olarak az miktarda perlit veya martensit de elde edilir. Yassı ürünlerdeki gelişme, standart yumuşak çeliklerden C-Mn tipi HSLA çeliklerine doğru olmuştur. Mikro alaşımlama metoduyla da günümüzde kullanılan C-Mn-(V/T:/Nb) tipi HSLA Çelikleri temel kompozisyon %0.05 – 0.15C, %0.3 Si ve % 1.5 Mn’ den oluşur.

Günümüzde 355 N/mm²Tik akma dayanımları için öncelikle normalize edilmiş haddelenmiş çelikler kullanılır. Normalize edilmiş haddelenmiş çelikler kimyasal kompozisyonları açısından normal tavlanmış, alüminyum içeren Si-Mn alaşımlı yapı çeliklerine benzer.

Termomekanik haddelenmiş çelikler Nb, Ti ve V elementlerinden birini veya kombinasyonunu içeren, karbon miktarı ortalama %0.10 seviyesine düşürülmüş yapı çelikleridir. Artan kalınlık (ve daha yüksek dayanımlar) için mangan miktan artırılır ve/veya nikel ve bakır alaşımlanır. Hızlı soğurulmuş durumda karbon ortalama %0.07′ ye düşürülür. Genelde kaynak kabiliyeti açısından , gerekli karbonitrür çökelti dağılımım sağlayan Ti/Nb katkısı ilave edilir.

Mikro alaşımlı çeliklerin dayanım özellikleri ıslah edilmiş C-Mn-tipi yapı çeliklerine benzer. Ancak belirgin akma sınırı yanı sıra akma/çekme dayanım orantıları yüksektir. Mikro alaşımlı çeliklerin yüksek tokluğu, tamamen ince taneli yapılarından kaynaklanmaktadır. Mikro alaşımlı çeliklerin yüksek sıcaklık dayanım özelliği ile soğuk deformasyon ve yaşlanma gibi işlem özellikleri de 35 N/mm”‘ lik dayanım için standart normalize ve 500 N/ mm Tik dayanım için standart ıslah edilmiş C-Mn- tipi yapı çeliklerine benzer.

Tokluğun diğer göstergesi olan kırılma tokluğu, mikro alaşımlı çeliklerde konvansiyonel çeliklere oranla daha yüksektir.Geçen yıllarda, sade karbonlu çeliklerin küçük miktarlarda Nb, Ti ve V gibi kuvvetli karbür ve nitrür oluşturan elementlerle (nadiren yaklaşık % 1 ‘i geçer) mikro alaşımlandınlmasıyla bu çeliklerin mekanik özelliklerinde büyük iyileşmeler sağlanmıştır. Küçük miktarlarda Nb, Ti ve V’un ilavesi ve kontrollü haddeleme ile birlikte uygulama, düşük maliyette 50-80 ksi akma dayanımlı ve İyi tokluk kaliteli düşük karbon (% 0.05-0.10 C) sade karbonlu çelikleri meydana getirmiştir. Mekanik özelliklerdeki bu iyileşmeler pek çok faktörün sonucudur. Bu faktörlerden en önemlileri şunlardır:

1.Ferrit tane boyutunun ince alt tane yapısının oluşumu ile inceltilmesi

2.Kuvvetli karbür ve nitrür oluşturan elementlerin gerilim nedenli karbürler ve nitrürlerin çökelmeleri

3.Ferritin çökelti sertleşmesi

KAYNAKLAR;

1. Mikro Alaşımlı Çeliklerin İşlenilebilirliğinin Takım Ömrü Ve Yüzey Pürüzlülüğü Açısından Değerlendirilmesi,Sadi ŞAN,Yüksek Lisans Tezi,Makine Eğitimi,Gazi Üniversitesi,Şubat 2007,

2. Mikro Alaşımlı Çeliklerin Mikro Yapısını Değiştirerek İşlenilebilirliğinin İncelenmesi,Barış ÖZLÜ,Bilim Uzmanlığı Tezi,Makine Eğitim Anabilim Dalı,Zonguldak Karaelmas Üniversitesi,Haziran 2007,

Eyüp YAYLACI

Şekil 1. Çeşitli sertleştirme mekanizmalarının akma dayanımına etkisi

Değişik sertleştirme mekanizmalarının mikro alaşımlı çeliklerin dayanım ve tokluk özelliklerine etkisi, Şekil 2’de görülmektedir. Tane küçültme mekanizmasıyla dayanım ve tokluk aynı anda artırılmaktadır. Çökelek ve dislokasyon sertleşmesi mekanizmaları ile dayanımın arttığı ancak, tokluğun düştüğüdür.

