Makine elemanlarında malzeme seçimi oldukça önemlidir Korozyon direnci yüksek malzemeler suya ve nemli ortamlara maruz kalan elemanlar için tercih edilmelidir Dayanıklı malzemeler seçilmeli, ayrıca elastikiyet modülü yüksek malzemeler tercih edilmelidir Kayma dayanımı da önemlidir Çeliklerde ısıl işlem kabiliyeti kritiktir ve maliyet de göz önünde bulundurulmalıdır Örnek olarak, otomobil motorları için korozyon direnci yüksek paslanmaz çelik, dişli tasarımı içinse dayanımı ve elastikiyet modülü yüksek bir çelik seçilmelidir Malzeme seçimi yapılırken kayma dayanımı, elastikiyet modülü, korozyon direnci ve dayanım gibi faktörlerin doğru bir şekilde göz önünde bulundurulması gerekmektedir

Makine elemanlarında malzeme seçimi, doğru çalışma ve uzun ömür için oldukça önemlidir. Malzeme seçimi sürecinde, birçok kriter göz önünde bulundurulmalıdır. Örneğin, korozyon direnci yüksek malzemeler suya ve nemli ortamlara maruz kalan elemanlar için tercih edilmelidir. Bu sayede, elemanların ömrü uzatılabilir. Dayanım da diğer önemli bir kriterdir. Elemanlar sürekli yük altında kalabileceğinden, dayanıklı malzemeler seçilmelidir. Ayrıca, elastikiyet modülü yüksek malzemelerin kullanımı doğru tasarımı sağlar. Kayma dayanımı da sürtünme kuvvetlerine karşı dayanıklılığı gösterir. Makine elemanlarında kullanılan çelikler için ısıl işlem kabiliyeti önemlidir. Son olarak, malzeme seçimi sürecinde maliyet de göz önünde bulundurulmalıdır. Düşük maliyetli malzemeler uygun olmadığında daha pahalıya mal olabilirler.

Örnek olarak, otomobil motoru için korozyon direnci yüksek paslanmaz çelik tercih edilmelidir. Dişli tasarımı içinse, dayanımı ve elastikiyet modülü yüksek bir çelik seçilmelidir. Her bir kriterin doğru bir şekilde göz önünde bulundurulması, doğru malzeme seçimini sağlayacaktır.

Korozyon Direnci

Makine elemanlarının maruz kaldığı ortamda korozyon oluşması, elemanların ömrünü ciddi şekilde kısaltabilir. Bu nedenle, korozyon direnci yüksek malzemeler seçilerek bu sorunun önüne geçebilir. Özellikle suya ve nemli ortamlara maruz kalan makine elemanları, korozyona karşı daha hassastır. Bu sebeple, bu tür elemanlarda korozyon direnci çok daha önemli bir kriter olarak değerlendirilmelidir.

Bazı malzemelerin korozyon direnci, diğerlerine göre daha yüksektir. Örneğin, paslanmaz çelik korozyona karşı son derece dirençlidir ve bu nedenle sıkça tercih edilen bir malzemedir. Benzer şekilde, alüminyum ve bakır gibi diğer malzemeler de yüksek korozyon direncine sahiptir.

Ayrıca, korozyon direnci artırmak için farklı kaplama yöntemleri de kullanılabilir. Bu yöntemler arasında sıcak daldırma galvanizleme, elektro kaplama ve boyama gibi çeşitli seçenekler bulunmaktadır. Bu kaplama yöntemleri kullanılarak, korozyona karşı daha dayanıklı bir yüzey elde edilebilir.

Dayanım

Makine elemanları, uzun süre boyunca ağır yük altında çalışırken dayanıklılıklarını korumaları için malzeme seçimi oldukça önemlidir. Malzemesi dayanıklı olan elemanlar, uzun ömürlü ve güvenilir bir şekilde çalışabilirler. Dayanım kriteri, makine elemanları tasarlanırken göz önünde bulundurulması gereken en önemli faktörlerdendir.

