Sertlik, bir malzemenin, bir alet gibi daha sert bir cismin i?ine n?fuz etmesine direnme ?zelli?idir. Malzemelerin uygulama alan?, ?al??ma s?ras?ndaki davran??lar? ve g?r?n?m?n korunmas? sertli?ine ba?l?d?r. Bu ?zellik metallerin, plastiklerin, seramiklerin, ah?aplar?n, ta?lar?n ve di?er malzemelerin kalitesini de?erlendirmek i?in kullan?l?r.

Malzemenin i?lenmesinin do?as?n? ve karma??kl???n? ?nemli ?l??de etkiler.

Malzemelerin sertli?ini belirlemenin birka? yolu vard?r: ?izilme, girinti, standart bir i?ne ile delme, vurucu kullan?larak yap?lan testler ve sarkac?n sal?n?mlar?. Hepsi belirli bir bas?n? alt?nda test numunesine bir mineral, top, piramit veya z?mban?n sokulmas?na dayanmaktad?r: kuvvet ne kadar d???kse ve n?fuz etme derinli?i ne kadar b?y?kse, malzemenin sertli?i o kadar d???k olur ve bunun tersi de ge?erlidir. .

Do?al ta? malzemelerin sertli?ini belirlemenin pratikteki en basit ve en yayg?n yolu, bunlar? sertlik ?l?e?inde di?er minerallerle ?izmektir. Ge?ti?imiz y?zy?lda Alman bilim adam? F. Mohs taraf?ndan ?nerilen bu ?l?ek, en yumu?aktan (talk) en serte (elmas) kadar 10 mineral i?erir ve ?l?ekteki mineralin seri numaras?, sertli?ine ve sonraki her mineral yapra??na kar??l?k gelir. ?ncekinde bir ?izgi (?izik) var, ancak kendisi bu ?izgi taraf?ndan ?izilmemi? (bkz. Tablo 3).

Di?er malzemelerin sertli?i, genellikle ?zel aletler kullan?larak ?e?itli yollarla belirlenir. Metallerin, betonun, ah?ab?n ve plasti?in (g?zenekli olanlar hari?) sertli?i, ?elik bir bilyenin veya elmas koninin numunelere bast?r?lmas?yla de?erlendirilir. Sertlik de?eri, bilyenin veya koninin girinti derinli?ine veya ortaya ??kan bask?n?n ?ap?na g?re de?erlendirilir.

Malzemelerin sertli?inin say?sal ?zellikleri, farkl? ?l??m y?ntemlerine kar??l?k gelen ?e?itli ?l?eklerde ?zetlenen sertlik say?lar?d?r. Sertlik say?lar? HB (Brinell y?ntemi), HV (Vickers y?ntemi), HR (Rockwell y?ntemi) birimlerinde g?sterilir; burada H, ?ngilizce sertlik - sertlik kelimesinin ilk harfidir.

Rockwell y?ntemiyle sertli?i belirlerken ek tan?mlar eklenir: B (bilya), C ve A (farkl? y?klere sahip koni). Bunu metallerin sertli?inin belirlenmesi ?rne?ini kullanarak a??klayal?m: sertle?tirilmemi? par?alar i?in sertle?tirilmi? ?elik bilya ve 100 kg a??rl???nda bir a??rl?k kullan?l?r, sertlik k?rm?z? ?l?ek B ?zerinde ?l??l?r ve sertle?tirilmi? par?alar i?in HRB olarak g?sterilir; y?ksek sertlik, bir elmas koni ve 150 kg a??rl???nda bir y?k kullan?l?r, sertlik siyah C ?l?e?inde ?l??l?r ve HRC'yi belirtir; ?zellikle sert veya ince par?alar i?in bir elmas koni de kullan?l?r, ancak y?k 60 kg'd?r, sertlik ?zel bir cihaz?n A ?l?e?inde ?l??l?r ve HRA olarak adland?r?l?r.

Bir malzemenin sertli?inin her zaman onun mukavemetine kar??l?k gelmedi?ine dikkat edilmelidir. ?rne?in ah?ap, sertlik a??s?ndan betondan ?nemli ?l??de daha d???k olmas?na ra?men, onunla ayn? dayan?ma sahiptir.

