Sertlik, genel olarak malzemelerin çizilmeye (plastik deformasyona) karşı göstermiş oldukları dirence denir. Sertliğin bir birimi yoktur, ölçüldüğü yöntemle anılır. (110 HB, 24.4 HRc, 350 HV vb…) Genel olarak ölçüm yöntemlerinde malzemenin kendisinden daha sert bir malzemeyle deformasyona uğratılması amaçlanır. Oluşan deformasyon ne kadar azsa malzemenin sertliği o derece yüksektir. Genel olarak malzemeye uygulanan dik kuvvetin malzeme yüzeyine etki ettiği alana bölünmesi, sonucu sertlik değeri saptanır. (F/A). Sertlik ölçümü yapılırken en az 3 farklı noktada deney verileri elde edilerek, ortalamasının alınmasıyla yapılır. (Malzemenin homojen yapıda olmaması ihtimaline karşı). Ayrıca deney yapılacak yüzey düzgün olmalı, deney yapılan noktalar arası oluşan izin en az 2 3 çapı kadar mesafe olmalı, çok kenar noktalardan ölçüm yapılmamalıdır.
Sertlik Ölçüm Yöntemleri
Sertlik ölçüm yöntemlerinde yaygın olarak kullanılan 2 farklı yöntem vardır. Bular Statik Sertlik Ölçme ve Dinamik Sertlik Ölçmedir.
1) Statik Sertlik Ölçme Yöntemleri
Statik Sertlik Ölçüm de kendi içerisinde 3’e ayrılmaktadır.
Rockwell Sertlik Ölçümü
Koni ya da küre biçiminde bir ucun belli bir yük altında, bir malzeme üzerinde oluşturduğu izin, derinliğinden yararlanarak ölçülen sertlik değeridir. Sertlik ölçümü yapılmadan önce malzeme yüzeyinin temizliği ve uygulanacak olan kuvvetin dik olması kesinlikle kontrol edilmelidir. Uygulanan yük konik şekildeyse 120º olmasına, çelik bilyaysa 1,59 mm çapa sahip olmasına dikkat edilmelidir. Eğer konik elmas uç kullanılırsa yöntem HRc ya da HRa olarak ifade edilirken, çelik bilya kullanılırsa HRb ve HRf ifadeleri kullanılır.
Sertlik ölçümü yapılırken öncelikle batıcı uç malzemeye temas ettirilir, ölçü aleti 0 değerine ayarlanır. Daha sonra esas uygulanacak olan yük uygulanır, ana yük kaldırılır ve oluşan izin alanı ölçülüp, uygulanan kuvvet değeriyle birlikte Rockwell skalasına göre sertlik değeri bulunur.
Genel olarak metallerin, özellikle de çeliklerin sertlik değerleri bu yöntemle bulunur. Uygulaması çok kolay olması sebebiyle piyasada en çok kullanılan yöntemdir.
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
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.
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.