Sertlik Dönüşüm Tablosu

Malzemelerde Sertlik Ölçümü Nedir, Yöntemleri Nelerdir?

Sertlik genel anlamda malzemenin deformasyona karşı gösterdiği direnç olarak tanımlanır. Sertlik direkt bir büyüklük olmayıp daha yüksek dayanımda bir malzemenin kendisinden daha düşük dayanımda diğer bir malzeme üzerinde yapmış olduğu deformasyon üzerinden hesaplanmaktadır. Deformasyon ne kadar küçük ise malzemenin sertliği o derece yüksektir şeklinde değerlendirme yapılabilir.

Metal malzemelerde yaygın olarak kullanılan sertlik metotları Rockwell, Brinell ve Vickers olup bu yöntemler izin büyüklüğü veya derinliği üzerinden hesaplanmasına, kullanılan uç yapısına ve uygulanan ağırlıklara göre çeşitlenmektedir.

Plastik malzemelerde ise çoğunlukla malzeme üzerinde kalıcı bir deformasyon olmadığı sebebiyle yük uygulanmaya devam ederken, ucun malzemeye batma miktarı üzerinden hesaplanan Shore ve IRHD yöntemleri ile sertlik ölçümleri yapılmakta olup; çok sert plastiklerde bazen Rockwell yöntemi kullanılabilmektedir.

Rockwell Yöntemi :

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

Brinell Yöntemi :

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

Vickers Yöntemi :

Malzeme üzerine 136° piramit elmas ucun 0.01 ile 100kg 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 direk ilgilidir.

Shore Yöntemi :

Çeşitli sertlikteki plastik, kauçuk, elastomer, kumaş, sünger gibi malzemelerin sertliğini ölçmek için kullanılmaktadır. Batıcı uç ve kullanılan ağırlığa göre sınıflandırılmaktadır.

IRHD Yöntemi :

0.5mm kalınlıktan itibaren ince plastik, kauçuk türü malzemeler üzerinde çeşitli çaplarda uçlar kullanılarak gerçekleştirilmektedir.

Başka bir Bakış Açısıyla, Başka bir kaynaktan;

Malzemelerde sertlik ölçümü

Malzemelerde sertlik ölçümü, bir malzemenin yüzey sertliğini belirlemek için yapılan önemli bir malzeme karakterizasyon yöntemidir. Sertlik ölçümü, malzemenin dayanıklılığı, aşınma direnci, tokluk ve mukavemet gibi önemli mekanik özelliklerini anlamada ve karşılaştırmada kullanılır. Bu ölçüm, endüstriyel uygulamalardan bilimsel araştırmalara kadar geniş bir yelpazede önemli bir rol oynar.

Sertlik Ölçüm Yöntemleri:

Malzemelerin sertliğini ölçmek için farklı yöntemler kullanılır. İşte en yaygın kullanılan sertlik ölçüm yöntemlerinden bazıları:

Brinell Sertlik Ölçümü: 1900’lü yılların başında Johann Brinell tarafından geliştirilen bu yöntem, sertleştirilmiş çelik gibi sert malzemelerin sertlik ölçümünde kullanılır. Yöntem, yuvarlak bir topun (genellikle çelik veya karbür) belirli bir yük altında malzeme yüzeyine gömülmesiyle gerçekleştirilir. Yüzeyde oluşan iz çapı, sertlik skalasına bakılarak sertlik değeri elde edilir.
Rockwell Sertlik Ölçümü: Hugh Rockwell ve Stanley Rockwell tarafından geliştirilen bu yöntem, sertlik ölçümünde yaygın olarak kullanılan bir diğer yöntemdir. Küresel bir pürüzsüz uç (büyük yük için) veya elmas konik uç (küçük yük için) kullanılır. Yük uygulandıktan sonra, çıkıntının boyutu ölçülerek sertlik değeri belirlenir.
Vickers Sertlik Ölçümü: Diamond piramidinin köşe açısı 136 derece olan ucuyla yapılan bu yöntem, mikrosertlik ölçümü için yaygın olarak kullanılır. Küçük bir yük altında malzeme yüzeyine iz bırakılır ve izin boyutları ölçülerek Vickers sertlik numarası hesaplanır.
Knoop Sertlik Ölçümü: Mikroskobik ölçekli sertlik ölçümlerinde kullanılan bir başka yöntemdir. Diamond Knoop piramidi, malzeme yüzeyine belirli bir yük altında basılır ve izin boyutları kullanılarak sertlik değeri hesaplanır.
Shore Sertlik Ölçümü: Bu yöntem, elastik malzemelerin sertliğini ölçmek için kullanılır. Özellikle kauçuk, plastik ve esnek polimer malzemelerde yaygın olarak kullanılır. Uçları farklı geometriye sahip özel bir penetrometre kullanılır ve malzeme yüzeyine uygulanan yük altında izin derinliği ölçülerek sertlik değeri elde edilir.

