Kırılma Tokluğu Testi (Fracture Toughness Testing) Nedir ve Nasıl Yapılır?

Kırılma tokluğu testleri (fracture toughness testing), bir malzemenin önceden var olan bir kusurun büyümesine veya yayılmasına direnme yeteneğini ölçer. Kusur; yorulma çatlağı, boşluk veya test malzemesindeki herhangi bir başka tutarsızlık şeklinde olabilir. Kırılma tokluğu testleri, önceden var olan bir çatlağa sahip bir test numunesinin işlenmesi ve ardından çatlağın büyümesine neden olan kuvvetleri deneyimlemesi için çatlağın her iki tarafına döngüsel olarak bir yük uygulayarak gerçekleştirilir. Döngüsel yük, numunenin çatlağı büyüyene kadar uygulanır. Kırılacak döngü sayısı kaydedilir ve malzemenin kırılma büyüme özelliklerini belirlemek için kullanılır.

Kırılma Tokluğu Testinin Amacı Nedir?

Kırılma tokluğu, önceden var olan bir çatlak veya kusurun büyümesine veya yayılmasına neden olan strestir. Kusurların varlığı tamamen önlenemediği için imalat endüstrisinde önemli bir malzeme özelliğidir. Kusur boyutunun, geometrisinin ve yüklemenin bir fonksiyonu olan gerilme yoğunluğu faktörü, bir malzemenin kırılma tokluğunu belirlemek için kullanılır.

Kırılma Tokluğu Testleri Türleri Nelerdir?

Kırılma tokluğu testlerinin çoğu için, çatlak ilerlemesi için üç farklı kırılma modu vardır. Mod 1, uygulanan yükün çatlak düzleminin normal yönünde olmasını gerektirir. Mod 2'de yük, çatlak düzleminin uzunluğu boyunca uygulanır. Son olarak, mod 3 için yük, çatlak düzleminin genişliği boyunca uygulanır. Genel olarak test numunesi için iki farklı konfigürasyon vardır: tek kenarlı çentikli eğme (üç nokta eğme) ve kompakt gerilim. Üç noktalı bir eğme numunesi, orta bölüm yükünün uygulandığı noktadan karşı tarafta orta kısımda yer alan ilk çatlağa sahiptir ve her bir uçta çatlakla aynı tarafta bulunan karşıt kuvvet noktaları bulunur. Kompakt bir gerilim numunesi yönlendirilir; böylece yük, çatlağın her iki tarafına, çatlağın genişliğini artıracak şekilde uygulanır.

Kırılma Tokluğu Testleri ile Test Edilen Malzeme Türleri Nelerdir?

Hemen hemen tüm imal edilen malzemeler farklı büyüklükte kusurlar veya çatlaklar içerecektir ve bu tutarsızlıklardan dolayı kırılma yaşayabilir ve kırılma ne zaman olursa, o malzemenin kırılma tokluğu sergilenecektir. Yaygın olarak kırılma tokluğu için test edilen malzemeler, yorulma testlerinde test edilenlere benzer ancak biraz farklı yönelimlere sahiptir. Bu malzemeler, diğerlerinin yanı sıra metaller, plastikler, seramikler ve kompozitler ile kusurlar içerebilen diğer birçok sert alt tabakayı içerir.

Kırılma Tokluğu Testlerinde Yaygın Olarak Hangi Standartlar Kullanılır?

ASTM D5045 Fracture Toughness and Strain Energy Release Rate of Plastic Materials

ASTM D5528 Interlaminar Fracture Toughness of Fiber-Reinforced Polymer Matrix Composites

ASTM D6068 J Integral Crack Growth Resistance Curves of Plastics

ASTM D6671 Interlaminar Fracture Toughness of Fiber Reinforced Polymer Matrix Composites

ASTM E1290 Fracture Toughness Test Equipment

ASTM E1457 Creep Crack Growth Metal Test Equipment

ASTM E1820 Fracture Toughness Test Equipment for Metals

ASTM E1922 Fracture Toughness Polymer Matrix Composites Notched Test Equipment

ASTM E399 Linear-Elastic Plane-Strain Fracture Toughness (K1c) Testing of Metallic Materials

ASTM E647 Fatigue Crack Growth Test Equipment

ASTM F2136 Crack Growth HDPE Resins NCLS Test Equipment

ISO 12108 Fatigue Crack Growth Method for Metallic Materials

ISO 12135 Quasistatic Fracture Toughness for Metallic Materials

ISO 13586 Fracture Toughness of Plastics by the Linear Elastic Fracture Mechanics Approach

ISO 15653 Quasistatic Fracture Toughness of Welds

ISO 15850 Tension-Tension Fatigue Crack Propagation Plastics Test Equipment

ISO 16241 Tensile Crack Growth Polyethylene Pipe Test Equipment BS| TestResources

ISO 18756 Flexure Test - Fracture Toughness of Monolithic Ceramics Surface Crack

ISO 22889 Resistance to Stable Crack Extension Using Specimens of Low Constraint for Metallic Materials

ISO 23146 Fine Advanced Fracture Toughness of Monolithic Ceramics - Single-Edge V-Notch Beam (SEVNB)

ISO 25217 Adhesive Fracture Energy of Structural Adhesive Joints

ISO 9017 Welds in Metallic Materials Fracture Test

Kırılma Tokluğu Testlerinin Yaygın Uygulama Alanları Nelerdir?

Yüksek Sıcaklıklarda Yorulma Çatlak Büyümesi

Yorulma Çatlak Büyüme Test Cihazları ve Aksesuarları

İleri Seramikler için Kırılma Tokluğu Test Cihazı

Kompozitler için Kırılma Tokluğu Test Ekipmanı

Plastikler için Kırılma Tokluğu Test Cihazları

Metalik Malzemeler için Kırılma Tokluğu Testi K1C

J-İntegral Kırılma Tokluğu Test Cihazı J1C

Metaller Çatlak Büyüme Düzlemsel Çift Eksenli Mod

Metaller Kırılma Tokluğu Testi

Değişken Genlik Yüklemeli Metaller Yorulma Çatlak Yayılma Testleri

Kırılma tokluğu testleri (fracture toughness testing) hakkında kafanıza takılan sorular ve merak ettikleriniz için hemen Malzeme Test ile iletişime geçin.

Kırılma Tokluğu Testleri (PDF)