Yapı çeliklerinin kırılma tokluğunun saptanmasında yeni bir yöntemin geliştirilmesi

Abstract

Makine parçalarının yapımında kullanılan yapı çeliklerinin kırılma tokluğunun saptanması için ASTM E-399 standardı geliştirilmiştir. Bu standart, kırılma tokluğunu malzemenin diğer mekanik özellikleriyle bağlama imkânı vermez. Ayrıca, söz konusu standart uyarınca büyük boyutlu çatlaklı numuneler deney yapıldığından deney maliyeti yüksektir. Bu yetersizliklerin giderilmesi için J-İntegral, COD yöntemleri ve ASTM E-1921 standardı ?Master Curve Yaklaşımı? (MC) geliştirilmiştir. Ancak bu yöntemler de malzemenin kırılma doğasını açıklamaz ve yüksek tolerans gösterirler.Tez çalışmasında, kırılma tokluğunun doğasını açıklayan ve kırılma tokluğunu malzemenin diğer mekanik özellikleriyle bağlama imkânı sağlayan bir yöntem incelenmiştir. Bu yöntemin, 5 marka çelik üzerinde gerçekleştirilmiş olan araştırmalar yardımıyla geliştirilmesi amaçlanmıştır. Geliştirilen yöntem ASTM E-399 ve ASTM E-1921 standardına alternatif olarak sunulmuştur. Sayısal analizler, MATLAB programı üzerinde yapılmıştır.

ASTM E-399 standard was developed for the determination of fracture toughness of structural steels used in production machine components. This standard does not allow for linking the fracture toughness with other mechanical properties of materials. Large test specimen with cracks should be used according to ASTM E-399 standard, which increase the cost. J-Integral, COD and ASTM E-1921 standard (Master Curve concept) was developed to overcome the limitations of the ASTM E-399 standard. However these methods do not even explain the nature of fracture of materials and confers high tolerance.In this study, a method was investigated to explain the nature of fracture of materials and relate the basic mechanical characteristics of the materials with the fracture toughness. This method is develop by the researches carried out on 5 types of steels. Developed method has been presented as an alternative to ASTM E-399 and ASTM E-1921 standards. MATLAB software is used in numerical analysis.