By | 27 Mart 2015

Metallere Uygulanan Sertlik Ölçme Yöntemleri

 Metal malzemelerde yaygın olarak kullanılan sertlik ölçme metodları Rockwell, Brinell ve Vickers olup bu yöntemler izin büyüklüğü veya derinliği üzerinden hesaplama yapılması prensibine dayanır. Kullanılan uç yapısına ve uygulanan ağırlıklara göre çeşitlenmektedir.

 Rockwell Yöntemi: Malzeme üzerine elmas konik veya çeşitli çaplarda bilye uçların 15 ile 150 kg arası çeşitli yükler kullanılarak uygulanması sonucu malzeme üzeinde oluşan iz derinliği üzerinden hesaplanmaktadır. Oluşan izin derinliğindeki 1 mikro metrelikdeğişmi, yaklaşık olarak 2 Rockwell değerine karşılık gelmektedir. Bu nedenle derinlik ölçme sisteminin çok hassas olması gerekmektedir.

 Brinell Yöntemi: Malzeme üzerine çeşitli çaplarda bilye uçların 1 ile 3000 kg arasında çeşitli yükler kullanılarak uygulanması sonucu malzeme üzerinde oluşan izin çapı üzerinden hesaplanmaktadır. Görüntünün netliği ve köşegen ölçme sisteminin hassasiyetiy, ölçüm hassasiyeti ile direkt ilgilidir.

 Vickers Yöntemi: Malzeme üzerine 136 derece piramit elmas ucun 0.01 ile 100 kg arası çeşitli yükler kullanılarak uygulanması sonucu malzeme üzerinde oluşan izin köşegenleri arası mesafe üzerinden hesaplanmaktadır. Görüntünün netliği ve köşegen ölçme sisteminin hassasiyeti, ölçüm hassasiyeti ile direkt ilgilidir.

 Metallerin sertliği genel olarak bu şekilde ölçülür. Bu konularda Türkçe kaynak bulmak oldukça kolaydır. Detaylı bilgi için diğer kaynaklara başvurabilirsiniz.

 Türkçe bulunması zor olan veya direk olarak edinemeyeceğimiz kısım ise metal dışı malzemelere uygulanan sertlik ölçme yöntemleridir. Metaller, polimerler ve seramikler belli başlı mühendislik malzemeleridir. Plastikler (polimerler) ve seramiklere uygulanan sertlik ölçme yöntemleri aşağıda anlatılmıştır.

 Plastik Malzemelere Uygulanan Sertlik Ölçme Yöntemleri

 Plastik malzemelerde çoğunlukla malzeme üzerinde kalıcı bir deformasyon olmadığından yük uygulanmaya devam ederken, ucun malzemeye batma miktarı üzerinden hesaplanan Shore ve IRHD yöntemleri ile sertlik ölçümleri yapılmaktadır. Çok sert plastiklerde Rockwell yöntemi de kullanılabilmektedir.

 Shore Yöntemi

 Çeşitli sertlikteki plastik, kauçuk, elastomer, kumaş, sünger gibi malzemelerin sertliğini ölçmek için kullanılmaktadır. Batıcı uç ve kullanılan ağırlığa göre sınıflandırılmaktadır. Sabit stant üzerinde belli kuvvet ile plastik numuneye batırılan iğnenin derinliği ölçülerek plastiğin göreceli sertlik derecesinin tayini yapılır. Ucun gerisinde bulunan yay plastiğin sertliğine göre gerelir ve yayın gerilmesine bağlı olarka plastiğin sertliği belirlenir.

1

Shore sertlik ölçme cihazı.

Seramik Malzemelere Uygulanan Sertlik Ölçme Yöntemleri

 Knoop Sertlik Ölçme Metodu (EN ISO 4545-1, ASTM E384)

 Knoop testi ilk olarak, Frederick Knoop ve arkadaşları tarafından, 1939 da, ABD de geliştirilmiştir ve şimdiki adıyla NIST de, ASTM E384 standardıyla yer almıştır. Knoop metodu, Vickers gibi çokça kullanılmasına rağmen, Vickers metoduna alternatif olarak, bilhassa seramik gibi sert ve kırılgan malzemelerde, çok ince kaplamaların sertliğinde kullanılmak üzere geliştirilmiştir. Ve bu tip uygulamalarda en ideal metoddur.

 Knoop testleri genelde 10 gram ile 1000 gram arasında yapıldığından, Mikro Vickers testleri gibi nitelendirilir.

 Test metodu Mikro Vickers metoduna benzerdir. Sadece kullanılan uç farklıdır. Ucun farklılığı uzun kenar açıları birbirine karşı 172 derece 30 dakika, kısa kenar açıları birbirine karşı 130 derece olan rombik esaslı piramit elmas uç olmasıdır.

 Bu uçun şeklinden dolayı da, Vickers metodunun yaklaşık yarısı kadar penetrasyon yaptığı ve oluşan izin ebadı, yaklaşık 3 kat daha büyük olduğu için seramik gibi sert ve kırılğan malzemelerde, çok ince kaplamaların sertliğinde, Vickers’e göre daha hassastır. Buna rağmen test parçasının yüzey koşulları (pürüzlülük, parça şekli ve ebadı vb.) Vickers’e göre daha iyi sağlanmalıdır.

 Aşağıda, aynı yükteki Vickers&Knoop iz ebatlarının farkı görülebilir.

2

 Knoop sertliği aşağıdaki formüle göre hesaplanır.

 HK= (Katsayı*test yükü)/iz alanı

Knoop sertliği metaller için HK 60-HK 1000 arasında belirtilir. Örneğin, 450 H0.5, 0.5 kgf da yapılan Knoop sertliğini gösterir.

YARARLANILAN KAYNAKLAR:

  1. Çalış Açıkbaş, Malzeme Bilimi Ders Notları, Bilecik Şeyh Edebali Üniversitesi, 2013.
  2. F. Smith, Malzeme Bilimi ve Mühendisliği, Literatür Yayıncılık, 2005.
  3. R. Askeland, Malzeme Bilimi ve Mühendislik Malzemeleri, Nobel Yayın Dağıtım.
  4. David D. Rethwisch, William D. Callister, Mehmet Demirkol, Malzeme Bilimi ve Mühendisliği, Nobel Yayın Dağıtım, 2013.

YAZAR(GÖNDEREN):

M. Raşit AĞIRBAŞ

Uludağ Üniversitesi

Otomotiv Mühendisliği Öğrencisi

rasitagrbas@gmail.com 

17 Şubat 2015

Bir yanıt yazın

E-posta adresiniz yayınlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir