Çentik Darbe Testi Tanımı ve Uygulanması

Çentik darbe testi, malzeme mühendisliği ve kalite kontrol alanlarında kullanılan bir deneydir ve malzemenin darbeye karşı dayanıklılığını değerlendirmek için uygulanır. Bu test, belirli bir enerji seviyesi altında malzemenin kırılma davranışını incelemek amacıyla yapılır. Aynı zamanda malzeme üzerindeki çentiklerin etkilerini anlamak için de kullanılır. Bu yazımızda Charby çentik darbe testi, IZOD çentik darbe testi, çentik darbe deneyinin amacı, bu darbe testinin enerji hesabı, yapılışı ve darbe testinde sıcaklığın etkilerini detaylıca inceleyeceğiz.

Çentik Darbe Testi Nedir?

Malzemenin ani darbelere karşı dayanıklılığını değerlendirmek için Charpy çentik deneyi gibi testler kullanılır. Bu testler, malzemenin kopmaya karşı dayanıklılığını ölçmek amacıyla geliştirilmiştir ve numuneler çentikli veya çentiksiz olabilir. Özellikle V çentik numuneleri, malzemenin çatlamaya karşı direncini ölçmek için kullanılır.

Charpy darbe testi ise belirli bir yükseklikten bırakılan ağır bir sarkacın yarım ay şeklinde sallanarak numuneye çarpmasını içerir, bu nedenle “çentikli” bir deneydir. Bu sarkaç numuneye çarparak numunenin kırılmasına neden olur. Ardından, sarkacın başlangıç ve son yükseklikleri ölçülerek potansiyel enerji farkı hesaplanır. Bu fark, numunenin kırılması sırasında absorbe edilen darbe enerjisini temsil eder.

Malzemelerin ani darbelere karşı dayanıklılığı, malzemenin tokluğu ile yakından ilişkilidir. Bu tür testler, malzeme seçimi ve tasarımında önemli bir rol oynar ve malzemenin uygulama gereksinimlerini karşılayıp karşılamadığını belirlemek için kullanılır.

Charby Çentik Darbe Deneyi

Charpy çentik darbe testi, malzemenin kırılma davranışını incelemek ve ölçmek için kullanılan bir deney yöntemidir. Bu deneyde, numunenin ortasına belirli bir geometriye sahip bir çentik açılır ve numune yatay olarak yerleştirilir. Deney cihazı, numunenin çentik hizasının arkasından numuneye darbe uygular ve numune kırılır. Charpy test numunesi genellikle 55 mm uzunluğunda ve 10 mm kare kesite sahiptir. Charpy çentik darbe deneyinde, farklı çentik geometrisi seçenekleri vardır, bunlar V çentikli, U-çentikli ve anahtar deliği çentikli gibi farklı tipleri içerebilir. Her bir çentik geometrisi, malzemenin kırılma davranışını farklı açılardan değerlendirmek için kullanılır. Charpy testi, malzemenin kırılma esnasında absorbe ettiği enerji miktarını ölçerek malzemenin dayanıklılığını değerlendirmemize yardımcı olur. Bu deney, malzemenin çeşitli uygulamalardaki performansını tahmin etmek ve karşılaştırmak açısından oldukça önemli bir araçtır.

IZOD Çentik Darbe Deneyi

Izod darbe testi, malzemenin dayanıklılığını belirlemek için kullanılan bir deney yöntemidir. Bu deneyde, numunenin belirli bir geometriye sahip bir çentiği bulunur ve numune dikey olarak yerleştirilir. Deney cihazı, numunenin ucuna yakın bir noktadan numuneye darbe uygular ve numune kırılır. Izod test numunesi genellikle 75 mm uzunluğunda ve 10 mm kare kesite sahiptir. Izod darbe testinde sadece V çentiği geometrisi kullanır. Bu deney, malzemenin çentikli bir bölgesinde nasıl davrandığını incelemek için önemlidir.

Çentik Darbe Deneyinin Amacı Nedir?

