İndentasyonla çelik ve alüminyumun akma ve çekme dayanımı

Akma dayanımı (YS), bir malzemenin plastik olarak deforme olmaya başladığı ve uygulanan gerilme kaldırıldığında ilk şekline dönmediği gerilmedir. Nihai çekme dayanımı (UTS), bir malzemenin kırılmadan önce dayanabildiği en yüksek gerilmedir. Bu iki özellik, mekanik parçalara ve yapılara uygulanabilecek üst yük sınırlarını gösterir. Akma dayanımı ve nihai çekme dayanımı, tavlama, dövme, haddeleme ve presleme proseslerinde malzeme üretiminde hayati rol oynar.

Akma dayanımı ve nihai çekme dayanımı geleneksel olarak, test numunelerini koparmak için çok büyük kuvvet gerektiren büyük bir çekme test makinesiyle test edilir. Her numunenin yalnızca bir kez test edilebildiği bir malzeme için çok sayıda numuneyi doğru biçimde işlemek pahalı ve zaman alıcıdır. Numunedeki küçük kusurlar test sonuçlarında belirgin sapmalara yol açar. Piyasadaki çekme cihazlarının farklı yapılandırmaları ve hizalamaları da çoğu zaman test mekaniğinde ve sonuçlarda önemli farklılıklara neden olur.

NANOVEA'nın yenilikçi indentasyon yöntemi, geleneksel çekme testleriyle ölçülen değerlerle karşılaştırılabilir akma dayanımı ve nihai çekme dayanımı değerlerini doğrudan sağlar. Bu ölçüm, tüm sektörler için yeni test olanakları açar. Basit deney düzeneği, çekme testlerinin gerektirdiği karmaşık numune şekline göre numune hazırlama süresini ve maliyetini önemli ölçüde azaltır. Küçük iz boyutu sayesinde tek bir numunede çok sayıda ölçüm yapılabilir. Numune işleme sırasında çekme numunelerinde oluşan kusurların etkisini önler. Küçük numunelerde ve yerel bölgelerde YS ve UTS ölçümü, boru hatlarında veya otomotiv yapılarında haritalama ve yerel kusur tespitine olanak tanır.

ℹ️ Akma ve çekme dayanımı için indentasyon laboratuvar hizmetleri hakkında daha fazla bilgi edinin.

Akma dayanımı ve nihai çekme dayanımı testleri, NANOVEA mekanik test cihazında mikroindentasyon modunda yapıldı. Bu uygulamada 200 µm çaplı silindirik düz bir elmas uç kullanıldı. SS304 ve Al6061 alaşımları, yaygın endüstriyel kullanımları ve genel kabul görmüş akma ve çekme dayanımı değerleri nedeniyle, indentasyon yönteminin büyük potansiyelini ve güvenilirliğini göstermek için seçildi. Numuneler, yüzey pürüzlülüğünün veya kusurların sonuçları etkilemesini önlemek için testten önce ayna parlaklığında mekanik olarak parlatıldı. Test koşulları Tablo 1’de verilmiştir. Değerlerin tekrarlanabilirliğini sağlamak için her numunede ondan fazla test yapıldı.

SS304 ve Al6061 alaşım numunelerinin yük-yer değiştirme eğrileri Şekil 2’de, numuneler üzerindeki düz uç izleri iç görsel olarak gösterilmiştir. NANOVEA'nın geliştirdiği özel algoritmalarla “S” biçimli yükleme eğrisinin analizi akma dayanımını ve nihai çekme dayanımını hesaplar. Değerler yazılım tarafından otomatik hesaplanır ve Tablo 2’de özetlenmiştir. Karşılaştırma için geleneksel çekme testleriyle elde edilen akma ve çekme dayanımı değerleri de verilmiştir.

Sonuçlar, SS304 ve Al6061 alaşımlarının YS ve UTS ölçümlerinde indentasyon ile çekme teknikleri arasında iyi bir uyum olduğunu gösteriyor. NANOVEA mekanik test cihazıyla indentasyonla ölçülen YS ve UTS üstün hassasiyet ve tekrarlanabilirlik gösterir. YS ve UTS değerlendirmesinde indentasyon tekniği, geleneksel çekme testi prosedürlerinden çok daha az zaman ve maliyet gerektirir. İndentasyon pahalı ve karmaşık numune işleme gerektirmez; küçük numunelerde YS ve UTS değerlerinin hızlı sayısal haritalanmasını ve hizmetteki mekanik parçalarda yerel mekanik kusurların tespitini sağlar.

Bu çalışmada NANOVEA mekanik test cihazının paslanmaz çelik ve alüminyum alaşımı sac numunelerin akma dayanımını & nihai çekme dayanımını değerlendirme kapasitesini gösterdik. Basit deney düzeneği, çekme testlerinin gerektirdiği numune hazırlama süresini ve maliyetini önemli ölçüde azaltır. Küçük iz boyutu tek bir numunede çok sayıda ölçüm yapılmasını mümkün kılar. Bu yöntem küçük numunelerde ve yerel bölgelerde YS/UTS ölçümüne olanak tanıyarak boru hatlarında veya otomotiv yapılarında YS/UTS haritalaması ve yerel kusur tespiti için bir çözüm sunar.

NANOVEA mekanik test cihazının nano, mikro veya makro modüllerinin tümü ISO ve ASTM uyumlu indentasyon, çizik ve aşınma test modlarını içerir; tek bir sistemde en geniş ve en kullanıcı dostu test yelpazesini sunar. NANOVEA'nın eşsiz kapsamı; ince veya kalın, yumuşak veya sert kaplamaların, filmlerin ve alt tabakaların sertlik, Young modülü, kırılma tokluğu, yapışma, aşınma direnci ve daha pek çok mekanik özelliğini belirlemek için ideal bir çözümdür. Ayrıca indentasyon, çizik ve aşınma izlerinin yüksek çözünürlüklü 3D görüntülenmesinin yanı sıra pürüzlülük gibi diğer yüzey ölçümleri için isteğe bağlı 3D temassız profilometre ve AFM modülü de mevcuttur.