Genel Kimya

Metal Yorgunluğu Nedir? Metal Yorgunluğu Nasıl Gerçekleşir?

Yorulma kelimesi can­lılarda ve daha çok insanda bedenî veya zihnî olarak ortaya çıkan enerji ve işgücü kaybını akla ge­tirir. Beden veya zihnin haddinden fazla çalışması neticesinde kaslarda enerji kaybı veya zihnin bir ko­nuya teksifi azalmakta ve bu hâl yorulmanın belirtisi olarak karşımıza çıkmak­tadır. Halbuki benzer şe­kilde, metal malzemelerde de yorulma olayı kaçınılmazdır. Yorulmuş bir insan istirahat ederek ve gıda alarak yeniden enerji depolamak suretiyle eski gücüne, zindeliğine kavu­şur, hatta zihnî yorgunluk da bu şekilde giderilebilir. Buradan hareketle denile­bilir ki canlılardaki yorul­ma ve dinlenme kayıpsız bir devri-daimdir ve bu devri-daim geri dönüşlü (reversible)dür.

Benzer şekilde, metal malzemelerde de yorulma hâdisesi kaçınılmazdır. Ancak metal malzemelerde meydana gelen yorulma tam geri dönüşlü değildir. Yorulmaya başlamış bir metali, gerekli tedbir alınmaksızın, ne kadar süre çalışmadan bekletirseniz bekletiniz (dinlendiriniz), çok az miktarda kendini toplama hâli hariç tekrar çalışmaya başladığı andan itibaren yorulma kaldığı yerden devam edecektir.

Bir makine çok sayı­da hareketli parçalardan meydana gelir. Bu çok sayıdaki makine elemanı, in­san vücudundaki organla­ra benzer şekilde, uyum içerisinde çalışarak bir bütün olan makinenin vazifesini yerine getirmesini sağlar. Bir hareket, kuvvet veya moment iletmek suretiyle güç üretmesi veya enerji-hareket dönüşümünü meydana getirmesi düşünülen makina, dizayn edilirken her bir elemanı ayrı ayrı incelenir, üzerine gelen dış tesirler analiz edilir, malzemenin cinsi ona göre seçilir ve daha sonra ölçüleri belirlenmek üzere hesaplamalar yapı­lır. Dışarıdan gelebilecek darbeli yükler, düşük veya yüksek sıcaklık ve korozyon gibi dikkate alınan her türlü tesir, o makina elemanının boyutlandırılmasında hesabın içine soku­lur. Buradan hareketle her bir makina veya makina elemanına, dışarıdan gelen tesirler de dikkate alına­rak, bunu ortaya koyan mühendis veya konstrüktör tarafından bir ömür biçilir, eğer bu makinanın en önemli bir veya birden çok parçası hasara uğrarsa makina kendisi de bir bütün olarak ekonomik ömrünü tamamlamış sayılır. Bu hâdise canlılarda hayati or­ganların vazifesini yerine getirememe neticesi ortaya çıkan ölüm hadisesine oldukça benzemektedir.

Metallerde yorulma­nın ortaya çıkması için bazı şartların sağlanmış ol­ması gerekir. Şartlar olarak, metal malzemeden yapılmış bir makina elemanına tesir eden kuvvet­lerin şiddet veya uygula­ma şeklinin zamanla de­ğişmesi veya makina ele­manının dış yüzeyinde çekme gerilmesinin bulun­ması sayılabilir. Dış sathı düzgün olmayan ve ani kesit değişikliği ihtiva e-den makina elemanlarında yorulma ömrü daha kısa­dır. Makina elemanının üretiminden ileri gelen veya kullanma sırasında ortaya çıkan bir kılcal çatlağın, enine kesit boyunca ilerle­mesinden dolayı üzerine gelen kuvveti veya diğer dış tesirleri taşıyan kesit alanının küçülmesi so­nucu malzeme dış tesirleri taşıyamayarak ani olarak kırılır. Başlangıçta, üzeri­ne tesir eden dış kuvvetle­re karşı koyabilen makina elemanında belli bir süre sonra hiç beklenmedik bir tarzda, bir hasarın ortaya çıkması “yorulma” olarak adlandırılmıştır. Nasıl kalp krizi ve kanser gibi hastalıklar yüksek oranda insan ölümlerinin sebepleri, iseler, benzer şekilde, endüstrideki hasarların yaklaşık % 80-90’ına da metallerin yorulması sebep olmaktadır.

Metallerde yorulma hadisesi buharlı makina ve çok sayıda hareketli parça­dan ibaret makinaların ica­dı ve geniş bir alanda kul­lanılmaya başlanmasıyla ortaya çıkmıştır. Ve ilk de­fa 19. yüzyılın son çeyre­ğinde yorulma Almanya’­da ciddi olarak bir demir­yolu mühendisi tarafından incelenmiştir. Tren vagon akslarının ani olarak kırıl­masının sebebi araştırılır­ken metallerde yorulma­nın meydana geldiği or­taya çıkarılmıştır. Metal­lerde bu tür hasarın halen önemini koruması bu ko­nudaki araştırmaların de­vam etmesine sebep ol­maktadır. Basından sık duyulan uçak, gemi ve diğer bazı vasıta arızalarında meydana gelen ani hasar­ların başlıca sebebi yine yorulmadır.

Her bir malze­me cinsi ve çalışma şartla­rı için, yorulma deneyleri yapılarak, Wöhler eğrisi (gerilme-frekans eğrileri) çıkarılır. Böylece malze­meler için yorulma ömrü veya yorulmaya dayanma hususları önceden tespit edilebilmektedir.

Netice olarak denile­bilir ki nasıl her bir canlının doğması, bir müddet yaşaması ve ölmesi mu­kadder ise cansız olan me­tal malzemelerden yapılmış elemanların da bir ömrü mevcuttur. Ömrü dolduğunda hasara uğraması, -ölmesi- mukadderdir.

Yorulmuş bir insan istirahat ederek ve gıda alarak yeniden enerji depolamak sure­tiyle eski gücüne, zindeliğine kavuşur, hatta zihnî yorgunluk da bu şekilde giderilebilir. Ancak metal malzemelerde meydana gelen yorulma tam geri dönüşlü değildir. Yorul­maya başlamış bir metali, gerekli tedbir alınmaksızın, ne kadar süre çalışmadan bekletirseniz bekletiniz (dinlendiriniz), çok az miktarda kendini toplama hâli hariç tekrar çalışmaya başladığı andan itibaren yo­rulma kaldığı yerden devam edecektir.

İlgili Makaleler

Bir yanıt yazın

E-posta adresiniz yayınlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir

Başa dön tuşu