SERTLİK TESTLERİ Sertlik Tanımı -Brinell Sertlik Deneyi (HB) -Vickers Sertlik Deneyi (HV) -Rockwell Sertlik Deneyi (HR)

Sertlik Nedir? Basite indirgendiğinde oldukça kolay tanımlanan bir özelliktir; - tebeşir yumuşak, - çelik serttir. Malzeme özelliği olarak ele alındığında; Sertlik, malzemelerin plastik deformasyona karşı direnç gösterebilme kabiliyetidir.

Sertlik Ölçümü Mohs sertliği Günümüzde “Mohs Sertlik Skalası”, sadece mineorolojide minerallerin sertliğinin belirlenmesinde kullanılır.

Sertlik Nasıl Ölçülür? Sertlik ölçümü, malzemeye bilinen miktardaki bir yük ile başka bir malzeme tarafından yük uygulanması, bastırılması ile ölçülebilir. Malzemelerin plastik deformasyona karşı koyabilme direnci akma dayanımı ile alakalı olduğundan, böyle bir kuvvet uygulanmasıyla sertlik göreceli olarak belirlenebilir. Batıcı uç olarak elmas gibi sert malzemelerin kullanılmasıyla deformasyon sadece kuvvetin uygulandığı malzemede (test numunesi) sınırlı tutulur.

A: batıcı uç B: test numunesi

Temel Sertlik Ölçme yöntemleri  Brinell Sertliği (HB, BSD)  Vickers Sertliği (HV, VSD)  Rockwell Sertliği (HR) iz büyüklüğü ölçülür batma derinliği ölçülür

Brinell Sertlik Ölçme Yöntemi Brinell sertlik değeri (HB), numuneye uygulanan yük değerinin oluşan izin yüzey alanına bölünmesi ile elde edilir.

Brinell Sertlik Ölçme Yöntemi Brinell Cihazı

Brinell Sertlik Ölçme Yöntemi Yük derecesi N kp 0,102F F D 2 D ,51,25 Kullanım aralığı HB HB sertlik yönteminin kullanıldığı malzemeler Demir esaslı malzemeler ve yüksek dayançlı alaşımlar Demir Dışı Metaller -yumuşak çelik -çelik -dökme çelik -temper döküm -titanyum alaşımları -Ni ve Co alaşımları -hafif metaller -döküm alaşımları -bakır -pirinç -bronz -nikel -saf alüminyum -magnezyum -çinko -dökme pirinç -yatak malzemeleri -kurşun -kalay -yumuşak metaller Ölçülen değerler, ancak muayene yükü ve küre çapının karesi arasında sabit bir oran varsa karşılaştırılabilrler. Bu orana “yükleme derecesi” adı verilir.

Bilya çapı D (mm) Deney yükü F/D 2 yük derecesi kp olarak ,51, , , , , ,5 15,625 2, ,25 7,8125 1,25 Brinell Sertlik Ölçme Yöntemi Deney yükü seçim tablosu

Brinell Sertlik Ölçme Yöntemi Deneyde dikkat edilecek hususlar: Minimum malzeme (numune) kalınlığı Smin = 17xbilyanın batma derinliği kadar olmalıdır. Numene yüzeyi parlak ve düzgün olmalıdır. Kalıcı iz çapı 0,2D’den küçük ve 0,7D’den büyük olmamalıdır. 0,2D < d < 0,7D Numune üzerinde kalan izin merkezinin parça kenarından ve bir diğer izin merkezinden uzaklığı iz çapının iki katı kadar olmalıdır (2d). İz çapı (d) 0,01 mm hassasiyetle ölçülmelidir. İz tam dairesel değilse birbirine dik doğrultudaki çaplar ölçülüp, ortalaması alınmalıdır. 400 HB’ye kadar olan sertlikler için, sertleştirilmiş çelikten imal edilmiş bilyalar kullanılır. Sert malzemelerde karbürden yapılmış bilyalar tercih edilir.

Vickers Sertlik Ölçme Yöntemi Yumuşak malzemelerden, özel yöntemlerle sertleştirilmiş çok sert malzemelere kadar geniş bir kullanım aralığı mevcuttur. Yük : kg (en sık 2,10 ve 30 kg) Batıcı uç: Kare tabanlı, tepe açısı 136º olan elmas piramit Bekleme süresi: 15 sn (yumuşak malzemelerde 30 sn)

Vickers Sertlik Ölçme Yöntemi Vickers Cihazı

Vickers Sertlik Ölçme Yöntemi

Deneyde dikkat edilecek hususlar: Yük darbesiz olarak uygulanmalıdır. Numene yüzeyi parlak ve düzgün olmalıdır. Elmas uç darbeden ve çarpmadan korunmalıdır. Numune üzerinde kalan izin merkezinin parça kenarına veya bir diğer izin kenarına olan uzaklığı en az 3d kadar olmalıdır. Piramid uç P yükü ile deney parçasına düşey olarak batırılmalı, iz köşegenleri 0,002 mm hassaslıkla ölçülmelidir.

