IISC Mühendislik Hizmetleri

Sertlik Testi

Sertlik Testi: Malzemelerin Dayanımının ve Aşınma Direncinin Ölçülmesi

Sertlik Testi, bir malzemenin dışarıdan uygulanan kalıcı deformasyona (girinti) veya çizilmeye karşı gösterdiği direnci ölçen temel ve en yaygın kullanılan mekanik test yöntemlerinden biridir. Malzemenin sertliği, genellikle aşınma direncini, mukavemetini ve işlenebilirliğini doğrudan etkilediği için, malzeme seçimi, kalite kontrol ve ısıl işlem süreçlerinin doğrulanmasında kritik bir parametredir.

Sertlik testleri tahribatsız muayene (NDT) olarak kabul edilmez, çünkü test yüzeyinde kalıcı bir iz bırakır; ancak parçanın işlevselliğini bozmayacak küçük ölçekte uygulandıkları için genellikle kalite kontrolün ayrılmaz bir parçasıdır.

Sertlik Testinin Amacı ve Önemi

Sertlik testi, malzemenin plastik deformasyona karşı ne kadar direndiğini belirler.

Temel Hedefler:

  1. Kalite Kontrol: Malzemelerin (özellikle çelikler) şartnamede belirtilen sertlik aralığında olup olmadığını doğrulamak.
  2. Isıl İşlem Doğrulama: Sertleştirme (örneğin Sementasyon, I˙ndu¨ksiyonla sertleştirme) ve yumuşatma (tavlama) gibi ısıl işlem süreçlerinin istenen sertlik değerine ulaşıp ulaşmadığını kontrol etmek.
  3. Mukavemet Tahmini: Birçok metalik malzemede, sertlik değeri ile çekme mukavemeti arasında yaklaşık bir korelasyon bulunur (özellikle çeliklerde).
  4. Aşınma Direnci: Sertlik, malzemenin yüzey aşınmasına ve erozyona karşı göstereceği direncin iyi bir göstergesidir.

Başlıca Sertlik Testi Yöntemleri

En yaygın kullanılan sertlik testleri, girintileme (indentation) prensibine dayanır; yani belirli bir yük altında, belirli bir şekle sahip bir girinti ucunun (indentör) malzemeye batırılması ve oluşan izin boyutunun ölçülmesi esastır.

1. Rockwell Sertlik Testi (HR)

  • Prensip: İki aşamalı yükleme ve girintinin derinliğinin ölçülmesine dayanır. Ön yük (minor load) uygulanır, ana yük (major load) uygulanır ve ardından ana yük kaldırılıp, kalan derinlik ölçülerek sertlik değeri (Rockwell Skalası – HRC,HRB,HRA) hesaplanır.
  • Avantaj: En hızlı sertlik testidir. Doğrudan sertlik değeri okunur, ölçüm yapmak gerekmez.
  • Kullanım Alanı: Rutin kalite kontrol, ısıl işlem görmüş çelikler ( HRC).

2. Brinell Sertlik Testi (HB)

  • Prensip: Belirli bir kuvvet altında, karbür alaşımlı bir bilyenin malzemeye batırılması ve oluşan dairesel girintinin çapının ölçülmesine dayanır.
  • Hesaplama: Sertlik değeri, uygulanan yükün, oluşan girintinin yüzey alanına bölünmesiyle hesaplanır: HB=πD(D−D2−d2​)2P​ (P: Yük, D: Bilye çapı, d: Girinti çapı)
  • Avantaj: Yüzeyin mikroyapısal homojen olmadığı büyük taneli malzemeler (örneğin dökme demirler) ve homojen olmayan yüzeyler için geniş alanı temsil ettiği için uygundur.
  • Kullanım Alanı: Döküm malzemeler, alüminyum, yumuşak çelikler.

3. Vickers Sertlik Testi (HV)

  • Prensip: Elmas malzemeden yapılmış, tepe açısı 136∘ olan kare tabanlı bir piramit uç kullanılır. Belirli bir yük altında malzemeye batırılır ve oluşan izin köşegen uzunlukları (d1, d2) mikroskop altında ölçülür.
  • Hesaplama: Sertlik değeri, uygulanan yükün oluşan piramit girintinin yüzey alanına bölünmesiyle hesaplanır. HV=d21.854×P​ (P: Yük, d: Köşegenlerin ortalaması)
  • Avantaj: Tek bir skalada (HV), çok geniş bir sertlik aralığını (çok yumuşak malzemeden en sert malzemeye) kapsar. Girinti geometrisi her zaman benzer olduğu için daha evrenseldir.
  • Kullanım Alanı: Isıl işlem görmüş parçalar, metaller, seramikler, alaşımlar.

Mikro Sertlik Testleri (Microhardness)

Geleneksel testlerin aksine, çok küçük yükler ve ölçülemeyecek kadar küçük izler gerektiren uygulamalarda kullanılır:

  • Vickers Mikro Sertlik: Çok düşük yüklerde (genellikle 10 gf ile 1000 gf arası) Vickers girintisi kullanır.
  • Knoop Sertlik Testi (HK): Çok sığ (az derinlikte) girintiler için elmas, rombik tabanlı bir girinti ucu kullanılır. Özellikle çok ince kaplamalar, küçük parçalar veya malzemenin belirli bir mikroyapısal fazının sertliğini ölçmek için idealdir.
  • Kullanım Alanı: İnce kaplamalar, kaynak HAZ bölgeleri (Isıdan Etkilenen Bölge), farklı metalografik fazlar ve küçük veya kritik parçaların yüzey sertliği.

Portatif Sertlik Ölçüm Cihazları

Sahada veya büyük parçaların yerinde ölçülmesi için tasarlanmıştır:

  • Leeb (Geri Sekme) Yöntemi: Dinamik sertlik testidir. Küçük bir topun malzemeye çarpıp geri sekme hızını ölçerek sertlik değerini dolaylı yoldan hesaplar. Hızlı ve tahribatsız sayılacak kadar küçük iz bırakır.
  • UCI (Ultrasonik Kontak Empedansı): Statik bir yük altında elmas ucun batma derinliğini, ucun titreşim frekansındaki değişimi ölçerek belirler. Yüzeyde çok küçük bir iz bıraktığı için genellikle “tahribatsız” olarak kabul edilir.

Uzman Sertlik Testi Hizmetimiz

Laboratuvarımız, tüm ana sertlik standartlarına (Rockwell, Vickers, Brinell) uygun, kalibre edilmiş cihazlarla hassas sertlik testi hizmetleri sunmaktadır.

  • Isıl İşlem Analizi: Parçaların ısıl işlem sonrası sertlik profilini (yüzeyden çekirdeğe sertlik değişimi) çıkarma.
  • Mikro Sertlik Testi: İnce kaplamalar, kaynak HAZ bölgeleri ve korozyon katmanlarının hassas sertlik ölçümü.
  • Detaylı Raporlama: Uygulanan standardı, yükü, girinti tipini ve elde edilen ortalama sertlik değerlerini içeren kapsamlı test raporu sunumu.

Malzemelerinizin mukavemetini, aşınma direncini ve proses uygunluğunu bilimsel verilerle doğrulamak için sertlik testi hizmetlerimizden yararlanın.