Çentik darbe testi, malzemelerin dinamik yüklemeler altında nasıl kırıldığını ve bu süreçte ne kadar enerji tükettiğini belirlemek için kullanılır. Özellikle metalik malzemelerin kırılma davranışını ve özellikle gevrek kırılmaya duyarlı oldukları koşulları incelemek amacıyla yapılır. Bu deney, malzeme mühendisleri ve tasarımcılarına malzemelerin dayanıklılığı, tokluğu ve kırılma direnci hakkında önemli bilgiler sağlar.

Çentik Darbede Enerji Hesabı

Serbest bırakılmadan önce çekicin potansiyel enerjisi W.h iken numune kırıldıktan sonra belli bir h¢ yüksekliğine çıkan çekicin potansiyel enerjisi W.h¢ olur. Bu durumda Kırılma Enerjisi KE = W.h – W.h¢ olarak ifade edilir.

Buna göre;

KE=ak=W (h – h¢) = m.g.L.(Cosβ – Cosα) olarak ifade edilir.

Burada L sarkaç boyudur. β salınım açısı ve h¢ yüksekliği ne kadar az olursa kırılan malzemenin ne kadar çok darbe direnci ya da darbe tokluğu gösterdiğini anlarız.  

Çentik Darbe Testinin Yapılışı

Çentik darbe testi, malzemelerin darbeye karşı dayanıklılığını ölçmek ve belirli bir enerji seviyesi altında kırılma davranışını değerlendirmek için kullanılan önemli bir deneydir. Bu test, malzeme mühendisliği alanında malzeme seçimi, tasarım ve kalite kontrol süreçlerinde kritik bir rol oynar.

Bu test öncelikle numunenin hazırlanmasıyla başlar. Numune, belirli bir geometriye sahip bir çentik açılarak şekillendirilir. Çentikler, V şeklinde olabileceği gibi farklı geometrilerde de olabilirler.

Daha sonra özel bir deney cihazı kullanılır. Bu cihaz, numunenin sabitlendiği bir destekleme mekanizması ve darbe mekanizmasını içerir. Numune, cihazın destekleme mekanizmasına yerleştirilir ve çentikli bölgesi darbenin uygulanacağı nokta olarak seçilir.

Darbenin uygulanması sırasında, belirli bir enerji seviyesiyle numuneye darbe verilir. Darbenin büyüklüğü ve enerjisi, deneyin amacına ve malzemenin özelliklerine göre ayarlanır. Numune üzerindeki çentik, darbenin odaklandığı ve enerjinin emildiği nokta olur.

Darbenin uygulanmasının ardından, numune kırılır veya kopar. Bu sırada darbenin emilen enerjisi ölçülür. Bu veri, malzemenin darbe dayanıklılığını, kırılma davranışını ve absorbe edilen enerji miktarını belirlemede kullanılır.

Darbe Testinde Sıcaklığın Etkileri

Malzemenin darbeye karşı davranışı sıcaklıkla yakından ilişkilidir. Yüksek sıcaklıklarda, malzeme daha fazla enerjiyi emerek kopmaya karşı dirençli olur. Bu nedenle yüksek sıcaklıklarda malzeme daha sünek bir davranış sergiler ve kopmadan önce gerilir, yani şekil değiştirir.Ancak, düşük sıcaklıklarda malzeme daha az enerji ile kopar, bu nedenle gevrek bir davranış gösterir ve kopma anında şekil değiştirme minimaldir.

Malzemenin bu geçiş sıcaklığı, malzemenin süneklikten gevrekliğe geçtiği noktayı temsil eder. Ani darbelere maruz kalma riski taşıyan malzemeler, kullanılacakları ortam sıcaklığının altında bir geçiş sıcaklığına sahip olmalıdır. Ancak her malzeme aynı davranışı sergilemez; bazı malzemeler belirli bir geçiş sıcaklığına sahipken diğerleri için bu geçiş daha karmaşıktır.

Bu nedenle çentik darbe testi, malzemenin darbe direncini ve davranışını anlamak için sıcaklık ve enerji emilimi gibi faktörlerin dikkate alınması önemlidir. Bu bilgiler, malzemelerin tasarımı ve kullanımı sırasında doğru seçimlerin yapılmasına yardımcı olabilir.