b - Yrd. Doç. Dr. Muhammed Bora AKIN

ÇANKIRI KARATEKİN ÜNİVERSİTESİ
MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ
Kimya Mühendisliği Bölümü
Malzeme Bilimi – (A) – Ara Sınav 2 – 75 dakika – 02.05.2016
Adı Soyadı:
Numarası:
1 (25P)
2 (25P)
İmza:
3 (25P)
4 (25P)
Toplam
Puan Tablosu
SORU 3 (25P) 10 mm çapında ve 380 mm uzunluğunda silindirik bir çubuk çekme yüküne tabi tutulacaktır.
24500 N’luk yük altında plastik deformasyona uğramaması ve uzamanın 1,1 mm’yi aşması istenmemektedir.
Bunun için aşağıdaki tabloda sıralanan dört metal ve alaşımlardan hangisi veya hangileri uygundur. Yapılacak
seçime ait işlemleri belirtiniz.
Malzeme
Alüminyum alaşımı
Pirinç alaşımı
Bakır
Çelik alaşımı
SORU 1 (25P) Aşağıdaki düzlemleri ilgili koordinat düzleminde gösteriniz ve her noktanın koordinatlarını
yazınız.
a) (1 2 1 1)
Elastiklik
Modülü (GPa)
70
100
110
207
Akma Dayanımı
(MPa)
255
345
250
450
Çekme Dayanımı
(MPa)
420
420
290
550
b) (2 1 2)
b)
a)
İstenen malzemenin özellikleri hesaplandığında, çekme dayanımı 312,102 MPa olduğundan 3 numaralı
bakır malzeme uygun değildir. Elastiklik modülü hesaplandığında 107,817 GPa olduğu görülmektedir.
1, 2 ve 3 numaralı malzeme uygun değildir. 4 numaralı çelik alaşım malzeme uygundur.
y
00
1 00 0
SORU 4 (25P) Bakır ve nikelden oluşan bir alaşımda bazı hesaplamalar yapılacaktır. Alaşım üretilirken 16 kg
bakır ve 4 kg nikel kullanılmıştır. Aşağıdaki hesaplamaları yapınız. (Hesaplamalarda hassasiyet virgülden
sonra 3 hane olmalıdır.)
1
2
x
1
00
2
0 010
01 0
000
ℎ
SORU 2 (25P) Aşağıdaki tabloda bir çelik numune üzerinden ölçülen RSD-B değerleri
Ortalama ve
0 0verilmiştir.
0
standart sapma sertlik değerlerini hesaplayınız.
83,3
88,3
82,8
86,2
87,2
a)
b)
c)
d)
80,7
84,7
87,8
83,5
85,5
86,4
85,2
86,9
84,4
86,3
Alaşımı oluşturan elementlerin ağırlık oranı yüzdesi
Alaşımı oluşturan elementlerin atom yüzdesi
Alaşım yoğunluğu
Alaşımın atom ağırlığı
Element
Simge
Atom
Numarası
Bakır
Nikel
Cu
Ni
29
28
Atom
Ağırlığı
(g/mol)
63,55
58,71
Yoğunluk
(g/cm³)
8,95
8,90
Çözüm
a)
b)
c)
d)
Cu 80,000 Ağ. % - Ni 20,000 Ağ.%
Cu 78,702 Atom % - Ni 21,298 Atom %
Alaşım yoğunluğu 8,939 g/cm³
Alaşımın atom ağ. 62,519 g/mol
ÇÖZÜM: Ortalama= 85,28 Standart sapma=2,075435
Başarılar dilerim.
Yrd. Doç. Dr. Muhammed Bora AKIN
ÇANKIRI KARATEKİN ÜNİVERSİTESİ
MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ
Kimya Mühendisliği Bölümü
Malzeme Bilimi – (B) – Ara Sınav 2 – 75 dakika – 02.05.2016
Adı Soyadı:
Numarası:
1 (25P)
SORU 3 (25P) 10 mm çapında ve 280 mm uzunluğunda silindirik bir çubuk çekme yüküne tabi tutulacaktır.
32500 N’luk yük altında plastik deformasyona uğramaması ve uzamanın 1,1 mm’yi aşması istenmemektedir.
Bunun için aşağıdaki tabloda sıralanan dört metal ve alaşımlardan hangisi veya hangileri uygundur. Yapılacak
seçime ait işlemleri belirtiniz.
İmza:
2 (25P)
3 (25P)
4 (25P)
Toplam
Puan Tablosu
Malzeme
Alüminyum alaşımı
Pirinç alaşımı
Bakır
Çelik alaşımı
SORU 1 (25P) Aşağıdaki düzlemleri ilgili koordinat düzleminde gösteriniz ve her noktanın koordinatlarını
yazınız.
a) (1 2 1 1 )
b) (2 1 2 )
000
b)
a)
y
0 10
00 0
1
00
2
00
Elastiklik
Modülü (GPa)
70
100
110
207
İstenen malzemenin özelliklerin hesapladığımızda; Çekme dayanımı 414,0127 MPa olduğundan uygun
olan malzemeler 1, 2 ve 4 tür. Daha sonra elastiklik modülü hesaplandığında 105,3851 GPa olduğu
görülmektedir. Bu durumda sadece istenen malzeme özelliklerine 4 numaralı Çelik alaşım uygun
olacaktır.
1
2
x
e)
f)
g)
h)
Alaşımı oluşturan elementlerin ağırlık oranı yüzdesi
Alaşımı oluşturan elementlerin atom yüzdesi
Alaşım yoğunluğu
Alaşımın atom ağırlığı
0 010
ℎ
SORU 2 (25P) Aşağıdaki tabloda bir çelik numune üzerinden ölçülen RSD-B değerleri verilmiştir. Ortalama ve
standart sapma sertlik değerlerini hesaplayınız.
ÇÖZÜM: Ortalama= 84,273 Standart sapma=2,509
83,7
88,8
87,8
86,4
82,4
82,8
80,7
83,5
85,2
82,2
Çekme Dayanımı
(MPa)
420
420
290
550
SORU 4 (25P) Bakır ve nikelden oluşan bir alaşımda bazı hesaplamalar yapılacaktır. Alaşım üretilirken 6 kg
bakır ve 14 kg nikel kullanılmıştır. Aşağıdaki hesaplamaları yapınız. (Hesaplamalarda hassasiyet virgülden
sonra 3 hane olmalıdır.)
1 00 0
83,3
80,2
84,7
85,5
86,9
Akma Dayanımı
(MPa)
255
345
250
450
Element
Simge
Atom
Numarası
Bakır
Nikel
Cu
Ni
29
28
Atom
Ağırlığı
(g/mol)
63,55
58,71
Yoğunluk
(g/cm³)
8,95
8,90
Çözüm
e)
f)
g)
h)
Cu 30,000 Ağ. % - Ni 70,000 Ağ.%
Cu 28,363 Atom % - Ni 71,637 Atom %
Alaşım yoğunluğu 8,915 g/cm³
Alaşımın atom ağ. 60,083 g/mol
Başarılar dilerim.
Yrd. Doç. Dr. Muhammed Bora AKIN