Makine m?hendisli?i par?alar? ve mekanizmalar? ile bunlar?n i?lenmesine y?nelik aletler bir dizi mekanik ?zelli?e sahiptir. ?zellikler aras?nda sertlik ?nemli bir rol oynar. Metallerin sertli?i a??k?a ?unu g?sterir:

• metalin a??nma direnci;
• kesme, ta?lama yoluyla i?leme imkan?;
• yerel bask?ya kar?? diren?;
• di?er malzemeleri ve di?erlerini kesme yetene?i.

Pratikte metallerin mekanik ?zelliklerinin ?o?unun do?rudan sertliklerine ba?l? oldu?u kan?tlanm??t?r.

Sertlik kavram?

Bir malzemenin sertli?i, d?? katmana daha sert bir malzeme eklendi?inde tahrip olmaya kar?? g?sterdi?i diren?tir. Ba?ka bir deyi?le, deforme edici kuvvetlere (elastik veya plastik deformasyon) direnme yetene?i.

Metallerin sertli?i, numuneye girinti ad? verilen kat? bir cismin eklenmesiyle belirlenir. Girintinin rol? ?u ?ekilde ger?ekle?tirilir: y?ksek sertlikte bir metal top; elmas koni veya piramit.

Girintiye maruz kald?ktan sonra, test numunesinin veya par?an?n y?zeyinde, boyutu sertli?i belirleyen bir bask? kal?r. Pratikte sertlik ?l??m?nde kinematik, dinamik ve statik y?ntemler kullan?l?r.

Kinematik y?ntem, alet numuneye bast?r?ld???nda de?i?en s?rekli olarak kaydedilen okumalara dayal? bir diyagram?n derlenmesine dayan?r. Burada sadece nihai sonu? de?il, t?m s?recin kinemati?i izlenir.

Dinamik y?ntem a?a??daki gibidir. ?l?me aleti par?a ?zerinde hareket eder. Ters reaksiyon, harcanan kinetik enerjiyi hesaplaman?za olanak tan?r. Bu y?ntem yaln?zca y?zeyin de?il ayn? zamanda belirli bir metal hacminin sertli?ini de test etmenize olanak sa?lar.

Statik y?ntemler, metallerin ?zelliklerini belirlemenizi sa?layan tahribats?z y?ntemlerdir. Y?ntemler d?zg?n girintiye ve ard?ndan bir s?re bekletilmeye dayanmaktad?r. Parametreler y?ntem ve standartlarla d?zenlenir.

• basarak;
• ka??ma;
• kesme;
• geri tepme

Makine imalat i?letmeleri halihaz?rda malzemelerin sertli?ini belirlemek i?in Brinell, Rockwell, Vickers y?ntemlerinin yan? s?ra mikro sertlik y?ntemini de kullan?yor.

Yap?lan testlere dayanarak malzemeleri, uygulanan y?kleri ve elde edilen sonu?lar? g?steren bir tablo derlenir.

Sertlik Birimleri

Bir metalin plastik deformasyona kar?? direncini ?l?menin her y?nteminin kendi metodolojisi ve ?l??m birimleri vard?r.

Yumu?ak metallerin sertli?i Brinell y?ntemi kullan?larak ?l??l?r. Demir d??? metaller (bak?r, al?minyum, magnezyum, kur?un, kalay) ve bunlara dayal? ala??mlar, d?kme demir (beyaz hari?) ve tavlanm?? ?elik bu y?nteme tabi tutulur.

Brinell sertli?i, ShKh15 bilyal? rulman ?eli?inden yap?lm?? sertle?tirilmi?, cilal? bir bilyenin girintisi ile belirlenir. Topun ?evresi test edilen malzemeye ba?l?d?r. Sert malzemeler i?in - her t?rl? ?elik ve d?kme demir - 10 mm, daha yumu?ak malzemeler i?in - 1 - 2 - 2,5 - 5 mm. Topa uygulanan gerekli y?k:

• demir ala??mlar? – 30 kgf/mm2;
• bak?r ve nikel – 10 kgf/mm2;
• al?minyum ve magnezyum – 5 kgf/mm2.