Sertlik ölçüm yöntemleri, malzemenin fiziksel özelliklerine ve uygulamanın gerekliliklerine göre seçilir. Genellikle sertlik ölçümleri, malzemenin yapısal bütünlüğünü, kalitesini ve performansını değerlendirmek için kalite kontrolü, üretim ve araştırma alanlarında yaygın olarak kullanılır.

Unutmayın ki bu, sadece bir örnek makale başlangıcıdır. Tam bir makale yazmak, seçtiğiniz yöntemleri ayrıntılı bir şekilde açıklamak, farklı sertlik skalaları hakkında bilgi vermek ve her yöntemin avantajlarını ve dezavantajlarını ele almak gerekecektir.

Sertlik ölçüm yöntemleri ve farklı sertlik skalaları hakkında daha fazla bilgi;

Sertlik ölçüm yöntemlerinin avantajları ile dezavantajları

1. Brinell Sertlik Ölçümü:

Büyük yükler altında uygulanan sertlik ölçüm yöntemidir.
Yumuşak ve sert malzemelerin sertlik ölçümünde kullanılabilir.
Yüksek yük altında yapıldığı için malzeme yüzeyine büyük bir iz bırakır, bu nedenle yüzeyin düzgünlüğüne bağlı olarak daha büyük bir numuneye ihtiyaç duyabilir.
Yüzey pürüzlülüğü, malzeme içindeki bileşenler ve diğer faktörler, sonuçları etkileyebilir.
Avantajı, yüksek yükler altında yapıldığı için daha homojen olmayan malzemelerde de kullanılabilmesidir.

2. Rockwell Sertlik Ölçümü:

Hem sert hem de yumuşak malzemelerin ölçümlerini hızlı ve kolay bir şekilde yapar.
Farklı ölçekler (A, B, C, D, F, G, H, K) mevcuttur, böylece farklı malzemelerin sertliğini ölçmek için uygundur.
Diğer yöntemlere göre daha hızlı sonuçlar verir ve genellikle daha az numune hazırlığı gerektirir.
Ancak, yüzey pürüzlülüğü ve parazit etkileri sonuçları etkileyebilir.

3. Vickers Sertlik Ölçümü:

Mikrosertlik ölçümleri için kullanılır ve malzemenin mikroyapısına daha iyi bir bakış sağlar.
Daha küçük iz boyutlarına ihtiyaç duyar, bu nedenle daha küçük ve ince numunelerde kullanımı uygundur.
Ölçülen izin köşe açısı sabit olduğu için, malzemenin anizotropik özelliklerini de göz önünde bulundurur.
Yüksek çözünürlüklü sertlik ölçümü sağlar.

4. Knoop Sertlik Ölçümü:

Vickers yöntemine benzer, ancak daha uzun bir iz bırakır ve daha az yükleme zamanı gerektirir.
Mikro-sertlik ölçümlerinde ve çok ince numunelerde kullanılır.
İnce film kaplamaları ve sertleştirilmiş yüzeyler gibi hassas malzemeler için uygundur.
Bu yöntemde iz boyutları düzensizdir ve izin geometrisi, Vickers yöntemine kıyasla daha fazla etkilenir.

5. Shore Sertlik Ölçümü:

Elastik malzemelerin sertlik ölçümünde kullanılır.
Yumuşak malzemelerin sertlik ölçümü için uygundur, ancak sert malzemelerde daha az kullanışlıdır.
Diğer yöntemlere göre daha hızlı sonuçlar verir.
Parazit etkilerden etkilenmesi nedeniyle doğruluk açısından bazı sınırlamalara sahiptir.

Her yöntemin avantajları ve dezavantajları, belirli uygulamalar ve malzemeler için uygunluğunu belirler. Bu nedenle, sertlik ölçüm yöntemi seçerken, ölçüm yapılacak malzemenin özellikleri, numunenin boyutları, sertlik aralığı ve diğer gereksinimler göz önünde bulundurulmalıdır.