Dayanım değeri, elemanın ağır yükler altındayken ne kadar dayanıklı olduğunu gösterir. Bu değer malzemenin elastikiyet modülü, kayma dayanımı ve sertliği gibi birçok faktöre bağlıdır. Genellikle, yüksek karbonlu çelikler, dayanım kriterlerini karşılayabilecek özelliklere sahiptir.

Bununla birlikte, dayanımın sadece elemanın işlevsel ömrünü değil, aynı zamanda maliyetini de etkilediği unutulmamalıdır. Bazı durumlarda, daha düşük dayanım değerine sahip malzemelerin seçimi daha mantıklı olabilir, özellikle de elemanın düşük yükler altında çalışacaksa.

Elastikiyet Modülü

Elastikiyet modülü, bir malzemenin bir yük altında ne kadar deforme olduğunu gösteren bir özelliktir. Bu özellik, makine elemanlarının tasarımında oldukça önemlidir çünkü elemanların doğru bir şekilde çalışabilmesi için malzemenin belirli bir elastikiyet modülüne sahip olması gereklidir. Malzeme seçiminde yüksek elastikiyet modülüne sahip malzemeler tercih edilmelidir. Bazı malzemelerin elastikiyet modülü, plastik deformasyon ve sıcaklık değişimleri gibi faktörlerden etkilenebilir. Bu nedenle, seçilecek malzemenin bu faktörlere dirençli olması da önemlidir.

Bir örnek olarak, bir makine elemanı olarak kullanılan vidaların elastikiyet modülü yüksek bir malzemeden yapılması gereklidir. Çok düşük bir elastikiyet modülüne sahip bir malzeme ile yapılan vidalar, yüksek yükler altında deforme olabilirler ve işlevlerini yerine getiremezler. Bu nedenle, elastikiyet modülü yüksek bir malzeme seçimi, güvenilir bir makine elemanı tasarımı için gereklidir.

Kayma Dayanımı

Kayma dayanımı, makine elemanlarında yüksek sürtünme kuvvetleri olduğunda malzemenin kaydırma kuvvetlerine karşı ne kadar dirençli olduğunu gösterir. Bu özellik, özellikle dişliler, yataklar ve mil yataklarının tasarımında önemlidir. Kayma dayanımı yüksek malzemeler, sürtünme kuvvetlerine karşı dirençli olacakları için bu elemanların ömrünü artırır. Kayma direnci, malzeme özellikleri ve şekli, yüzey pürüzlülüğü, yağlama ve sıcaklık gibi faktörlere bağlı olarak değişebilir.

Kayma dayanımı yüksek malzemeler arasında çelikler, bakır alaşımları ve bazı plastikler yer alır. Çeliklerde, kayma dayanımı karbon içeriğine, sertleştirme ve ısıl işlem özelliklerine bağlı olarak değişebilir. Bakır alaşımlarında kayma direnci, nikel, silisyum ve magnezyum gibi diğer elementlerle alaşımlanarak artırılabilir. Yüksek mukavemetli plastikler genellikle kayma dayanımı yüksek olan malzemeler arasındadır.

Malzeme	Kayma Dayanımı (MPa)
Çelik (S235)	55
Bakır (C11000)	20
Dökme Demir (GGG50)	40
Poliakril Nitril (PAN)	72

Bu tabloda, farklı malzemelerin kayma dayanımı değerleri verilmiştir. Tabloda açıkça görüldüğü gibi, PAN plastikleri en yüksek kayma dayanımına sahiptir. Ancak, malzeme seçimi yapılırken sadece kayma dayanımı değil diğer kriterler de göz önünde bulundurulmalıdır.

