Kırılma Tokluğu Testi

Kırılma Tokluğu Testi Nedir ve Ne işe Yarar?

Kırılma tokluğu testi, bir malzemenin çatlaklar ve kusurlar altında nasıl davrandığını belirlemek için kullanılan bir mekanik testtir. Bu test, malzemenin kırılmaya karşı direncini ve çatlak yayılımını ölçer. Kırılma tokluğu, malzemenin mekanik mukavemetinin ve dayanıklılığının önemli bir göstergesidir ve özellikle yapı, uçak, otomotiv ve enerji sektörlerinde kritik öneme sahiptir.
Test, genellikle bir numune üzerinde uygulanır ve bu numune önceden belirlenmiş bir çatlağa sahip olacak şekilde hazırlanır. Ardından, kontrollü bir yükleme altında numune üzerindeki çatlağın ilerlemesi gözlemlenir ve kaydedilir. Elde edilen veriler, malzemenin kırılma tokluğunu belirlemek için kullanılır.
Kırılma tokluğu testi sonuçları, malzemenin tasarımı ve mühendislik uygulamaları için kritik bilgiler sağlar. Bu bilgiler, malzemenin hangi koşullar altında güvenle kullanılabileceğini belirlemeye yardımcı olur ve potansiyel arızaların önlenmesine katkıda bulunur.

Gerekli Malzemeler ve Ekipmanlar

Kırılma tokluğu testi, bir malzemenin kırılmaya karşı direncini ölçmek için kullanılan bir yöntemdir. Bu test, belirli bir çatlak boyunca malzemenin ne kadar dayanıklı olduğunu belirlemeyi amaçlar. İşte kırılma tokluğu testinin adım adım nasıl yapıldığı:
Test numunesi
Kırılma tokluğu testi cihazı (örneğin, MTS 100kN Servohidrolik Dinamik Test Cihazı)
Ölçüm cihazları (örneğin, uzama ölçerler)
Bilgisayar ve veri toplama yazılımı

Kırılma Tokluğu Testi Türleri

1. Çentik Darbe Testleri
Charpy Testi
Bir çentikli örnek üzerine ani bir darbe uygulanarak, malzemenin kırılması için gereken enerji ölçülür.
Izod Testi
Benzer şekilde, çentikli bir örneğe darbe uygulanır ancak numune farklı bir şekilde tutulur.
2. Çatlak Uygulamalı Testler
KIC Testi (Kritik Kırılma Tokluğu)
Önceden belirli bir çatlak içeren bir numune, kontrollü bir yük altında test edilerek çatlağın büyüme davranışı incelenir.
JIC Testi
Bu test, büyük plastik deformasyonlar içeren malzemeler için kullanılır ve enerji emilimini ölçer.
Kırılma Tokluğu Testinin Adım Adım Yapılışı
Numune Hazırlığı
Numune şekli ve boyutlarında test edilecek malzeme belirli standartlara uygun olarak kesilir ve şekillendirilir (örneğin, ASTM E399 standardı).Çentik oluşturmada numunenin ortasında belirli bir derinlikte ve açıda bir çentik (notch) oluşturulur. Bu çentik, çatlağın başlayacağı yerdir.
Çatlak İlerletme
Çatlak başlatmada çentiğin ucunda keskin bir çatlak oluşturulur. Bu çatlak, bıçak veya lazer ile oluşturulabilir. Çatlak uzunluğu dikkatlice ölçülür ve kaydedilir.
Test Cihazının Hazırlanması
Numunenin yerleştirilmesinde numune, kırılma tokluğu test cihazının çenelerine dikkatlice yerleştirilir.Cihaz ayarlarında test cihazı, uygulanacak yük ve hız gibi parametreler için ayarlanır. Bu ayarlar, test standardına uygun olmalıdır.
Yük Uygulama
Yüklemede test cihazı, numuneye kontrollü bir yük uygulamaya başlar. Bu yük, numune üzerinde çatlağın ilerlemesini sağlayacak şekilde artar.Veri toplamada Uygulanan yük ve numunenin deformasyonu sürekli olarak ölçülür ve kaydedilir.
Çatlak İlerleme İzlemesi
Çatlak ilerlemesinde test sırasında çatlağın nasıl ilerlediği gözlemlenir. Çatlağın uzunluğu ve ilerleme hızı kaydedilir.
Kırılma Noktasının Belirlenmesi
Kırılmada numune tamamen kırıldığında, kırılma noktası ve çatlağın son uzunluğu kaydedilir.Veri analizinde toplanan veriler kullanılarak malzemenin kırılma tokluğu (K_IC) hesaplanır.
Sonuçların Raporlanması
Veri analizinde aoplanan veriler, malzemenin kırılma tokluğunu hesaplamak için kullanılır. Bu hesaplama, yük, çatlak uzunluğu ve numunenin geometrisine bağlıdır.Rapor hazırlamada test sonuçları detaylı bir şekilde raporlanır. Bu rapor, malzemenin performansını değerlendirmek için kullanılır.
Kırılma Tokluğu Testi

Kırılma Tokluğu testi hem endüstriyel uygulamalarda ürün kalitesini sağlamak ve güvenilirliğini artırmak için hem de akademik araştırmalarda malzeme davranışını anlamak ve geliştirmek için önemlidir.

DSCF0906
MTS (100kN Servohidrolik Dinamik Test Cihazı)
Cihazın Teknik Özellikleri
•100 kN max kapasite
5.8 - 16.5 mm çapında yuvarlak numune bağlama kapasitesi
• 0 - 14.2 mm ‘ye kadar flat numune bağlama kapasitesi
• 100 kN statik ve dinamik yüklemeye uygun basma plakaları
•100 kN yüklemeye uygun 30 – 250 mm arasında ayarlanabilen 3 nokta eğme aparatı
•CT (Compact tension) ve 3 noktalı eğme aparatlarına uygun kırılma tokluğu ve çatlak ilerleme hızlarının COD ekstensometre ile ölçümünün yapılması
• -80 °C - +175 °C’ye kadar sıcaklıklarda çalışabilen, ilk ölçüm uzunluğu 12,5 mm, 25 mm ve 50 mm olarak ayarlanabilen +5 mm ile -2,5 mm arasında hareket edebilen dinamik ekstensometre
• -40 °C ile +100 °C arası sıcaklıklara çalışabilen, en az ± 15mm aralığında ölçüm yapabilen harici bir LVDT (deflektometre)
• 50 mm lik ölçüm uzunluğuna sahip, 1400°C’ye kadar çalışabilecek yüksek sıcaklık fırını ve
sıcaklık kontrol ünitesi
Kullanılan Standartlar
ASTM E1820
TS EN ISO 12737
ASTM 1290
ASTM E399
Karabük Demir Çelik Enstitüsü

Nikon ShuttlePix

Cihazın Teknik Özellikleri
•Kompakt gövdesindeki 20x optik zoom lensi ile Shuttlepix P-400R LED aydınlatma ile entegre edilebilir.
• Lens değişimine gerek kalmaksızın 20X-400X arası büyütme ile çok çeşitli gözlemlere olanak verir.
• Zoom Kamera Başlığı ve Motorize Odak Standı ile 75mm x 50mm x 148mm boyutlarına kadar büyük numunelerin görüntü yakalanması mümkündür.
Cihazla Yapılabilecek Testler
Pille çalışan Shuttlepix’in çok yönlü sistemi sayesinde kullanıcının; uçak gövdesi, tribün dökümü veya boru çalışmaları gibi standart mikroskopların ulaşamayacağı yerinde inceleme çalışmalarında mikroskopla buluşabilmesini sağlar.