Şekil 2. Mikroalaşımlı çeliklerde uygulanan sertleştirme mekanizmalarının mekanik özelliklere etkisi

Uygulama yoğun olarak yassı mamullerde (gaz ve petrol boru hatları, off-shore konstrüksiyonlar) gerçekleşir. Son yıllarda otomotiv endüstrisine yönelik dövme mamullerin üretiminde de bir gelişme vardır. Bugün, bu çelikler, kontrollü haddelenmiş plakalar, levhalar, profiller, dövme ürünleri olan çubuk ve barlarda kullanilmaktadır.

Geçmişte kullanılan çeliklerin yüksek karbon miktarlı olmaları, kaynakla birleştirilmelerinde sorun doğmasına yol açmıştır.Bundan dolayı mikro düzeyde alaşımlama yapılarak ve kontrollü haddeleme işlemiyle, kaynak edilebilme kabiliyetli, yüksek dayanımlı çelikler geliştirilmiştir.

Çelikten yapılan basınçlı kap, küresel tank, eşanjör, köprü, nükleer enerji tesislerinde inbisat deposu gibi büyük konstrüksiyonlarda ince taneli çelikler, her geçen gün artan oranda kullanılmaktadır. Yüksek dayanımlı ince taneli çelikler, genellikle düşük karbonlu mikro alaşımlı çelik olarak üretilirler, normal tavlı ya da ıslah edilmiş halde kullanılırlar ve bunların en düşük akma sınırı 255 ile 500 MPa arasındadır.

Mikro alaşımlı çelikler genelde -100°C ’den 300°C ’ye kadar geniş bir sıcaklık aralığında kullanılırlar.Yüksek kırılma emniyetinin ve kötü şartlar altında bile güvenilir kaynaklanmanın arzulandığı yerlerde klasik yapı çeliklerinden çok üstün olmaları tercih nedenidir.

Mikro alaşımlamanın amacı malzemede, mukavemet, tokluk, talaşlı şekillendirilebilirlik ve kaynak kabiliyeti özelliklerini arttırmak ilave ısıl işlemlere gerek kalmadan ve pahalı/stratejik elementlerden tasarruf ederek mümkün olduğunca ekonomik olarak geliştirmektir. Otomotiv endüstrisinin ihtiyaçlarını cevaplayacak biçimde son yıllarda gelişen dövme ürünlerinde mikro alaşımlama uygulaması sıcak deformasyon sonrası kontrollü soğumayı gerektirmektedir. Mikro alaşımlı çelikler ile ıslah çeliklerinin maliyet karşılaştırması yapıldığında aralarında mikro alaşımlı çelikler lehine çok büyük fark vardır. Malzeme içerisindeki alaşım elementlerin miktarı, tane büyüklüğü, deformasyon oranı, deformasyon sıcaklığı ve yabancı parçacıklar dislokasyonların hareketlerini ve dağılımlarını doğrudan etkileyen parametrelerdir. Bu tür parametrelerin dengelenmesi ile daha iyi talaşlı islenebilirlik kriterleri elde edildiğinden mikro alaşımlı çeliklerin ekonomikliği ortaya çıkmaktadır.

Mikro alaşımlı Dövme Çelikleri ile Islah Çeliklerinin Üretim (a) ve Maliyet (b)Açısından Karşılaştırılması.

KAYNAKLAR;

1. Mikro Alaşımlı Çeliklerin İşlenilebilirliğinin Takım Ömrü Ve Yüzey Pürüzlülüğü Açısından Değerlendirilmesi,Sadi ŞAN,Yüksek Lisans Tezi,Makine Eğitimi,Gazi Üniversitesi,Şubat 2007,

2. Mikro Alaşımlı Çeliklerin Mikro Yapısını Değiştirerek İşlenilebilirliğinin İncelenmesi,Barış ÖZLÜ,Bilim Uzmanlığı Tezi,Makine Eğitim Anabilim Dalı,Zonguldak Karaelmas Üniversitesi,Haziran 2007,

3. Mühendislik Alaşımlarının Yapı ve Özellikleri,Prof.William F.SMITH,University of Central Florida,Cilt 1

Eyüp YAYLACI

İnsanoğlu ilk önceleri doğada bulmuş oldukları maddeleri kullanmayı öğrenmiştir. Daha sonra kullanmış oldukları taş , demir , tunç ile günlük ihtiyaçlarını karşılama yönünde bir takım aletler yapmıştır.Bu yaptıkları aletleri höyük adı verilen yerlerde ve mağaralarda bulmaktayız.