Isıl İşlem Kabiliyeti

Isıl işlem, malzemelerin yapılarını ve özelliklerini değiştirmek için kullanılan bir yöntemdir. Makine elemanlarında kullanılan çelikler için ısıl işlem kabiliyeti oldukça önemlidir. Isıl işlem yapılarak çeliklerin sertleştirilmesi, yumuşatılması ve diğer özelliklerinin iyileştirilmesi amaçlanır. Bu işlem sayesinde çeliklerin dayanımı artırılabilir ve malzemelerin ömürleri uzatılabilir.

Isıl işlemin hangi çeliklerde uygulanacağına karar vermek için, öncelikle çeliklerin kimyasal bileşimi ve mekanik özellikleri dikkatle incelenmelidir. Hangi işlemi yapılacaksa, çeliklerin bu işleme uygun olması gerekmektedir. Isıl işlem sırasında kontrol edilmesi gereken parametreler arasında sıcaklık, süre ve soğutma hızı yer alır.

• Sertleştirme: Çeliklerin dayanımını artırmak için kullanılan bir yöntemdir. Yüksek sıcaklıklarda ısıtılan çeliklerin daha sonra hızlı bir şekilde soğutulmasıyla yapılır. Bu işlem sonrasında çelikler daha sert ve dayanıklı hale gelir.
• Yumuşatma: Sertleştirme işlemi sonrasında çelikler çok sert hale gelebilirler. Bu durumda, çeliklerin tekrar ısıtılması ve daha yavaş bir şekilde soğutulmasıyla yapılır. Bu işlem sonrasında çelikler daha yumuşak ve işlenebilir hale gelir.
• Tavlama: Çeliklerin içerisindeki gerilimleri azaltmak ve özelliklerini iyileştirmek için kullanılır. Düşük sıcaklıklarda ısıtılan çelikler daha sonra yavaş bir şekilde soğutulurlar.

Maliyet

Makine elemanları için malzeme seçimi yaparken maliyet kriteri de mutlaka göz önünde bulundurulmalıdır. Düşük maliyetli malzemeler tercih edildiğinde, bütçe dostu bir tasarım elde edilebilir. Ancak, malzeme seçiminde sadece maliyeti düşük olan malzemelerin tercih edilmesi uygun olmayabilir. Örneğin, bir makine elemanında yüksek dayanım gerektiğinde, düşük maliyetli bir malzemenin tercih edilmesi daha sonra ciddi sorunlara neden olabilir. Ayrıca, malzemenin kullanım alanına uygunluk da dikkate alınmalıdır. Çok düşük maliyetli malzemelerin kalitesiz olması da söz konusu olabilir. Dolayısıyla, maliyet kriteri her zaman diğer kriterlerle birlikte ele alınarak malzeme seçimi yapılmalıdır.

Örnekler

Makine elemanlarında malzeme seçiminde örnekler, kriterlerin uygulanmasını daha iyi anlamamıza yardımcı olabilir. Örneğin, bir otomobil motorunda korozyon direnci yüksek bir malzeme olan paslanmaz çelik kullanılmalıdır. Bu sayede motorun ömrü uzatılabilir ve yüksek sıcaklıklara maruz kalmaya dayanıklı hale getirilebilir.

Bir dişli tasarımında ise dayanım ve elastikiyet modülü yüksek bir çelik kullanılmalıdır. Bu şekilde dişli güçlü bir şekilde çalışabilir ve yüksek yükler altında daha uzun ömürlü olabilir. Birden fazla malzeme özelliklerinin bir araya getirilmesi de gerekebilir. Örneğin, bir pistonun imalatında yüksek dayanım ve yüksek ısıl işlem kabiliyetine sahip çelikler tercih edilir. Bu sayede, yüksek sıcaklıklara maruz kalmaya dayanıklı hale getirilebilir ve uzun ömürlü bir tasarım sağlanabilir.

Malzemelerin özelliklerine bağlı olarak doğru seçimler yaparak, makine elemanlarının dayanıklılığı, performansı ve ömrü artırılabilir.