Derin Çekme Deneyi veya Erichsen Çökertme deneyi

1-      DENEYİN ADI:

Derin Çekme Deneyi veya Erichsen Çökertme deneyi

2-      DENEYİN AMACI:

Metalik sac ve bantların plastik şekil değiştirme yeterliliğini tayin etmeye yarayan bir deneydir.

3-      TEORİK BİLGİ:

Derin çekme deneyi sacların şekillenirilme sırasındaki davranışlarını incelemek amacıyla uygulanır.Özellikle şekillendirilecek malzemelerde kullanılır. Deney belirli bir çaptaki küresel uçlu bir zımba yardımı ile tutucu bir çember ve kalıp ile numunenin zorlanmasından ibarettir. Üst ve alt çenelerin hareketleri bu çeneler arasına sıkıştırılan sac malzemeyi şekil değişikliğine zorlar . Deney cihazı genel olarak numuneyi tespit etmek için tutucu bir çember ve kalıp ile numuneyi kalıbın içine doğru zorlayan bilye veya küresel uçlu bir zımbadan ibarettir.

                    

·         Sınır çekme oranı: Tabanda oluşabilecek en küçük D çapının ölçülebilecek en küçük d çapına oranıdır.(D/d)

·         Batma derinliği: Bilaynın numune içinde aldığı yolu ifade eder.(mm)

·         Makroskobik inceleme: Göz veya elle yapılır.oluşacak şekil üzerinde el veya göz ile makroskobik ölçüm yapılır.Çatlak oluşmadan önce cihaz durudurulmalıdır.Malzeme herhangi bir deformasyon olmamalıdır.Makroskobik inceleme sonucunda;

ü  Yüzey pürüzlü ise; kaba taneli malzemedir.

ü  Yüzey pürüzsüz ise; ince taneli malzemedir.

Kayma düzlemlerinin çok olmasından dolayı ince taneli malzemeler daha kolay şekil alabilirler.Derin çekilebilme için sünek malzeme istenir.

TS EN ISO 20482’ye göre test edilir.0,1-2 mm arası saç malzemeler derin çekilebilirler.

Deneye tabi tutulacak numuneler düzgün kıvrıntısız olmalıdır. Normal hallerde numuneler deney yapmak üzere hazırlanır. Deneyden önce numunenin düzeltmek amacıyla sıcak veya soğuk işleme tabi tutulması gerekir. Numune kenarlarında çapak vs gibi hatalar bulunmamalıdır. Deneyde kullanılan numuneler temsil ettiği saç veya bantların kalınlık ve genişliğine bağlı olarak boyutlandırılır.

4-      NUMUNE TANIMI:

TS EN ISO 20482 ye uygun hazırlanmış numune kullanılmıştır.                                    

5-      KULLANILAN CİHAZ ve DONANIMLAR:

Deyende derin çekme cıhazı, galvanizli çelik numune ve bakır numune kullanılmıştır. Deney cihazı genel olarak numuneyi tespit etmek için tutucu bir çember ve kalıp ile numuneyi kalıbın içine doğru zorlayan bilye veya küresel uçlu bir zımbadan ibarettir.Deney cihazında kalıp, tutucu çember ve küresel uçlu zımba yeteri sağlamlıkta yapılmalı ve deney esnasında sonuçlara etki edecek şekilde biçim değişimine uğramamalıdır.                                   

6-      REFERANS STANDARTLAR ve MALZEMELER:

Standarda göre(TS EN ISO 20482) ,1-2 mm saç malzemeler derin çekilebibilir.

7-      DENEYİN YAPILIŞI:

Genel olarak Derin çekme Deneyinde; Deneye tabi tutulacak numune kalınlığı 0,01 mm duyarlılıkta tespit edilir. Numune kalınlığına göre kalıp seçimi yapılır. Numune kalıp ve tutucu çember arasına 500-1000 kg’lık bir kuvvetle sıkıştırılır. 0,2-0,3 mm gibi ince malzemelerin sıkıştırma kuvveti en az 1000 kg olmalıdır. Yerleştirme esnasında çökertmenin yapılacağı bölgenin merkezi numune kenarlarından eşit uzaklıkta olmalıdır. Küresel uçlu zımba 5-20 mm/dak.’lık düzenli bir hızda ilerletilerek numune üzerine bastırılır. Numunenin yırtılması anında zımbanın meydana getirdiği derinlik 0,1 mm duyarlılıkta ölçülür ve Erichsen çökeltme değeri bulunmuş olur.

Çökertilen kısmın derinliğini ölçmeye esas olan en son durum yırtılma halinin başlangıcı olan andır ki numunenin bütün kalınlığı boyunca bir çatlağın görüldüğü ve bu çatlağın bir kısmından ışığın geçmesine imkan verecek kadar Açıldığı zaman olarak tarif edilebilir. Genel olarak numunenin yırtılma durumunun başlaması ile karşı koyduğu basma kuvvetinde bir düşme olur.

Deneyimizde;

Numune olarak galvanizli sac ve bakır sac kullanıldı. Öncelikle Bakır saç malzemesi deney cihazına standartlara uygun şekilde yerleştirildi. Daha sonra çenenin sabit bir hızla hareketi sağlandı. Kullandığımız bakır sacın öncelikle bir mikrometre yardımıyla kalınlığı ölçüldü ve 0,48 mm olduğu belirendi.Cihaz üzerindeki dijital skalalardan batma derinliği (mm), şekillendirme kuvveti (kN) ve  sıkıştırma kuvveti (kN) değerleri okundu ve bunlar not edildi. Aynı şekilde cihaz üzerindeki anolog göstergeden de şekillendirme kuvveti (kN) okunur ve ibrenin sabit kalması maksimum kuvvetin uygulandığı anlamına gelir yük kaldırılır. İbrenin geri hareketi numunede hasar oluştuğunun göstergesidir. Malzeme tamamen yırtılmadan çatlak ilerlemesi evresinde yük kaldırılmalıdır. Bakır numune için cihazdan okunan değerlerden bir tablo yapıldı.             

Batma Kalınlığı(mm)	Kuvvet KN	Batma Kalınlığı(mm)	Kuvvet     KN
1	0,5	5,5	2,6
1,5	0,6	6	2,9
2	0,7	6,5	3,2
2,5	0,9	7	3,6
3	1,2	7,5	4
3,5	1,3	8	4,4
4	1,6	8,5	4,7
4,5	1,9	9	5
5	2,1

Sonuç olarak Kaba taneli olan metallerin ve gevrek davranış gösteren metallerin denirn çekme sonunda yüzeylerinin daha pürüzlü olduğu görülmektedir.

8-KAYNAKLAR:

¨Malzeme Bilimi ve Mühendisliği William F. Smith

¨Ahmet Sağın Mekanik Metalürji Ders Notları(YTÜ)

¨“Mekanik Muayeneler Deney Föyleri”, Y.T.Ü. Kimya-Metalurji Fakültesi Metalurji ve Malzeme Mühendisliği, İstanbul, 2002

¨Prof.Dr Ahmet Çetin Can “ Tasarımcı Mühendisler için Malzeme Bilgisi“