Metalik malzemelerde, plastik deformasyon belli düzlemlerdeki atomların kayması ile olmaktadır. Kayma düzlemi ise atomların en yoğun olduğu düzlemlerdir.
Metalik malzemelerin plastik deformasyonu en genel olarak belirli düzlemlerde ve doğrulturlarda atomların kayması ile gerçekleşir. Kaymanın kolaylıkla olmadığı durumlarda deformasyona, ikizlenme katkıda bulunur. Yüksek sıcaklıklarda ve düşük deformasyon hızlarında çok kristalli metalik malzemelerin deformasyonu ise atomların yayınma ile yer değiştirmesi mekanizmaları ile olur.
Tane boyutu ve şekli, hadde yönüne göre tane ve kristal kafesin uyumu, çeşitli mikro bileşimler çeliğin şekillendirilme karakterinde rol oynar.
Metalik malzemelerin elastik veya plastik deformasyona karşı direnci atomlar arasındaki bağ kuvvetlerinden ileri gelmektedir. Plastik deformasyonu gerçekleştiren işlemler, metalik malzemelerin yapısındaki nokta, çizgi ve yüzey hataları gibi yapı hataları ile gerçekleşir.
• Kayma
• İkizlenme
• Tane sınırları kayması
• Yayınma sürünmesi
Kayma
Kristal yapıdaki malzemelerde en önemli deformasyon mekanizması olan kayma atom düzlemlerinden birinin komşu atom düzlemi üzerinde kayması ile gerçekleşir. Kayma atom yoğunluğu en fazla olan düzlemlerde (kayma düzlemi) ve kayma düzlemi üzerinde atomların en sık bulundukları doğrultularda (kayma doğrultusunda) dislokasyonların hareketi ile meydana gelir.
Önerilen Makale: Çelik lama malzemeler ve uygulamaları hakkında detaylı bilgi almak için
çelik lama fiyatları sayfamızı ziyaret etmenizi tavsiye ederiz.
Kritik Kayma Gerilmesi
Bir atom düzlemi üzerinde kayma için gereken kayma gerilmesine kritik kayma gerilmesi denir. Kayma, kayma düzlemine etki eden kayma gerilmesi etkisi ile olur. Kayma için gerekli gerilme kayma açısı 45
o eşit olduğu zaman minimum seviyededir.
Kritik Kayma Gerilmesine Etki Eden Faktörler
• Kimyasal bileşim
• Dislokasyon yoğunluğu
• Sıcaklık
• Deformasyon hızı
Kimyasal Bileşim: Saf metallerde kalıntı elementlerin miktarı, alaşımlarda da alaşım elementlerinin miktarı kritik kayma gerilmesini etkiler. Saflığı azaltan kalıntı elementler, kristalin yapısının sertleşmesine sebep olur. Katı eriyik alaşımlarında eriyen ve eriten atomlar arasındaki çap farkı arttıkça, alaşımın bileşiminin kritik kayma gerilmesine etkisi daha fazla olmaktadır.
Dislokasyon Yoğunluğu: Sabit dislokasyon yoğunluğuna sahip bir kristalde, dislokasyonların birbirleri ile kalıntı element atomları, arayer atomları ve atom boşlukları gibi kristal hataları ile ilişkisi kristalin kritik kayma gerilmesini belirler. Kristalde yapı hatası yoğunluğu azaldıkça kritik kayma gerilmesi azalır, fakat kristal hataların yoğunluğu sıfır olduğunda yani yapı hatası olmadığında bu değer aniden yükselir. Kristal hatası olmayan bir malzemenin teorik mukavemetine çok yakındır.
Sıcaklık: Sıcaklığın kritik kayma gerilmesine etkisi, düşük sıcaklıklarda çok daha fazladır. HMK yapıdaki metallerin (Fe, W) bütün sıcaklıklardaki kritik kayma gerilmesi, YMK yapıdaki (Al) dan çok daha yüksek değerdedir.
Deformasyon hızı: Deformasyon hızı arttıkça kritik kayma gerilmesi artar.
İkizleme
Kaymanın kolaylıkla olmadığı durumlarda plastik deformasyona ikizlenme katkıda bulunur. İkizlenmenin oluşturduğu kristal yapı, başlangıçtaki yapının, ikiz düzlemi olarak adlandırılan düzleme göre simetriği durumundadır.
Tane Sınırlarının Kayması
Çok kristalli metalik malzemelerin yüksek sıcaklıklarda ve düşük deformasyon hızlarında plastik deformasyonu, tane sınırlarının kayması ve atomların yayınma ile yer değiştirmesi yani yayınma sürünmesi mekanizması ile olur.
Tane sınırlarının kayması ile taneler birbirine göre yer değiştirebilir. Bu olay, taneler yer değiştirirken tane sınırlarının birbiri ile uyum sağlayabilmesinin mümkün olduğu deformasyon şartlarında, yani yüksek sıcaklıklarda ve düşük deformasyon hızlarında olur.
Tane sınırı çekme ekseni ile 45o açı yaptığı zaman en fazla kayma olur. Saf metaller üzerinde düşük gerilmeler altında yapılan sürtünme deneylerinde toplam deformasyonun yaklaşık %30’unun tane sınırlarının kayması ile oluştuğu ve bu oranın uygulanan gerilme artırıldığında azaldığı belirlenmiştir.
Yayınma Sürünmesi
Çok kristalli malzemeler, deformasyon sıcaklığının ergime sıcaklığına yakın olduğu yüksek sıcaklıklarda ve düşük deformasyon hızlarında kaymadan çok atomların uygulanan gerilme yönünde yer değiştirmesi ile yani yayınma sürünmesi ile şekil değiştirebilirler. Yayınma sürünmesi kristal yapılı malzemelerde viskoz akış olarak ta isimlendirilir.
