Metal ,Yüksek elektrik ve ısı iletkenliği, kendine ait parlaklığı olan, şekillendirmeye yatkın, katyon oluşturma eğilimi yüksek, oksijenle birleşerek çoğunlukla bazik oksitler veren elementler Metaller, kendi aralarında: soy metaller (altın, gümüş,platin gibi) ve soy olmayan metaller (demir, çinko, aliminyum gibi) şeklinde sınıflara ayrılabilir.
Yapı işlerinde mekanik tasarımda metaller ve metal alaşımları oldukça çok tercih edilen yapı malzemeleri arasındadır. genellikle de metaller, kuvvet taşıyan yapılarda yaygın olarak kullanılmaktadır. Bu açıdan metal malzemelerin mekanik özelliklerini bilmiş olmak önemli bir yere sahiptir. Metal malzemelerin mekanik yükler altında gösterdiği davranış şekillerine mekanik özellikler adını almaktadır. Mekanik özellikler ise, genelde metali oluşturan atomlar arası bağ gücünden kaynaklanmaktadır. Fakat bunun yanı sıra metal malzemenin iç yapısının da etkisi de yüksek yerdedir. Metallerin iç yapıları değiştirilmiş olarak aynı malzemeye farklı mekanik özellikler kazandırılmaya yönelik olmaktadır. Metallerin mekanik özellikleri, farklı yükleme koşullarına farklı test yöntemleri ile tespit edilmektedir.
Metallerin gerilme özellikleri, uygulanan bir gücün birim alana düşen kuvvete göre değişmektedir. Kuvvet eğer dik ise ve metalin uzamasına ya da kısalmasını ortaya çıkartıyorsa buna normal gerilme adı verilmektedir. Fakat kuvvet eğer kesit içinde ise ve metalde bir açı değişimine sebep oluyorsa, buna kayma gerilmesi denmektedir. Metal mazlemelere uygulanan güçler her zaman normal veya kayma gerilmelerine neden olabilir.
Metallerin genel özellikleri
- Parlaktırlar
- Isı ve elektriği iyi iletirler
- Tel ve levha haline getirilebilirler
- Oda koşullarında (civa hariç) katıdırlar
- Serbest halde tek atomlu olarak bulunurlar
- Bileşiklerinde yalnız pozitif değerlik alırlar
- Genellikle oksitlerinin sulu çözeltisi baz özelliği gösterir
- Kendi aralarında bileşik oluşturamazlar Alaşım denilen homojen karışımları oluştururlar
- Pirinç (Zn+Cu), Lehim (Pb+Sn) gibi
Yapı malzemelerinde dikkate en çok alınan özellikler, bu malzemelerin ne ölçüde şekil değiştirme gösterdikleri ve ne kadar dayanıklı olduklarıdır. Metal malzemelerin şekil değiştirme ve dayanım özelliklerini tespit etmek için başvurulan test yöntemi, çekme testleri olmaktadır. Test sırasında uygulanan güç, malzeme kopana kadar yükseltilmiş olur. Bu sırada metal malzemedeki değişimler sürekli kayıt altına alınır. Bir başka test ise basma testleridir. Metal malzeme basma şeklinde bir yüke maruz kalmış oluyorsa, bu durumda malzemenin baskı yükü altında şekil değiştirme ve dayanım özellikleri tespit edilir. Buradaki testler çekme testleri ile benzerlik gösterir.
Sertlik testlerinde, bir metal malzemenin yüzeyine batırılan sert bir cisme karşı ne kadar direnç gösterdiği tespit edilir. Metal malzemelerin sertlik değerleri, doğrudan malzemelerin dayanımları ile ilgilidir ve büyük önem taşır. Tahribatsız bir test yöntemi olan bu testler batıcı ucun şekline ve uygulanan kuvvete göre farklı yöntemlerle yapılır (Brinell, Vickers veya Rockwell sertlik ölçme yöntemi gibi).
Çentik darbe testleri, metal malzemeleri gevrek davranmaya yönelten koşullar altında malzemenin dinamik tokluğunu ölçmek için uygulanmaktadır. Bu koşullar üç eksenli yükleme hali, düşük sıcaklıkta zorlama ve ani darbe durumlarıdır.
Metal malzemelerde karşılaşılan bir durum da yorulma hasarıdır. Bu hasar, metal malzemelerin çekme dayanımlarına göre daha düşük tekrarlı gerilmelerin etkisinde, belli bir süre sonrası kırılmaları ile oluşan hasardır. Bu durum yorulma testleri ile ortaya konmaktadır.
Günümüzde yapı sektöründe kullanılan metal mazlemelerin kullanım alanları ve özellikleri, yetkili test ve muayene kuruluşları tarafından, ilgili yasal düzenlemelere ve yerli ve yabancı kuruluşlar tarafından yayınlanan standartlara uygun şekilde gerçekleştirilmektedir. Bu testler sırasında esas alınan birkaç standart şunlardır:
- TS EN ISO 8491 Metalik malzemeler - Boru (tam kesitte) - Eğme deneyi
- TS EN ISO 6892-1 Metalik malzemeler - Çekme deneyi - Bölüm 1: Ortam sıcaklığında deney metodu
- TS EN ISO 6892-2 ... Bölüm 2: Yüksek sıcaklıkta deney metodu
- TS EN ISO 6892-3 ... Bölüm 3: Düşük sıcaklıktaki deney yöntemi
- TS EN ISO 6507-1 Metalik malzemeler - Vickers sertlik deneyi - Bölüm 1: Deney metodu
- TS EN ISO 6507-4 ... Bölüm 4: Çizelgeler ve sertlik değerleri