Sertlik ?l??m birimi say?sal bir de?er ve bunu takip eden say?sal bir HB indeksidir. ?rne?in, 200 NV.

Rockwell sertli?i, par?aya uygulanan y?klerdeki farka g?re belirlenir. ?lk ?nce bir ?n y?k uygulan?r ve ard?ndan ?entikleyicinin numuneye yerle?tirildi?i ve tutuldu?u genel bir y?k uygulan?r.

Test numunesine bir elmas piramidi (koni) veya bir tungsten karb?r topu (sertle?tirilmi? ?elik) yerle?tirilir. Y?k kald?r?ld?ktan sonra girintinin derinli?i ?l??l?r.

Sertlik ?l?? birimi geleneksel birimlerdir. Genel olarak koninin eksenel yer de?i?tirme miktar?n?n 2 mm'ye e?it oldu?u kabul edilir. Sertlik tan?m? ?? harf HR (A, B, C) ve say?sal bir de?erle i?aretlenmi?tir. ??aretteki ???nc? harf ?l?e?i belirtir.

Teknik, girinti tipini ve ona uygulanan y?k? yans?t?r.

Temel olarak A ve C ?l??m skalalar? kullan?l?r. ?rne?in ?eli?in sertli?i HRC 26...32, HRB 25...29, HRA 70...75'tir.

K???k kal?nl?ktaki ?r?nler veya ince, sert y?zey katman?na sahip par?alar Vickers sertli?i ile ?l??l?r. Kullan?lan b??ak, tepe a??s? 136° olan d?zenli bir tetrahedral piramittir. Sertlik de?erlerinin g?sterimi ?u ?ekildedir: 220 HV.

Shore y?ntemi kullan?larak sertlik ?l??m?, d??en forvetin geri s??rama y?ksekli?i ?l??lerek ger?ekle?tirilir. Say?lar ve harflerle g?sterilir, ?rne?in 90 HSD.

Mikrosertlik, k???k par?alar?n, ince kaplamalar?n veya bireysel ala??m yap?lar?n?n de?erlerinin elde edilmesi gerekti?inde belirlenir. ?l??m, belirli bir ?ekle sahip bir ucun izinin ?l??lmesiyle yap?l?r. De?er g?sterimi ?una benzer:

N ? 0,195 = 2800, burada

? — u? ?ekli;

2800 – sertli?in say?sal de?eri, N/mm2.

Baz metallerin ve ala??mlar?n sertli?i

Montaja g?nderilen bitmi? par?alarda sertlik de?eri ?l??l?r. ?izim ve teknolojik s?rece uygunluk a??s?ndan kontrol yap?l?r. Hem ba?lang?? durumunda hem de ?s?l i?lem sonras?nda t?m temel malzemeler i?in sertlik de?erleri tablolar? zaten derlenmi?tir.

Demir d??? metaller

Bak?r?n Brinell sertli?i 35 HB, pirincin de?erleri ise markas?na ba?l? olarak 42-60 HB birimleridir. Al?minyum i?in sertlik 15-20 HB aral???ndad?r ve duralumin i?in zaten 70 HB'dir.

Demirli metaller

D?kme demir SCH20 HRC 22'nin Rockwell sertli?i, 220 HB'ye kar??l?k gelir. ?elik: alet – 640-700 HB, paslanmaz ?elik – 250 HB.

Bir ?l??m sisteminden di?erine ge?i? yapmak i?in tablolar kullan?l?r. ??lerindeki de?erler do?ru de?il ??nk? emperyal olarak t?retilmi?ler. Tabloda hacmin tamam? g?sterilmemi?tir.

Sertlik de?erleri ayn? y?ntemle ?retilse bile uygulanan y?ke ba?l?d?r. Y?k ne kadar d???k olursa okumalar da o kadar y?ksek olur.