İnsanoğlu ilk önceleri taşı işlemiştir. Taşı kullanma ve işlemede ilerleyen insanoğlu o sırada genellikle avcılık ve besin toplayıcılığı yapmaktaydı.Ancak ilerleyen zaman dilimlerin de insanoğlu tarıma geçiş yaparak nehir kenarlarında evler kurarak tarıma dayalı şehirler, koloniler kurmaya başlamıştır.Şehirleşmeye başlayan insanoğlu hayvanları eğitmeye ve de evcilleştirmeye de başlamıştır. Bu dönem de insanoğlu gökten düşen bakır mineralini günlük hayatında kullanmaya başlamıştır.Bakır ile kalay mineralini birbirine karıştırmak surete ile tuncu bulmuş ve günlük ihtiyaçlarından kullandığı en önemli malzeme olmuştur. İşte bu sebepten bu döneme TUNÇ dönemi denilmektedir.

Bu malzeme ile bir çok malzemenin yapımı tamamlanmıştır.Döküm ,kaynak, döküm hızla gelişmiş ve bugün kullandığın pek çok cisim ilk defa o zamanlarda yapılmıştır. Örneğin günlük hayatta kullandığımız tabak, çatal , masa vb eşyalar aşağı yukarı 4500-5000 yıldır bilinmekte ve birbirine çok benzemektedir.

Her gün yeni şeyler öğrenen insanoğlu bundan 5000 yıl önce de Fırat-Dicle nehirleri arasında yaşayan Sümerler ile yazıyı keşfetmiştir. İlk yazı örnekleri tek tük çizikler olarak belirli eylemleri karşılama üzerine bazı metallerin daha sonra da killerin üzerine çekildi. Birebir sesleri ifade eden harfler direk kullanımı demir çağına kadar uzamıştır.

İnsan oğlu matematik kavramını ise daha önceden bilmekteydi.Matematik kavramını yazıyı bulmadan önce bulmuştu.Tarlada bulunan ürünlerin sayısını hesaplama da belli başlı basit toplama ve çıkartma gibi işlemleri Tunç döneminden beri yapmaktadır.

Tuğlayı kullanmayı öğrenen insanoğlu evlerini yaparken geometri bilgisine de sahip olmaya başladı. Tuğlanın sahip olduğu en ve boy ile yapacağı inşaatın ne kadar alanı kaplayacağını geometri yardımıyla hesaplanmaktaydı. Mısırdaki piramitleri yaparken kullanılan integral de günümüz hesaplamalarının temelini oluşturmaktadır.

Yelken, tekerlek ve demirin günlük yaşama girmesi ile de birçok uygarlık birbiri ile etkileşime girmiştir. Bunların başında da Yunan uygarlığı gelir. Yunan uygarlığı Mısır ve Babil uygarlığından etkilenmiştir ve bu uygarlıkların miraslarına direk konmuştur.

Sanatta ilk kez insanı yücelten topluluk Yunanlılar olmuştur. Mısır ve Mezopotamya uygarlığındaki gibi insanı tanrının oğlu veya tanrının temsilcisi olarak görmemiştir.

Yunanistan da demirin kullanılmaya başlanması ile doğrudan doğruya balta, çekiç  ve tırmık gibi bir çok malzemenin yapımına geçilerek yaygın bir şekilde kullanılmasına sebep olundu. Bu zamanda Mısır matematiği ile Yunan matematiği teknikleri birleştirilerek cendere,su kaldıraçları, tulumbalar gibi bir çok yeniliğe yol açtılar.

Yunan mimarisi de gene aynı şekilde güçlenme göstermiştir. Bu güçlenme ve şekildeki güzellikte gelişmiş örnekler sunulmasına sebep olan şey ise kullanmış oldukları pergeldir. Pergeli aktif olarak kullanmaya başladıklarında silindir, koni ve küre biçiminde şekiller yaparak bunlar üzerinde araştırmalar yapmışlardır.

Yunanlılarla etkileşimde bulunan Anadolu uygarlıkları da bu gelişmelerden etkilenmiştir. Bu etkileşim sırasında Miletli Tales, Efesli Heroklit gibi filozoflar ortaya çıkmıştır. Ancak Büyük İskender’in baskısı altında giren Yunan Uygarlığı bundan sonra iç karışıklıklara girecek ve kendi sonlarını hazırlayacaktır.

