Eyüp YAYLACI

Sertlik Ölçümü

Rockwell Sertlik Deneyi

Rockwell deneyleri, numune üzerine yapılan bir seri yükleme ve boşaltma sonucu numune yüzeyinde oluşan derinliğin ölçülmesi ile gerçekleştirilir. Birçok farklı skala, farklı yük ve çeşitli uç kombinasyonlarının kullanımıyla en sertten en yumuşağa kadar tüm metal ve alaşımların sertliğinin tayin edilmesine olanak sağlar. 1/18, 1/8 ¼ ve ½ inch çaplarında küresel, sert çelik toplar veya tepe açısı 120º olan, uç kısmı 0,2mm yarıçapında yuvarlatılmış çok sert malzemeler için kullanılan brale adı verilen konik elmas uç. Bu yöntemde batma derinliği ölçüleceği için yüzey pürüzlülüğü sonuçları etkileyebilir.

Bu sakıncayı gidermek için önce batıcı uç küçük bir yükle (P0=ön yük) malzemeye daldırılarak alet sıfır düzeyine ayarlanır. Daha sonra toplam yüke tamamlanacak şekilde ana yük (P1) uygulanır. Son olarak Ana yük (P1) kaldırılır. Meydana gelen kalıcı izdeki derinlik artışı bulunarak mevcut göstergeden Rockwell Sertlik değeri okunur. Rockwell Sertlik değeri boyutsuzdur. Ucun malzeme içine her 0,002 mm batışı bir sertlik değerinin düşmesi olarak alınır. Ön yük uygulandıktan sonra ucun konumu ile ana yük kaldırıldıktan sonra ucun konumu arasındaki batma derinliği tb olmak üzere RSD C aşağıdaki formülle hesaplanabilir.


RSD − C =100 − t b / 0.002


Hem ön yükün hem de toplam yükün büyüklüğüne göre iki tip deney vardır:

  1. Rockwell

  2. Yüzeysel Rockwell

Rockwell

Ön yük= 10 kgf

Toplam yük = 60 kgf – RA

Toplam yük = 100 kgf – RB

Toplam yük = 150 kgf – RC

RA: İnce malzemeler; yüzeyi ince levha halinde sertleştirilmiş malzemeler

RB: Yüzeyi orta kalınlıkta sertleştirilmiş çelik ve perlitik temper döküm

RC: Çelik, sert dökme demirler, derin olarak sertleştirilmiş çelikler.

Yüzeysel Rockwell

Ön yük = 3 kgf

Toplam yük = 15 kgf

Toplam yük = 30 kgf

Toplam yük = 45 kgf

Bu deney ince örnekler, hafifçe karbürlenmiş yüzeyler, küçük parçalar ve Rockwell deneyinin kullanılmasının uygun olmadığı durumlarda yapılır.

Brinell Sertlik Deneyi

D çapında sert, küre şeklinde bir bilye düşey doğrultuda sertlik değeri ölçülecek parçanın yüzeyine dik olarak belirli bir P kuvveti ile bastırılır. Yük belirli bir süre uygulanır. Bilye’nin kaldırılmasından sonra malzemede oluşan plastik şekil değişimi sonucunda yüzeyde küresel bir iz kalır. Metalin yüzeyindeki dairenin çapı (d), 0,02mm duyarlıkta ölçülür.

Deneyde kullanılan bilyeler:

Brinell sertliği 450’den küçük olan malzemeler için sertliği en az 850 BSD olan çelik bilye. Sertliği 450<BSD<630 ise metal karbür bilyedir.

BSD>630 ise sertliklerin Brinell yöntemiyle ölçülmesi tavsiye edilmez.

  • Standart bilye çapı 10 mm

  • Standart yükler 500 kgf ile 3000 kgf arasındadır. (500 kgf artışla)

Sert malzemeler daha büyük yüklerin uygulanmasını gerektirir.

  • Uygulanan yük bakır, pirinç gibi yumuşak metaller için 500 kgf

  • Dökme alüminyum için 1500 kgf

  • Demir, çelik gibi sert metaller için 3000 kgf’dir.

  • 10mm standart ölçü bilyesinin dışındaki bilye çapları 5 ve 2,5mm’dir.

Deney esnasında, yük malzeme üzerinde belirli bir süre (genellikle 10 ile 30 saniye arasında) tutulur. Yük uygulandığında malzeme tepkisindeki değişiklikleri karşılamak için yükün uygulandığı süre belirlidir. Sert malzemeler, örneğin çelik için 15 s yükleme süresi yeterlidir. Yumuşak ve metal alaşımlar, örneğin pirinç alaşımları için 30 s ve magnezyum için yaklaşık olarak 2 dakikadır. Hesaplanan BSD yanında “bilye çapı/yük/yükleme süresi” (mm/kgf/s) sırasıyla bilgi olarak eklenir. Örnek 99 BSD 5/500/30. Brinell deneyinde kullanılan batıcı uç diğer deneylerde kullanılanlara kıyasla daha büyük bir alanı kapsar. Bu nedenle lokal heterojenliklere daha duyarlı olan küçük izlere göre malzemenin sertliğini genel olarak daha iyi temsil eder.

Vickers Sertlik Deneyi

Brinell sertlik deneyi, sertliği çoğunlukla 65-450 arasında olan yumuşak çelik veya yapı çeliğinin muayenesinde kullanılır. Malzeme daha sert olunca deneyde kullanılan çelik bilye’nin şekil değişimi de önem kazanır. Bu nedenle daha değişik yöntemler kullanmak gerekir. Bunların en önemlisi Vickers sertlik deneyidir. Bu yöntemde metal yüzeyine batıcı olarak kare kesitli ve tepe açısı 136° olan elmas piramit bir uç kullanılır. Vickers deneyi ile Brinell deneyinde aynı cihaz kullanılır. Yalnızca batıcı uç değiştirilir. Piramidin bıraktığı izin köşegeni (d), her iki köşegen uzunluğunun milimetrenin 1/1000’i duyarlılıkta mikroskopla ölçülmesi ve ortalamasının alınması ile tespit edilir.

Deney yükü 0,025-120 kgf arasında olabilir. Uygulama süresi 10-15 saniyedir. Vickers deneyi mikrosertlik ölçümünde de kullanılır. Bu yöntemle en yumuşak malzemeden en sert malzemeye kadar geniş bir aralıkta sertlik ölçümü yapılabilir. Vickers sertliğinin avantajı, oldukça doğru okumalar yapması ve tüm metal ve işlem görmüş yüzeyler için sadece bir tip batıcı ucun kullanılmasıdır. Vickers sertliği metallerin yanında seramik malzemelerin sertliğinin ölçümünde de güvenilir bir sertlik ölçüm metodudur. Vickers sertliği ölçme yöntemi daha uzun zaman almakla beraber en duyarlı sertlik ölçüm yöntemidir. Malzeme sertliğini temsil edecek ortalama bir d değeri için çok sayıda izin ölçülmesi gerekir.

Kaynaklar

1. http://www.tcetveli.org/forum/files/deney_rockwell.pdf

2. akademik.maltepe.edu.tr/~aliozcan/malzeme-sertlik.pps

3. http://hun.pamukkale.edu.tr/ders_notlari/malzeme_bilgisi/Malzeme_ders5_sertlik.pdf


Eyüp YAYLACI