ASTM C1161 Ortam Sıcaklığında İleri Seramiklerin Eğilme Mukavemeti için Standart Test Yöntemi

ASTM C1161 Ortam Sıcaklığında İleri Seramiklerin Eğilme Mukavemeti için Standart Test Yöntemi

Amerikan Test ve Malzeme Kuruluşu (ASTM) tarafından geliştirilen “ASTM C1161 Ortam sıcaklığında ileri seramiklerin eğilme mukavemeti için standart test yöntemi” standardında, gelişmiş seramik malzemelerin ortam sıcaklığındaki eğilme mukavemetinin belirlenmesine yönelik bir test yöntemi açıklanmaktadır. Standart içinde verilen şekilde gösterildiği gibi, öngörülen açıklıklara sahip dört nokta-1/4 nokta ve üç nokta yüklemeleri standarttır. Belirtilen kesit boyutlarına sahip dikdörtgen numuneler, öngörülen numune-fikstür kombinasyonlarında belirtilen özelliklerle kullanılır.

ASTM C1161 Ortam Sıcaklığında İleri Seramiklerin Eğilme Mukavemeti için Standart Test Yöntemi

Test numuneleri, 40 mm dış açıklıklı dört nokta veya üç nokta fikstürlerde test edilen 3 x 4 x 45 ila 50 mm boyutlarında olabilir. Alternatif olarak, bu boyutların yarısı veya iki katı olan test numuneleri ve fikstür açıklıkları kullanılabilir. Yöntem, işlenmiş veya pişirilmiş test numunelerinin test edilmesine izin verir. İşleme hazırlığı için çeşitli seçenekler dahildir: uygulamaya eşleştirilmiş işleme, alışılmış prosedür veya belirtilen standart prosedür. Bu yöntem, aparatı, numune gereksinimlerini, test prosedürünü, hesaplamaları ve raporlama gereksinimlerini açıklar. Test yöntemi monolitik veya partikül veya bıyık takviyeli seramiklere uygulanabilir. Camlar için de kullanılabilir. Bu standart sürekli elyaf takviyeli seramik kompozitler için geçerli değildir.

Bu test yöntemi, malzeme geliştirme, kalite kontrol, karakterizasyon ve tasarım verisi oluşturma amaçları için kullanılabilir. Bu test yöntemi, mukavemeti 50 MPa veya daha fazla olan seramiklerle kullanılmak üzere tasarlanmıştır.

Eğilme gerilimi, malzemenin izotropik ve homojen olduğu, çekme ve basınçtaki elastiklik modüllerinin aynı olduğu ve malzemenin doğrusal olarak elastik olduğu varsayımlarıyla basit kiriş teorisine dayanarak hesaplanır. Ortalama tane boyutu, kiriş kalınlığının ellide birinden büyük olmamalıdır. Standarttaki homojenlik ve izotropi varsayımı, bu testin sürekli elyaf takviyeli seramikler için kullanılmasını engeller.

Bir grup test numunesinin eğilme dayanımı, test prosedürü ile ilişkili çeşitli parametrelerden etkilenir. Bu faktörler arasında yükleme hızı, test ortamı, numune boyutu, numune hazırlama ve test fikstürleri bulunur. Numune boyutları ve fikstürler, pratik yapılandırmalar ve ortaya çıkan hatalar arasında bir denge sağlamak için seçilmiştir.

Kısaca bu standart, genellikle kırılgan olan ve süneklik eksikliği ve yüksek sertlik nedeniyle özel test yöntemleri gerektiren ileri seramik malzemelerin eğilme mukavemetini belirlemek için test prosedürleri sağlar.

Bu standardın amacı, monolitik gelişmiş seramiklerin kopma modülünü (eğilme mukavemeti) ölçme metodolojisini standart hale getirmektir. Bu standart, seramiklerin stres altındaki benzersiz mekanik davranışlarını, özellikle de kusurlara ve yüzey koşullarına olan duyarlılıklarını hesaba katmak için özel olarak tasarlanmıştır.