Helenistik dönemin başlaması ile de Yunan da ilk kez müze kurularak kamu yararlarından yararlanıldı.Bu sırada Öklid ve Arşimet önderliğinde matematik ve gök bilimi ilerlemekteydi.

Romalıların gelişi ile de bu dönemde bitecek tamamen durma noktasına  gelecektir. Bu duruşta Rönesans’a kadar devam edecek olup Rönesans aydınları Öklid, Arşimet gibi filozofların görüşleri üzerine araştırmalara girerek daha bir çok yeniliğe sebep olacaklardır.

Günümüzden 2500-3000 yıl öncesinde uygarlıklar; dünyanın nasıl olduğu ve dünya üzerindeki düzen hakkındaki bir çok değişik görüşler  benimsemişlerdir.

Çin ve Güneydoğu Asya da Taoculuk, Budizm, Konfüçyonizm , Hindistan da Hinduizm,İran da Zerdüştlük, Kuzey Asya da Şamanizm ve Kök-Ten gricilik, Ortadoğu da çok tanrıcılık ve İbrani kökenli tek tanrıcılık , Ege ve Akdeniz de ise farklı bir yaşam biçimi olan laiklik ve rasyonel irdelemeler mevcuttur.

Yunanlılar  ve İonyalılar bu farklı yaşam biçimleri ile bir çok konu da fikir yürütmeye çalıştılar ve mekanik konular üzerinde çalışmalar yaptılar. Örneğin atılan bir okun nasıl olurda havada süzüldüğü hakkında bir çok görüşler benimsediler. En çokta Aristo’nun bulguları kabul gördü ve bu yanlış kabullenmeler ne Helenizm ne de Orta Çağ Avrupası’nda yıkılmadı.

İşte bu sırada Müslüman filozoflar ve bilim adamları eski Yunan öğretilerini  öğrenmek üzere Aristo’nun kitaplarını Arapça’ya  çevirdiler.elde ettikleri bilgileri tatbik etmek birçok buluşa ve bilimin gelişmesine yardımcı olmuştur.

Müslümanlara göre ilim Allah’ın yarattığı cisimleri ve Allah’ı tanımak için önemli idi. Bu yüzden de Müslümanlar ilim öğrenme üzerine oldukça durdular. Helenistik ve karanlık çağ döneminde kaybolan fizik, kimya, geometri bilimleri tekrardan ortaya çıkartarak geliştirdiler. Cebir bilimini de bularak bilim dünyasına bir çok yararlar sağladılar. Gök bilimi ile uğraşan Müslümanlar pek çok gök cimini de buldular. Gök hakkında ayrıntılı araştırma yapmak için Harran da bir gözlemevi dahi kurdular. Burada elde edilen bilgiler daha sonraları Newton, Kepler gibi bilim adamlarına  veriler oluşturacaktır.

Bu parlayış dönemi de istilacı Moğol saldırıları sonucu son bulmuştur. Moğollardan kaçan Ahi Evren, Mevlana gibi pek çok aydını başta Selçuklu olmak üzere Osmanlının toplumsal düşünce ve kültürel yapısında pek çok değişikliğe sebep olacaklardır.

Uygarlıklar bilindiği gibi çok kolay kurulmamaktadır. Bir çok uygarlığın kurulması için belli başlı bir takım kültürel etkileşimlerin yanı sıra belli başlı bilim –sanat alanında da gelişmeleri ile gerçekleşmiştir.

Öğrenilen her bilginin korunması gerekmektedir. Bu yüzden de insanoğlu öğrendiği her bilgiyi not ederek kitaplar yazmıştır. Daha sonra bu bilgilerin aktarılması için mektepler açmıştır. İlk mekteplere milattan önce Yunanda Atina Okullarında rastlıyoruz. Daha sonra Müslüman ülkelerde cami ve medreselerde eğitim verilmiştir. Avrupa da ise ilk olarak 11. yy da İtalya da Yüksek Eğitim Okulu kurulmuştur.

