Metal malzemelerin sertliği Sertlik, bir malzemenin yerel deformasyona, özellikle de plastik deformasyona, girintiye veya çizilmeye karşı direnç gösterme yeteneğini ifade eder. Bir malzemenin sertliğini ölçen bir göstergedir. Farklı test yöntemlerine göre sertlik üç türe ayrılır.
① Çizilme sertliği. Esas olarak farklı minerallerin sertliğini ve yumuşaklığını karşılaştırmak için kullanılır. Yöntem, bir ucu sert, diğer ucu yumuşak olan bir çubuğun seçilmesi ve test edilecek malzemeyi çubuk boyunca çizmek ve çiziğin konumuna göre test edilecek malzemenin sertliğini ve yumuşaklığını belirlemektir. Niteliksel olarak sert bir cismin çizdiği çizik uzun, yumuşak bir cismin çizdiği çizik ise kısadır.
② Girinti sertliği. Esas olarak metal malzemeler için kullanılır. Yöntem, belirtilen girintiyi belirli bir yük ile test edilecek malzemeye bastırmak ve test edilecek malzemenin sertliğini ve yumuşaklığını, malzeme yüzeyindeki lokal plastik deformasyonun boyutuyla karşılaştırmaktır. Girintilerdeki, yüklerdeki ve yük süresindeki farklılıklar nedeniyle, başta Brinell sertliği, Rockwell sertliği, Vickers sertliği ve mikro sertlik olmak üzere birçok girinti sertliği türü vardır.
③ Geri tepme sertliği. Esas olarak metal malzemeler için kullanılır. Yöntem, özel bir küçük çekicin belirli bir yükseklikten serbestçe düşmesini sağlayarak test edilen malzemenin numunesine çarpmasını sağlamaktır ve malzemenin sertliği, test sırasında numune tarafından depolanan (ve daha sonra serbest bırakılan) gerinim enerjisinin miktarı ile belirlenir. darbe (küçük çekicin geri tepme yüksekliğiyle ölçülür).
Metal malzemelerde en yaygın olarak görülen Brinell sertliği, Rockwell sertliği ve Vickers sertliği batma sertliğine aittir. Sertlik değeri, malzeme yüzeyinin, yüzeye basıldığında başka bir nesnenin neden olduğu plastik deformasyona karşı direnç gösterme yeteneğini gösterir. Geri tepme yöntemi (Shore, Leeb) sertliği ölçer ve sertlik değeri metalin elastik deformasyon fonksiyonunun boyutunu temsil eder.
Brinell Sertliği Brinell Sertliği, girinti olarak D çapında sertleştirilmiş bir çelik bilya veya karbür bilya kullanır ve bunu ilgili test kuvveti F ile numunenin yüzeyine bastırır. Belirtilen tutma süresinden sonra, test kuvveti kaldırılarak elde edilen sonuç elde edilir. d çapında bir girinti. Test kuvveti girintinin yüzey alanına bölünür ve elde edilen değer Brinell sertlik değeridir ve sembol HBS veya HBW'dir.
HBS ve HBW arasındaki fark girintideki farktır. HBS, yumuşak çelik, gri dökme demir ve demir dışı metaller gibi Brinell sertlik değeri 450'nin altında olan malzemeleri ölçmek için kullanılan ucun sertleştirilmiş bir çelik bilye olduğu anlamına gelir. HBW, girintinin, Brinell sertlik değeri 650'nin altında olan malzemeleri ölçmek için kullanılan bir karbür olduğu anlamına gelir.
Aynı test bloğu için, diğer test koşulları tamamen aynı olduğunda, iki test sonucu farklıdır ve HBW değeri genellikle HBS değerinden daha yüksektir ve takip edilecek niceliksel bir kural yoktur.
2003'ten sonra ülkem uluslararası standartları eşdeğer bir şekilde benimsedi, çelik bilya girintisini iptal etti ve karbür bilya başlıklarını benimsedi. Bu nedenle HBS artık kullanılmamaktadır ve HBW, Brinell sertliği sembolünü temsil etmek için kullanılmaktadır. Çoğu durumda Brinell sertliği yalnızca HBW anlamına gelen HB ile temsil edilir. Ancak HBS hala literatürdeki makalelerde görülmektedir.