ASTM C1161 ortam sıcaklığında uygulanabilir ve yaygın olarak şunlar için kullanılır:

  • Kalite kontrolü
  • Araştırma ve geliştirme
  • Malzeme karşılaştırması
  • Yapısal seramik bileşenler için tasarım verisi üretimi

Bu standart, üç önerilen numune yapılandırmasını tanımlar:

  • Tip A: Genellikle dört noktalı testlerde kullanılan, açıklık-derinlik oranı 10:1 olan dikdörtgen çubuk.
  • Tip B: Genellikle üç noktalı bükme için kullanılan, açıklık-derinlik oranı 20:1 olan dikdörtgen çubuk.
  • Tip C: Daha küçük numuneler veya sınırlı malzeme bulunabilirliği için açıklık-derinlik oranı 10:1 olan daha kısa dikdörtgen çubuk.

Çubuklar, gerçek kullanım koşullarını simüle etmek ve yüzey kusuru hassasiyetini değerlendirmek için cilalı veya taşlanmış yüzeylerle test edilir.

ASTM C1161 standardı hem üç noktalı hem de dört noktalı eğilme test yöntemlerini ana hatları ile tanımlar:

  • Üç noktalı bükme: Numune iki noktadan desteklenir ve merkezden yüklenir. Tek bir merkezi konumda maksimum gerilim oluşturur.
  • Dört noktalı bükme: Numune iki dış noktadan desteklenir ve iki iç noktadan yüklenir. Bu yapılandırma, daha geniş bir alandaki ortalama mukavemeti değerlendirmeye yardımcı olan daha büyük bir sabit moment bölgesi sağlar.

Her iki yöntem de seramik çubuğun kırılma meydana gelene kadar sabit bir oranda yüklenmesini içerir. Eğilme mukavemeti, kırılma kuvvetinden, numune boyutlarından ve test yapılandırmasından hesaplanır.

Bu standartta değerlendirilen temel parametreler şunlardır:

  • Eğilme dayanımı (kırılma modülü): Bir malzemenin kırılmadan önce bükülme sırasında dayanabileceği maksimum gerilim.
  • Kırılma kökeni analizi: Malzemelerin kırılma yüzeylerinin incelenmesi genellikle kırılmanın başlangıç noktasını belirlemek için yapılır ve bu da malzeme kusurları veya zayıflıkları hakkında bilgi sağlar.

ASTM C1161 standardı, seramiklerin yapısal uygulamalarda kullanıldığı endüstrilerde hayati öneme sahiptir. Örneğin,

  • Havacılık (örneğin, türbin kanatları, termal bariyerler)
  • Tıbbi (örneğin, diş ve ortopedik implantlar)
  • Elektronik (örneğin, yalıtkanlar, alt tabakalar)
  • Otomotiv (örneğin, motor bileşenleri)

Tutarlı ve tekrarlanabilir bir test yöntemi kullanarak, mühendisler ve malzeme bilimcileri malzeme performansını güvenle karşılaştırabilir, üretim kalitesini izleyebilir ve tasarım varsayımlarını doğrulayabilir.

Özetle ASTM C1161 standardı, gelişmiş seramiklerin mekanik güvenilirliğini değerlendirmek için kritik bir temel sağlar.

Yıllardır çok geniş bir yelpazede gerçekleştirdiği test, ölçüm, analiz ve değerlendirme çalışmaları ile her sektörden işletmelere destek olmaya çalışan kuruluşumuz, bilim ve teknoloji alanında dünyada yaşanan gelişmeleri yakından takip eden ve sürekli kendini geliştiren güçlü bir çalışan kadrosuna sahiptir. Bu çerçevede işletmelere “ASTM C1161 Ortam sıcaklığında ileri seramiklerin eğilme mukavemeti için standart test yöntemi” standardına uygun test hizmetleri de verilmektedir.

WhatsApp