Sertlik, bir malzemenin dış etkilerle şekil değiştirmeye karşı gösterdiği dirençtir. Metallerden alaşımlara, ısıl işlem görmüş parçalardan dökümlere kadar pek çok alanda sertlik değeri; kalite kontrol, dayanım, aşınma davranışı ve malzeme seçimi açısından kritik rol oynar. Endüstride kullanılan sertlik ölçüm yöntemleri, parçanın yapısına, boyutuna, yüzey durumuna ve kullanım amacına göre değişir.
Aşağıda; Rockwell, Brinell ve Vickers sertlik testleri başta olmak üzere, en çok kullanılan yöntemleri detaylandırılmış ve uygulama alanlarına göre karşılaştırılmış bir rehber bulabilirsiniz.
Sertlik Nedir? Neden Ölçülür?
Sertlik; bir malzemenin batmaya, çizilmeye veya plastik deformasyona karşı gösterdiği dirençtir.
Sertlik ölçümü ile:
- Malzemenin dayanım özellikleri anlaşılır,
- Isıl işlem etkinliği doğrulanır,
- Aşınma davranışı tahmin edilir,
- Kalite kontrol süreçleri standardize edilir.
Sertlik testleri genellikle bir ucun belirli bir yük altında malzemeye batırılması ve ortaya çıkan izin ölçülmesi prensibine dayanır.
Endüstride En Çok Kullanılan Sertlik Ölçüm Yöntemleri
Aşağıdaki yöntemler günümüzde imalat, metalurji ve kalite kontrol alanlarında en yaygın sertlik testleridir.
Rockwell Sertlik Testi (HRC, HRB, HRA)
Test Prensibi
Rockwell yöntemi, bir elmas koni (Brale) veya çelik bilye kullanarak malzemenin batma derinliğini ölçer. Sonuçlar doğrudan cihazdan okunabilir.
Avantajları
- Sonuç anında elde edilir.
- Numune yüzey hazırlığı minimumdur.
- Seri üretimde hızlı kalite kontrol için idealdir.
Dezavantajları
- Çok ince malzemelerde hatalı sonuçlar verebilir.
- Gevrek malzemelerde çatlama riski oluşabilir.
Hangi Malzemelerde Kullanılır?
- Çelik ve alaşımlar
- Isıl işlem görmüş parçalar
- Orta-yüksek sertlikte metaller
- Seri üretim parçaları
Brinel Sertlik Ölçümü
Uygulanan yükler malzeme gruplarına göre değişiklik gösterir. Bakır pirinç gibi malzemeler için 500 kgf, dökme alüminyum için 1500 kgf ve demir çelik gibi sert metaller için 3000 kgf değerinde yük uygulanır. Batıcı uç olarak standart 10 mm bilya kullanılır. Deney esnasında yük, malzeme üzerinde belirli bir süre bekletilir. Yükün uygulama süreleri malzeme gruplarına göre değişiklik gösterir. Örneğin çelik gibi sert malzemelerde bu süre 15 saniyedir, yumuşak metal, pirinç gibi malzemeler içinse 30 saniyedir. Bu süre malzeme sertliğiyle ters orantılıdır. Malzeme cinsine göre batıcı uçla birlikte standartlarda belirtilen kuvvet dik bir şekilde uygulanır. Gerekli süre boyunca yükte tutulur, ardından batıcı ucun oluşturduğu deformasyon izinin ölçümleri gerçekleştirilip sertlik değeri tayin edilir.
Eğer deney standartları haricinde bir uygulama yapıldıysa bu değerler belirtilir.
Örneğin: 270HB/8/260/40 değerleri verildiyse buradan anlamamız gereken;
- 270: Brinell sertlik değerini
- 8: Bilya çapını (mm)
- 260: Uygulanan yükü
- 40: Bilyanın etki etme süresi
Test Prensibi
Brinell yöntemi, belirli bir yük altında karbür bilyenin malzemeye batırılması ve oluşan izin çapının optik olarak ölçülmesi prensibine dayanır.
Avantajları
- Heterojen yapılı malzemelerde daha doğru sonuç verir.
- Büyük döküm ve dövme parçalar için uygundur.
Dezavantajları
- Optik ölçüm zamanı artırır.
- Yüzeyde büyük bir iz bırakır.
Hangi Malzemelerde Kullanılır?
- Döküm parçalar
- Büyük ve kaba taneli yapılar
- Yüksek yük altında test gerektiren metaller
Vickers Sertlik Ölçümü
Yöntem çeşitli standartlara göre hazırlanmış tabanı, kare tepe açısı 136º olan piramit şeklindeki batıcı elmas ucun farklı yükler altında numuneyi deforme etmesinden oluşur. Uygulanan yük 5 saniye içinde maksimum süresine ulaşmalı ve maksimum 15-20 saniye malzemeye etki etmelidir. Oluşan deformasyon bölgesinin, köşegenlerinin arasında oluşan mesafeler ölçülür. En karmaşık ölçüm yöntemi olmasına karşın en hassas ölçümler bu yöntemle gerçekleşir. En yüksek sertlik değerleri ve sinterli malzemelerin sertliğinin ölçümü rahatlıkla yapılır.
Test Prensibi
Vickers sertlik testinde, 136° açılı elmas piramit uç, düşük veya yüksek yükler altında malzemeye batırılır. Oluşan izin iki diyagonal uzunluğu mikroskopla ölçülür.
Avantajları
- En hassas test yöntemlerinden biridir.
- Mikrosertlik ölçümlerine uygundur.
- İnce kaplamalar, yüzey sertleştirme tabakaları ve küçük numunelerde yüksek doğruluk sağlar.
Dezavantajları
- Optik ölçüm gerektirir.
- Kullanıcı deneyimi sonuçları etkileyebilir.
Hangi Malzemelerde Kullanılır?
- Çelikler
- İnce kaplamalar
- Kaynak bölgeleri
- Isıl işlem görmüş parçalar
- Küçük kesitli numuneler
| Malzeme / Uygulama | En Uygun Yöntem | Açıklama |
|---|---|---|
| Büyük döküm parçalar | Brinell | Büyük iz bırakır, heterojen yapıdan etkilenmez. |
| İnce numuneler, kaplamalar | Vickers | Mikro yüklerle yüksek hassasiyet sağlar. |
| Seri üretim kalite kontrol | Rockwell | Hızlı, pratik, sahada kolay uygulanır. |
| Yüzeyi sertleştirilmiş çelikler | Vickers | Sert tabaka kalınlığı doğru ölçülür. |
| Büyük yapısal çelikler | Brinell | Basma yüküne dayanıklı geniş test izi sağlar. |
2) Dinamik Sertlik Ölçüm Yöntemleri
Shore Sertlik Ölçüm Yöntemi
Bir boru içerisinden kütlesi 20 g olan bilye biçiminde cisim düşey olarak deney yapılacak olan malzeme üzerine düşer ve geri sıçrar. Sert malzemelerde düşüş enerjisinin küçük bir kısmı, malzeme üzerinde şekil değişimine harcanır. Bu nedenle sert malzemelerde düşen cismin izi küçük olur. Enerjinin geri kalan kısmı geri sıçramaya neden olur. Geri sıçramayı meydana getiren enerji ölçü aletiyle tespit edilir. Geri sıçrama yüksekliği malzemenin sertliğinin ölçüsüdür.
Çeliklerin Üretim Yöntemleri ve Kullanım Alanları Nelerdir? başlıklı yazımıza gidebilir yada Kar-Tes Kesici Takımlar Blogu’na dönebilirsiniz.