Brinell sertlik ölçüm yöntemi dökme demir, demir dışı alaşımlar, çeşitli tavlanmış ve temperlenmiş çelikler için uygundur. Çok sert, çok küçük, çok ince olan ve yüzeyde büyük girintilere izin vermeyen numunelerin veya iş parçalarının ölçümü için uygun değildir. Rockwell Hardness, girinti ve yük olarak 120 derecelik koni tepe açısına sahip bir elmas koni veya Ø1,588 mm ve Ø3,176 mm sertleştirilmiş çelik bilya kullanır. Numune, 10 kgf'lik bir başlangıç yükünün ve 60, 100 veya 150 kgf'lik bir toplam yükün (yani, başlangıç yükü artı ana yükün) etkisi altında test parçasına bastırılır. Toplam yük uygulandıktan sonra sertlik, ana yük kaldırıldığında ancak ana yük muhafaza edildiğinde oluşan girinti derinliği ile başlangıç yükünün etkisi altındaki girinti derinliği arasındaki farkla ifade edilir. Rockwell sertlik testi, Rockwell sertliğinin 9 ölçeğine karşılık gelen toplam 9 kombinasyona sahip üç test kuvveti ve üç girinti kullanır. Bu 9 ölçeğin uygulaması yaygın olarak kullanılan hemen hemen tüm metal malzemeleri kapsamaktadır. Yaygın olarak kullanılanlar HRA, HRB ve HRC'dir ve bunların arasında en yaygın kullanılanı HRC'dir. HRC ölçeğinin kullanım aralığı 20~70HRC'dir. Sertlik değeri 20HRC'den küçük olduğunda girintinin konik kısmına çok fazla basıldığından hassasiyet düşer ve bunun yerine HRB skalası kullanılmalıdır; Numunenin sertliği 67HRC'den büyük olduğunda, girintinin ucundaki basınç çok büyük olur, elmas kolayca hasar görür ve ucun ömrü büyük ölçüde kısalır, bu nedenle bunun yerine genellikle HRA ölçeği kullanılmalıdır.
Rockwell sertlik testi basit, hızlıdır ve küçük bir girintiye sahiptir. Bitmiş ürünlerin yüzeyini ve daha sert ve daha ince iş parçalarını test edebilir. Küçük girinti nedeniyle sertlik değeri, düzensiz yapıya ve sertliğe sahip malzemeler için büyük ölçüde dalgalanır ve doğruluk, Brinell sertliği kadar yüksek değildir. Rockwell sertliği çeliğin, demir dışı metallerin, semente karbürün vb. sertliğini ölçmek için kullanılır.
Vickers Sertliği Vickers Sertliği Vickers sertliğinin ölçüm prensibi Brinell sertliğine benzer. Göreceli açısı 136 derece olan bir elmas düzgün tetrahedron girinti, malzemenin yüzeyine belirli bir test kuvveti F ile bastırmak için kullanılır. Test kuvveti, belirli bir süre muhafaza edildikten sonra kaldırılır. Sertlik değeri, düzenli dört yüzlü girintinin birim yüzey alanı başına ortalama basıncı ile ifade edilir ve sembolü HV'dir. Vickers sertliği geniş bir ölçüm aralığına sahiptir ve 10~1000HV sertlik aralığına sahip malzemeleri ölçebilir. Küçük bir girintiye sahiptir ve genellikle daha ince malzemeleri ve karbürleme ve nitrürleme gibi yüzey sertleştirici katmanları ölçmek için kullanılır.
Leeb Hardness, test parçasının yüzeyine belirli bir kuvvet altında çarpmak ve ardından geri tepmek için tungsten karbür bilyeli kafa ile donatılmış belirli bir darbe gövdesi kütlesi kullanır. Malzemelerin farklı sertliklerinden dolayı darbe sonrası geri tepme hızı da farklıdır. Darbe cihazına kalıcı manyetik malzeme yerleştirilmiştir. Darbe gövdesi yukarı ve aşağı hareket ettiğinde, çevresel bobini, hıza orantılı bir elektromanyetik sinyal indükleyecek ve bu daha sonra bir elektronik devre aracılığıyla Leeb sertlik değerine dönüştürülecek ve sembol HL olarak işaretlenecektir.
Leeb sertlik test cihazı bir çalışma tezgahı gerektirmez. Sertlik sensörü kalem kadar küçüktür ve doğrudan elle çalıştırılabilir. İster büyük, ağır bir iş parçası olsun, ister karmaşık geometrik boyutlara sahip bir iş parçası olsun, kolaylıkla tespit edilebilir.
Leeb sertliğinin bir diğer avantajı da ürün yüzeyine çok az zarar vermesi ve bazen tahribatsız bir test olarak da kullanılabilmesidir; her yönde, dar alanlarda ve özel parçalarda sertlik testinde benzersizdir.
