SERTLİK ÖLÇÜMLERİ

SERTLİK ÖLÇÜMLERİ (KIYASLAMALI)

Sertlik kavramı, mukavemetin değerlendirilmesi (çeliklerde çekme mukavemeti gibi), aşınma dayanımı, işlenebilirlik vb. gibi önemli kavramlara öncülük eder. Diğer avantajı ise, bir malzemenin sertliği ile diğer mekanik özellikleri arasında paralel bir ilişkinin bulunmasıdır. Örneğin çeliklerde, çekme mukavemeti sertlik ile doğru orantılıdır; dolayısıyla, yapılan basit sertlik ölçmesi neticesinde malzemenin mukavemeti hakkında bir fikir edinmek mümkündür.

Sertlik izafi bir ölçü olup sürtünmeye, çizmeye, kesmeye ve plastik deformasyona karşı direnç olarak tarif edilir. Laboratuvarlarda özel cihazlarla yapılan setlik ölçümlerindeki değer, malzemenin plastik deformasyona karşı gösterdiği dirençtir.

Sertlik ölçmeleri yapılırken kullanılan ölçme yöntemi ne olursa olsun, numunelerin üzerinde birkaç ölçme yapılıp ortalamasının alınması gerekir. Yapılan sertlik ölçümlerindeki değerler birbirinden çok farklı ise, farklı değer ortalamaya dahil edilmeyip bu farkın mevcudiyeti mutlaka belirtilmelidir.

Brinell sertlik yöntemi

 Brinell testinin uygulanması aşağıda anlatıldığı gibi yapılmaktadır :

Önce testi yapılacak malzemenin kalınlığına ve çeşidine göre bilya ve yük konfügürasyonu seçilir.

Basma ucu deney yüzeyine değdirilir ve yüzeye dik yönde kuvvet uygulanır. Daha sonra, tercihen , kullanıcıdan bağımsız olarak ayarlanabilen bir sistem sayesinde ( hidrolik, motorise vb ) uygulanan yükle bilyanın malzemeye bir iz yapması sağlanır.

Başlangıç kuvvetinin uygulamaya başladığı ilk andan, deney kuvvetinin tamamının uygulandığı ana kadar geçen süre 2 -8 sn arasında olmalıdır. Bu kuvvetin stabil hale gelmesinden, sonra, 10-15 sn beklenmesi gerekir.

Rockwell Deneyi

Ön yük uygulama noktası genelde bütün cihaz imalatçıları tarafından Rockwell komparatöründe işaretlenmiştir. (Bu dijital ekranlı cihazlarda led, bargraf gibi yöntemlerle yapılır). Batıcı uç deney yüzeyi ile temas eder duruma getirilir ve daha sonra şoka, titreşim ve salınıma yol açmadan, ön yük kuvveti Fo uygulanır (ön yük uygulama süresi 3 sn’yi geçmemelidir.) Ön yük uygulandıktan sonra Rockwell saati elle sıfırlanır. (Bu otomatik sıfırlamalı saatlerde veya Dijital ekranlı cihazlarda otomatik olarak yapılır). Daha sonra toplam yük uygulanır. ( 1-8 sn arasında ) Toplam yükün iniş zamanı malzeme cinsine göre ayarlanabilir olmalıdır ki bu ancak hidrolik veya motorlu sistemlerde gerçekleştirilir. İniş zamanı, pratik olarak, sert malzemelerde daha kısa, yumuşak malzemelerde daha uzun olmalıdır. Toplam yük stabil hale geldikten sonra 4 ± 2 sn arasında beklenir.

Daha sonra toplam yük kaldırılır, ve ön yük baskısı üzerinde iken Rockwell komparatöründen veya dijital ekrandan değer direkt olarak okunur. 1200 elmas uç kullanılarak yapılan testlerde (HRA, HRC, HRD) siyah değerler, bilya uçlar kullanılarak yapılan testlerde ise (HRB, HRE, HRF, HRG, HRH, HRK, HRL, HRM vb) kırmızı değerler okunur.

VİCKERS SERTLİK ÖLÇME YÖNTEMİ:

Vickers sertlik ölçme yöntemi, sertliği ölçülecek malzeme parçasının yüzeyine, tabanı kare olan piramit şeklindeki bir ucun belirli bir yük altında daldırılması ve yük kaldırıldıktan sonra meydana gelen izin köşegenlerinin ölçülmesinden ibarettir.

Vickers sertlik değeri, piramit şeklindeki dalıcı ucun belirli bir yük altında ve belirli bir süre uygulanması ile malzeme yüzeyinde meydana getirdiği izin büyüklüğü ile ilgili bir değerdir.

Meydana gelen iz. taban köşegeni (d) olan kare bir piramittir ve tepe açısı dalıcı ucun tepe açısının aynıdır = (136°). Vickers sertlik değeri, kg olarak ifade edilen deney yükünün (mm²) olarak ifade edilen iz alanına bölümüdür.

Vickers sertlik değeri işareti ile beraber bazen uygulanan yük ve yükün uygulama zamanını belirten sayısal işaretlerde ilave edilir. Örneğin; VSD /30 /20, /30 kg.'lık yükün 20 saniye süre ile uygulanması sonucu elde edilen Vickers sertlik değerini gösterir.

Başlangıç kuvvetinin uygulamaya başladığı ilk andan, deney kuvvetinin tamamının uygulandığı ana kadar geçen süre 2 -8 sn arasında olmalıdır.

Düşük yüklü kuvvet ve mikro sertlik deneylerinde bu süre 10 sn yi aşmamalıdır.

Düşük yüklü kuvvet ve mikro sertlik deneylerinde , basma ucunun , numuneye yaklaşma hızı, 0,2 mm/sn yi aşmamalıdır.

Bu kuvvetin stabil hale gelmesinden, sonra, 10-15 sn beklenmesi gerekir.

440 HV 30, 30 kgf (294,2 N) yükün 10-15sn içinde uygulanması ile bulunan değerin 440 HV olduğunu gösterir.

Vickers metodu kullanılan düşük yükler sayesinde Brinell ve Rockwell metodlarınca tatminkar sonuç alınamıyan, ince sert tabakalı sertleştirilmiş parçalarda (nitrasyon, sementasyon) ve ince saçların sertliklerinin ölçümünde çokça kullanılır.

Brinell-Vickers ve Brinell-Rockwell Sertlik Karşılaştırması

            Vickers kontrol pramitinin tepe açısının 136° olması, Vickers sertlik değerinin 300 HV e kadar Brinell sertlik değeri ile aynı sayıda olmasını sağlar. Sertlik sayısı yükseldikçe Brinell sertlik sayısı Vickers sertlik sayısından daha küçük değerler alır.

            Rockwell sertlik yönteminin Brinell ve Vickers yöntemlerine karşı üstünlüğü ölçme işleminin çok kolay yapılması ve değerin doğrudan okunmasıdır. Gösterge okunu takip ederek okun hareketsiz kaldığı görüldüğü anda okunan değer aranan sertlik değeridir. Diğer yöntemlerde olduğu gibi herhangi bir mola zamanına gerek yoktur. Bu avantajın yanı sıra çukur ölçme, yardımcı tablo kullanma gibi zaman ve para kaybedilen işlemler yoktur.

            Hangi malzemede hangi şartlarla hangi sertlik ölçme yönteminin daha iyi kullanılacağı aşağıdaki tabloda gösterilmiştir. Sertlik ölçme yönteminin bu kriterlere göre seçilmesi avantajdır.

Yöntem	Kontrol Parçası	Kullanım Sahası
Brinell           HB	Çelik bilye	Tam ve doğru değerler için . Tavlanmış ve ıslah edilmiş çelik Hafif ve ağır metaller. Ham malzeme kontrolü Döküm parçaları kontrolü Yalnız yumuşak ve orta sert malzeme. Demir ve çelik üretiminde.
Vickers          HV	Elmas (pırlanta) piramit	Her yerde kullanılabilinen yöntem. Hassas kontrolü yapılacak malzemede. Laboratuar kontrollerinde. Küçük kontrol parçalarında. Kalite kontrollerinde. Sertleştirilmiş çelikler. Orta sert ve sert malzeme.
Rockvell        HRC                  HRB	Elmas(pırlanta) koni	Doğrudan okunan sertlik değeri. Sertleştirilmiş, alaşımlı çelikler. Sert metaller. Isıl işlemlerde. Takımlarda. Seri kontrollerde.
	Çelik bilye	Doğrudan okunan sertlik değeri. Sertleştirilmemiş çelik. CuZn-alaşımları. Isıl işlemlerde. Takımlarda. Seri kontrollerde

Shore Yöntemi : Çeşitli sertlikteki plastik, kauçuk, elastomer, kumaş, sünger gibi malzemelerin sertliğini ölçmek için kullanılmaktadır. Batıcı uç ve kullanılan ağırlığa göre sınıflandırılmaktadır.

IRHD Yöntemi : 0.5mm kalınlıktan itibaren ince plastik,kauçuk türü malzemeler üzerinde çeşitli çaplarda uçlar kullanılarak gerçekleştirilmektedir.

SERTLİK KARŞILAŞTIRMA ÇİZELGESİ