Hasar; bir yapının veya yapı elemanının kendisinden beklenen işlevleri yerine getiremez hale gelmesidir. Bir elemanda hasar, yapının tasarım, imalat, montaj ve işletme safhalarının birinde yapılan teknolojik hata nedeniyle ortaya çıkar. Hasar analizi; bir parçanın veya sistemin hasara uğrama nedenini ve hasarın karakterizasyonunu belirlemede kullanılan bir yöntemdir. Genellikle hasar analizinin yapılmasındaki genel amaç benzer hasarın tekrarını önlemektir. Günümüz teknolojisinde hasar analizi ve önlenmesi mühendislik dallarının tümünün ilgi alanına girmiştir.

Hasar analizi arıza mekanizmasının kök nedenini belirleyerek, tekrar eden vakaları engellemek için önleyici tedbirler sunar. Üretici veya işletmeci olmanız fark etmeksizin, hasarların neden olduğu aksaklık sürecinizi ve karlılığınızı etkileyebilir. En kötü ihtimallere bakıldığında ise hasarlar çalışanlar, toplum ve çevre için risk oluşturabilir. Bu durum, marka itibarınızın zarar görmesine ve hukuki davalara neden olabilir.

Genellikle imalat, metalürji, maden ve kimya sanayilerinde sıkça karşılaşılan hasar nedenleri Tablo 1’de verilmektedir

1. Numunelerin seçimi
2. Numunelerin gözle incelenmesi ve ön temizleme  
3. Hasar hakkındaki bilgiler
4. Hasar anındaki servis koşulları
5. Hasara uğrayan parçanın geçmişi ile ilgili servis kayıtları
6. Parçanın kimyasal bileşimi ve mekanik özellikleri
7. Hasarlı parçanın mekanik ve metalürjik inceleme sonuçları
8. Hasarın sebep ve mekanizmasının tespiti

İş makinesi kepçe dişlisi hasar analizinde hatalı aşamanın ısıl işlem olduğu tespit edildi. Aşağıdaki resimlerde iki farkı ısıl işlem firmasının aynı parçaya uyguladığı ısıl işlemin neticesi görülmektedir. Isıl işlem prosesi doğru olduğunda parça sünek, hatalı olduğunda gevrek kırılmaktadır ve direkt olarak bu durum kepçe dişlisinin ömrünü belirlemektedir. Aşağıda gevrek ve sünek olarak kırılan malzemelerin sem de çekilmiş görüntüleri yer almaktadır.

         Resim 1 : Hatalı ısıl işlem sonucu gevrek kırılma görüntüsü

         Resim 2 : Hatalı ısıl işlem sonucu gevrek ve sünek kırılma görüntüsü

       Resim 3 :Doğru ısıl işlem sonucu sünek ve gevrek kırılma görüntüsü

        Resim 4 :Doğru ısıl işlem sonucu sünek kırılma görüntüsü

Her türlü taramalı elektron mikroskobu ile bu çalışmayı yapmak mümkün olmakta beraber büyük tip sem cihazları gerek maliyetleri gerekse kullanımlarının zahmetli olması açısından yeni arayışlara  kapı aralamıştır. Bu bağlamda masa tipi elektron mikroskopları hem sanayi kuruluşlarının hem de üniversitelerin mercek altına aldığı, maliyet, kullanım kolaylığı ve görüntü netliği bakımından büyük tipleri aratmayan cihazlardır. Biz çalışmamızda JEOL JCM 7000 Benchtop Sem kullandık.

Resim 5 :  Jeol JCM 7000 Neoscope Benchtop Sem

Ekipman seçiminde dikkat edilmesi gereken noktalar

1. Elektron mikroskoplarında dedektörler aldıkları sinyali ekrana görüntü olarak aktarırlar. Bu sebeple dedektörlerin özellikleri ve çeşitliliği önemlidir.  Genel olarak görüntülemeler SED (secondary electron detector) ile yapılır ancak yapıyı oluşturan elementler farklı tonlarda görüntülenmek isteniyorsa ve kimyasal analiz yapılmak isteniyorsa BSE (Backscattered electron detector) ve EDS (Energy Dispersive Spectroscopy) kullanılır. Bu sebeple yapılacak analize göre cihazın bu dedektör türlerini içerip içermemesi önemlidir.
2. Numuneler iletken olmayan malzemeler de olabilir. Elektron mikroskopları ile iletken olmayan malzemeler incelenmek istendiğinde numunelerin Au yada Pt ile kaplanması gerekir. Ancak cihazda düşük vakum özelliği bulunuyorsa kaplama yapmadan da görüntülemeler yapılabilir.
3. Elektron mikroskoplarında numune cihaz içerisine yerleştirildikten sonra vakumlama işleminin bitmesi için belli bir zaman geçmesi gerekir. Bu süre cihaza göre değişkenlik göstermekle beraber Jeol Neoscope modelinde 3 dakikadan daha azdır. Bazı cihaz modellerinde 15 saat beklemek gerekir.
4. Cihazın numune haznesinin genişliği, içerisine koyulabilecek parça ebatlarını doğrudan etkilediğinden önemlidir.

Sonuçların Değerlendirilmesi

Hasarlı bölgenin elektron mikroskobu ile incelenmesi neticesinde kırılma yüzeyi hakkında topladığımız bilgiler bize, yapılan proseslerin doğru olup olmadığı hakkında ya da hatanın hangi prosesten kaynaklandığı hakkında net ipuçları veriyor.