13. yy da baskın kilise eğitimi ve kilise otoritesi sebebiyle Avrupa karanlık bir çağa girecektir.  Bu çağda kilise öğretilerinin dışındaki bilgiler kabul edilmemiş bu bilgileri kabul edenler veya yayınlayanlar aforoz edilmiş veya engizisyon mahkemelerince cezalara çarptırılmıştır.  Kilise Avrupa’da ki pek çok Antik Yunan kökenli bilgileri tarihe gömerek papaz ve piskoposların öğretilerini İncil’le bağdaştırarak soylu kesime öğretmişlerdir. Ancak bu öğretiler Rönesans ve sonrası akımlar ile tarihe karışmıştır. Amerikanın keşfi ve Amerika’dan Avrupa’ya  taşınan malzemeler ile fakir toplumlar zenginleşmeye başlamıştır. Bunun sonucunda da derebeyler arası savaşlar patlak vermiştir. Matbaanın icadı ile İncil her dile çevrilince kilisenin otoritesi yıkılmış ve de reform hareketlerine gidilmiştir. Ayrıca bir çok kitap basılarak daha çok insana ulaşılması sağlanmıştır. Böylece okuma yazma oranı da artmıştır. Kitaplardaki bir çok bilgi de deney ve gözlemle birleşerek  daha bir çok gelişmeyi doğurmuştur.

İşte bu sırada insanoğlu birçok gerçeği öğrenmeye koyuldu ve Kopernik güneşin merkez olduğu gökyüzü sistemini ortaya koymuştur. Ancak bu bilgi o zamanın sağduyu yaklaşımına ters olduğundan kabul edilmemiştir. Ancak daha sonra gelen Kepler ve Galile’nin astronomi üzerine yapmış olduğu araştırmalar sonucunda gerçekler ortaya çıkmıştır. Keplerin üçlü yasası ve Galile’nin yer çekim kuvveti yasaları Kopernik’in açıklayamadığı bir takım sorunların cevabı da oldular. Bu bilgiler salt Aristo doğruları ile çakışmaktaydı. Bu yüzden de engizisyon mahkemeleri Galile’nin bulgularını kabul etmeyip O’nu sürgüne gönderdi. 1685 yılında Newton Çekim Yasaları’nı ile Galile ve Kepler’in yasalarını açıklayınca yeni ufuklara da yelken açmış oldu.Aristocu bir inanış böylece yıkılmıştır.

Bu yıllarda İngiliz Hekim Wiilam Harvey’in kanın kalbin bir ucundan çıkıp diğer ucundan girdiğini ortaya koyması insanın yaşamsal mekanizması üzerine de bir takım araştırmalara girmesine sebep olmuştur. Ayrıca kanın insan vücudunda durmadan dönmesi ve sürekli hareket ederek yer değiştirmemesi,güneş sisteminin de sürekli hareket ederek yer değiştirmemesi arasında bir benzerlik kurularak “korunum yasası”nın doğmasına sebep olacaktır.

Leonardo Da Vinci’nin göz üzerine yaptığı bir çok işlem ile gözün içinden ışığın çıkmadığı inancını yıkmak istemesi Rönesans dönemine damgasını vurmuştur. Çünkü bu davranış genel yargıları yıkmak üzere yapılmış bir şeydir.

Osmanlının hızla genişlemesi sonucu Çin ipeğine ve baharatına ihtiyacı olan Avrupa sürekli batıya gidilirse doğuya ulaşılabileceğini düşünmeye başladı ve rüzgarın gücünün yelkenlerde kullanarak okyanusu geçmeyi hedefledir. Kolomb bunu başarmasına başarmıştı ancak karşısına çıkan adanın yeni bir ada olduğunu anlayamaması üzerine Amerikanın keşfi Vesco De Gama ya kalacaktır. Eğer Kolomb Amerika’dan geri dönmeyip yoluna devam etse idi beklide dünyanın yuvarlak olduğunu Galile’ye ihtiyaç olmadan açıklayacaktı.

Rönesans da fizik, kimya, gök bilimi üzerine ilerlemeler olduğu gibi sanat alanında da ilerlemeler gerçekleşmiştir.

İlk başlarda eski Yunan’da daha çok tanrılarla olan mücadeler tiyatroda anlatılırken daha sonraları Hristiyanlıkla beraber Hz. İsa ve Havarileri canlandırılmıştır. Genelde Dini konular piyaeslerde yer almıştır. Daha sonraları ise Rönesans ile birlikte tiyatroda da gelişmeler olmuş ve insani duygulara da yer verilmiştir.

Resim alanında ilk örnekler tarih öncesi çağlarda duvarlara kazılan mağara resimlerinde görüyoruz. Bu resimlerde genellikle insanlar avladıkları hayvanları ve gördükleri olağanüstü olayları (örn: yangın) resmetmişlerdir. Daha sonraları ise Mısır tapınaklarında tamamen inanca göre ve piramitte yatan firavun hakkında yapılan resimleri görüyoruz.