SERTLİK BİRİMLERİ DÖNÜŞÜM TABLOSU

E2a – SERTLİK BİRİMLERİ ÇEVRİM TABLOSU (1. bölüm – sert çelikler)

ROCKWELL									BRINELL	VICKERS	KNOOP	SCLERO-SCOPE
HRA	HRB	HRC	HRD	HRE	HRF	SUPERFICIAL			3000 kgf	HV	500 gf
HRA	HRB	HRC	HRD	HRE	HRF	15N	30N	45N	10 mm	HV	500 gf
85,6		68	76,9			93,2	84,4	75,4		940	920	97,3
85		67	76,1			92,9	83,6	74,2		900	895	95
84,5		66	75,4			92.5	82,8	73,3		865	870	92,7
83,9		65	74,5			92,2	81,9	72	739	832	846	90,6
83,4		64	73,8			91,8	81,1	71	722	800	822	88,5
82,8		63	73			91,4	80,1	69,9	705	772	799	86,5
82,3		62	72,2			91,1	79,3	68,8	688	746	776	84,5
81,8		61	71,5			90,7	78,4	67,7	670	720	754	82,6
81,2		60	70,7			90,2	77,5	66,6	654	697	732	80,8
80,7		59	69,9			89,8	76,6	65,5	634	674	710	79
80,1		58	69,2			89,3	75,7	64,3	615	653	690	77,3
79,6		57	68,5			88,9	74,8	63,2	595	633	670	75,6
79		56	67,7			88,3	73,9	62	577	613	650	74
78,5		55	66,9			87,9	73	60,9	560	595	630	72,4
78		54	66,1			87,4	72	59,8	543	577	612	70,9
77,4		53	65,4			86,9	71,2	58,6	525	560	594	69,4
76,8		52	64,6			86,4	70,2	57,4	512	544	576	67,9
76,3		51	63,8			85,9	69,4	56,1	496	528	558	66,5
75,9		50	63,1			85,5	68,5	55	481	513	542	65,1
75,2		49	62,1			85	67,6	53,8	469	498	526	63,7
74,7		48	61,4			84,5	66,7	52,5	455	484	510	62,4
74,1		47	60,8			83,9	65,8	51,4	442	471	495	61,1
73,6		46	60			83,5	64,8	50,3	432	458	480	59,8
73,1		45	59,2			83	64	49	421	446	466	58,5
72,5		44	58,5			82,5	63,1	47,8	409	434	452	57,3
72		43	57,7			82	61,3	46,7	400	423	438	56,1
71,5		42	56,9			81,5	60,4	45,5	390	412	426	54,9
70,9		41	56,2			80,9	59,5	44,3	381	402	414	53,7
70,4		40	55,4			80,4	58,6	43,1	371	392	402	52,6
69,9		39	54,6			79,9	58.5	41,9	362	382	391	51,5
69,4		38	53,8			79,4	57,7	40,8	353	372	380	50,4
68,9		37	53,1			78,8	56,8	39,6	344	363	370	49,3
68,4		36	52,3			78,3	55,9	38,4	336	354	360	48,2
67,9		35	51,5			77,7	55	37,2	327	345	351	47,1
67,4		34	50,8			77,2	54,2	36,1	319	336	342	46,1
66,8		33	50			76.6	53,3	34,9	311	327	334	45,1
66,3		32	49,2			76,1	52,1	33,7	301	318	326	44,1
65,8		31	48,4			75.6	51,3	32,5	294	310	318	43,1
65,3		30	47,7			75	50,4	31,3	286	302	311	42,2
64,8		29	47			74,5	49,5	30,1	279	294	304	41,3
64,3		28	46,1			73,9	48,5	28,9	271	286	297	40,4
63,8		27	45,2			73,3	47,7	27,8	264	279	290	39,5
63,3		26	44,6			72,8	46,8	26,7	258	272	284	38,7
62,8		25	43,8			72,2	45,9	25,5	253	266	278	37,8
62,4		24	43,1			71,6	45	24,3	247	260	272	37
62		23	42,1			71	44	23,1	243	254	266	36,3
61,5	100	22	41,6			70.5	43,2	22	237	248	261	35,5
61	99	21	40,9			69,9	42,3	20,7	231	243	256	34,8
60,5	98	20	40,1			69.4	41,5	19,6	226	238	251	34,2

ASTM E 140 – (88) standardı baz alınmıştır.
Brinell birimi kolonunda kırmızı ile gösterilen değerler carbid bilye (diğerleri standart bilye) ile ölçüme uygundur.