Rockwell Sertlik Ölçme Yöntemi Ön yüklemeli bir sertlik ölçüm yöntemidir. Malzemenin makrogeometrik durumunun kötü etkilerinden kurtulmak ve derinlik ölçümünde sıfır noktasının iyi ayarlanabilmesi için ön yükleme yapılır. Batma derinliğinin ölçülmesi esasına dayanır.

Rockwell Sertlik Ölçme Yöntemi Numune kalınlığı batma derinliğinin en az 10 katı olmalıdır. Yöntemin üstünlüğü; sertlik değerinin deney cihazı üzerindeki ölçme saatinden direkt olarak okunabilmesidir.

SkalaBatıcı uçÖn yük F0 (kp) Büyük Yük Fi (kp) Toplam Yük F (kp) E AElmas koni B1/16 inç çelik bilya CElmas koni DElmas koni E1/8 inç çelik bilya F1/16 inç çelik bilya G1/16 inç çelik bilya H1/8 inç çelik bilya K1/8 inç çelik bilya L1/4inç çelik bilya M1/4 inç çelik bilya P1/4 inç çelik bilya R1/2 inç çelik bilya S1/2 inç çelik bilya V1/2 inç çelik bilya Rockwell Sertlik Ölçme Yöntemi HRA : Cemented carbides, thin steel and shallow case hardened steel HRB : Copper alloys, soft steels, aluminium alloys, malleable irons, etc. HRC : Steel, hard cast irons, case hardened steel and other materials harder than 100 HRB HRD : Thin steel and medium case hardened steel and pearlitic malleable iron HRE : Cast iron, aluminium and magnesium alloys, bearing metals HRF : Annealed copper alloys, thin soft sheet metals HRG : Phosphor bronze, beryllium copper, malleable irons HRH. : Aluminium, zinc, lead HRK.... } HRL.... } HRM....}.... Soft bearing metals, plastics and other very soft materials HRP.... } HRR.... } HRS.... } HRV.... }

Rockwell Sertlik Ölçme Yöntemi HRB Yöntemi Yumuşak çelikler, bakır alaşımları ve alüminyum alaşımlarına uygulanır. Yük: 10+90=100 kp B. Uç: 1/16 inç çelik bilya Süre: 20 sn HRC Yöntemi Çelikler, sert çelikler, sert dökme demirler, 100 HRB’den daha sert olan malzemelere uygulanır. Yük: =150 kp B. Uç: 120ºlik elmas koni Süre: 20 sn

Sertlik Dönüşüm Tabloları

Mikrosertlik Ölçme Yöntemleri Bu yöntem özellikle çok küçük numunelerin ve ince sacla rın sertliklerinin ölçmede elverişlidir. Karbürize veya azotl a sertleştirilmiş yüzeyler ile elektrolit olarak kaplanmış m alzemelerin sertlikleri de bu deneyle tespit edilir. Ayrıca metalik alaşımlarda fazların sertliklerinin tespitinde, segr egasyonların ve cam, porselen gibi çok sert ve kırılgan m alzemelerin sertliklerini ölçmede kullanılır.

Knoop Sertlik Deneyi Bu yöntem daha çok mikro sertlik ölçümü amacıyla kulla nılır. Bu yöntemde genel olarak kg arasında değ işen yük kullanılır. Knoop sertlik ölçme deneyinde uzun k öse uzunluğu kısa köşegen uzunluğunun 7 katı olan pira mit seklindeki elmas uçlar kullanılır. Bu piramit ucun tepe açısı 172º’ dir. Ayrıca bu ucun batma derinliği büyük köş egen uzunluğunun 1/30’u kadardır. Knoop sertlik değeri, deneyden elde edilen izin uzun köşegen uzunluğunun op tik mikroskobunun mikrometresi yardımıyla ölçülerek uyg ulanan yükün iz alanına bölünmesiyle elde edilir.

Ya da knoop sertlik değeri; Formülü ile elde edilir. Burada F uygulanan yük, l ise uzun köşegen uzunluğunu göstermektedir.