Mısır Uygarlığı Nil’in yapısına göre gelişmiştir. Kuruyan Nil Nehri  yüzünden Nil vadisine inen insanlar buralara yerleşirken pek çok sanatsal faaliyetlere de buralarda girişmişlerdir. Nil’i dünyanın merkezi kabul etmişlerdir. O kadar ki Nil’in doğusuna yaşam batı kısmına ise ölümü ifade ettiğine inanmışlardır. Bu yüzden de piramitleri Nil’in batısına yapmışlardır.  Mısırlı sanatçılar genellikle ölülere önemi piramitlerde göstermiştir. Piramitlerde kullandıkları canlı ve cansız nesneler belirli katı kurallar eşliğinde yapılmaktaydı. Ayrıca piramitler mezar olarak kullanıldığından piramitlerindeki şekillere de aşırı önem vermişlerdir.

Yunan döneminde Yunanlılar heykel yapımında Mısır Uygarlığından etkilenmiş olmalarının yanı sıra birçok yenilikte getirmişlerdir. Sanatçı heykele belirli bir ruhu da aşılamıştır. Heykele bakan kişi sanki o heykeli canlıymış gibi hissetmektedir. Yunanlı sanatçılar resime Mısırdan farklı bir yaklaşımla yaklaşmışlardır. Yunanlıların bu resim anlayışı daha sonra Roma da devam edecek ancak Hıristiyanlığın yayılması ile resimlerdeki özgür düşünce yerini tamamen İsa ve İncil’de ki bazı önemli olayları anlatan düşünce almıştır. Bu resimlerde papazlar belirli katı kuralları uygulatmıştır. Ressamlar resmettikleri resimlerde olayın dışına çıkmamış ve İncil de anlatıldığı gibi bire bir yansıtmak zorunda kalmışlardır. Bu resimleri kilise yüzeyine yapılmasının sebebi ise okuma yazma bilmeyen insanlara olayı gözlerinde canlandırılması sağlanmak istenmesidir. Bu resimler genellikle 2 boyutlu olmaktadır. Perspektif olmadığından 3. boyuta giriş yapılamamıştır. Ancak Giotto 3. boyuta giriş yapacaktır. Giotto’nun yapmış olduğu “İman” konusunda perspektifi kullanarak yaptığı kadın resminde ki kadına bakanlar  tavanda sanki heykelmiş gibi görmelerine sebep olmuştur.  Daha sonra Giotto bu tekniği daha çok insanın bulunduğu dini resimlerde de uygulamıştır.  Böylece resme bakan kendini sanki oradaymış gibi hissetmesi sağlamıştır. Giotto’dan daha sonra Brunelleschi de bu perspektifi sadece dini resimlerde değil diğer yaptığı resimlerde de kullanmıştır. Ayrıca Leonardo Da Vinci bu perspektif anlayışını heykel sanatına da uygulamış ve heykele bakan insanların heykelin insanlara olan benzerliğini görünce baya şaşırmışlardır.

Rönesans döneminde yaşayan pek çok değerli insanın yolu  Floransa’dan geçmiştir. Bu yüzden Floransa Rönesans’ta bilimin gelişmesi konusunda beşik olmuştur. Edebiyattan resme, heykelden tiyatroya kadar çıkan tüm yeni düşünceler buradan ağrı kuzeye Avrupa’ya  doğru hareket etmiştir. Avrupa ülkeleri tamamen birbirinin aynıydı. Bu yüzden de gelişmeler hızla yayılıyordu. Ancak daha sonra ortaya çıkan derebeylik savaşları ve bu savaşların akabinde ortaya çıkan din savaşları sebebiyle dönemin aydınları savaş olmayan yerlere göç etmek zorunda kalmıştır. Bu savaşlar yüzünden de gelişmelerin yayılması devlet düzenine geçinceye kadar yavaş yavaş ilerlemiştir.

Eyüp YAYLACI

“Uygarlığın Seyir Defteri” adlı kitaptan uyarlanmıştır…

Solid Catia Autocad vs vs Cad programları çalışıyorsanız ve elinizde bu programların son sürümleri varsa işte size süper bir site.. Bu sitede Solid Catia Autocad gibi Cad programlarına uyumlu yüzlerce katı tasarımların hazır arşivi İsterseniz sizde üye olduktan sonra kendi tasarımlarınızı burada paylaşabilirsiniz.

Site Adresi: http://www.3dcontentcentral.com/