E2b – SERTLİK BİRİMLERİ ÇEVRİM TABLOSU (2. bölüm – yumuşak çelikler)

ROCKWELL								BRINELL	VICKERS	KNOOP
HRB	HRC	HRD	HRE	HRF	SUPERFICIAL			3000 kgf	HV	500 gf
HRB	HRC	HRD	HRE	HRF	15T	30T	45T	10 mm	HV	500 gf

100	22				93,1	83,1	72,9	240	240	251
99	21				92,8	82,5	71,9	234	234	246
98	20				92,5	81,8	70,9	228	228	241
97	18,5				92,1	81,1	69,9	222	222	236
96	16,5				91,8	80,4	69,8	216	216	231
95	15				91,5	79,8	67,9	210	210	226
94	14				91,2	79,1	66,9	205	205	221
93	12,5				90,8	78,4	65,9	200	200	216
92	11				90,5	77,8	64,8	195	195	211
91	9,5				90,2	77,1	63,8	190	190	206
90	8				89,9	76,4	62,8	185	185	201
89	7				89,5	75,8	61,8	180	180	196
88	6				89,2	75,1	60,8	176	176	192
87	4,5				88,9	74,4	59,8	172	172	188
86	3				88,6	73,8	58,8	169	169	184
85	2				88,2	73,1	57,8	165	165	180
84	1				87,9	72,4	56,8	162	162	176
83	0				87,6	71,8	55,8	159	159	173
82					87,3	71,1	54,8	156	156	170
81					86,9	70,4	53,8	153	153	167
80					86,6	69,7	52,8	150	150	164
79					86,3	69,1	51,8	147	147	161
78					86	68,4	50,8	144	144	158
77					85,6	67,7	49,8	141	141	155
76					85,3	67,1	48,8	139	139	152
75				99,6	85	66,4	47,8	137	137	150
74				99,1	84,7	65,7	46,8	135	135	147
73				98,5	84,3	65,1	45,8	132	132	145
72				98	84	64,4	44,8	130	130	143
71				97,4	83,7	63,7	43,8	127	127	141
70				96,8	83,4	63,1	42,8	125	125	139
69				96,2	83	62,4	41,8	123	123	137
68				95,6	82,7	61,7	40,8	121	121	135
67				95,1	82,4	61	39,8	119	119	133
66				94,5	82,1	60,4	38,7	117	117	131
65				93,9	81,8	59,7	37,7	116	116	129
64				93,4	81,4	59	36,7	114	114	127
63				92,8	81,1	58,4	35,7	112	112	125
62				92,2	80,8	57,7	34,7	110	110	124
61				91,7	80,5	57	33,7	108	108	122
60				91,1	80,1	56,4	32,7	107	107	120
59				90,5	79,8	55,7	31,7	106	106	118
58				90	79,5	55	30,7	104	104	117
57				89,4	79,2	54,4	29,7	103	103	115
56				88,8	78,8	53,7	28,7	101	101	114
55				88,2	78,5	53	27,7	100	100	112
54				87,7	78,2	52,4	26,7			111
53				87,1	77,9	51,7	25,7			110
52				86,5	77,5	51	24,7			109
51				86	77,2	50,3	23,7			108
50				85,4	76,9	49,7	22,7			107
49				84,8	76,6	49	21,7			106
48				84,3	76,2	48,3	20,7			105
47				83,7	75,9	47,7	19,7			104
46				83,1	75,6	47	18,7			103
45				82,6	75,3	46,3	17,7			102
44				82	74,9	45,7	16,7			101
43				81,4	74,6	45	15,7			100
42				80,8	74,3	44,3	14,7			99
41				80,3	74	43,7	13,6			98
40				79,7	73,6	43	12,6			97
39				79,1	73,3	42,3	11,6			96
38				78,6	73	41,6	10,6			95
37				78	72,7	41	9,6			94
36				77,4	72,3	40,3	8,6			93
35				76,9	72	39,6	7,6			92
34				76,3	71,7	39	6,6			91
33				75,7	71,4	38,3	5,6			90
32				75,2	71	37,6	4,6			89
31				74,6	70,7	37	3,6			88
30				74	70,4	36,3	2,6			87