Sertlik ?l??m y?ntemleri

Metallerin sertli?ini belirlemeye y?nelik t?m y?ntemler, test numunesi ?zerinde mekanik etki (bir girintinin girintisi) kullan?r. Ancak bu numuneyi yok etmez.

Brinell sertlik y?ntemi malzeme biliminde standartla?t?r?lan ilk y?ntemdi. Numuneleri test etme prensibi yukar?da a??klanm??t?r. GOST 9012 bunun i?in ge?erlidir, ancak numunedeki bask?y? do?ru bir ?ekilde ?l?erseniz de?eri form?l? kullanarak hesaplayabilirsiniz:

HB=2P/(pD*?(D 2 -d 2),

• D – bilya ?evresi, mm;
• d – bask? ?evresi, mm.
  Top, numunenin kal?nl???na g?re se?ilir. Y?k, ilgili malzemeler i?in kabul edilen standartlardan ?nceden hesaplan?r:
  demir ala??mlar? - 30D 2;
  bak?r ve ala??mlar? - 10D 2;
  bebekler, kur?un bronzlar - 2,5D 2.

GOST 9012-59'u indirin

Sertlik, bir malzemenin ba?ka, daha sert bir cismin - bir girintiye - n?fuz etmesine direnme ?zelli?idir.

Sertlik, y?k?n b?y?kl???n?n girintinin y?zey alan?na, projeksiyon alan?na veya hacmine oran? olarak tan?mlan?r.

Y?zey, projeksiyon ve hacimsel sertlik vard?r:

Y?zey sertli?i, y?k?n bask?n?n y?zey alan?na oran?d?r;

Projeksiyon sertli?i, y?k?n bask?n?n projeksiyon alan?na oran?d?r;

Hacimsel sertlik, y?k?n girinti hacmine oran?d?r.

Sertlik, diren? kuvvetinin malzemeye g?m?l? girintili k?sm?n y?zey alan?na, projeksiyon alan?na veya hacmine oran? olarak tan?mlan?r. Y?zey, projeksiyon ve hacimsel sertlik vard?r:

Y?zey sertli?i, diren? kuvvetinin malzemeye g?m?l? girintili k?sm?n y?zey alan?na oran?d?r;

?ng?r?len sertlik, diren? kuvvetinin malzemeye g?m?l? girintili k?sm?n projeksiyon alan?na oran?d?r;

K?tle sertli?i, diren? kuvvetinin malzemeye g?m?l? girintili par?an?n hacmine oran?d?r.

Sertlik ?? aral?kta ?l??l?r: makro, mikro, nano. Makro aral?k, girinti ?zerindeki y?k? 2N'den 30 kN'ye kadar d?zenler. Mikro aral?k, girinti ?zerindeki y?k? 2 N'ye kadar ve girintinin 0,2 µm'den fazla n?fuz derinli?ini d?zenler. Nano aral?k yaln?zca girintinin 0,2 µm'den az olmas? gereken penetrasyon derinli?ini d?zenler. Nano aral?ktaki sertli?e genellikle nano sertlik denir.

?l??len sertlik ?ncelikle girintiye uygulanan y?ke ba?l?d?r. Bu ba??ml?l??a ?ngiliz literat?r?nde boyut etkisi denir - girinti boyutu etkisi. Sertli?in y?ke ba??ml?l???n?n niteli?i girintinin ?ekli ile belirlenir:

K?resel bir girinti i?in - y?k artt?k?a sertlik artar - ters girinti boyutu etkisi;

Vickers veya Berkovich piramidi ?eklindeki bir girinti i?in - y?k artt?k?a sertlik azal?r - do?rudan veya basit?e girinti boyutu etkisi;

Sferokonik olan i?in, y?k?n artmas?yla birlikte, girintinin k?resel k?sm? yerle?tirildi?inde sertlik ilk ?nce artar ve ard?ndan azalmaya ba?lar (giricinin sferokonik k?sm? i?in).

Dolayl? olarak sertlik ?unlara da ba?l? olabilir:

1. Atomlararas? mesafeler.

2. Koordinasyon numaras? – say? ne kadar y?ksek olursa sertlik de o kadar y?ksek olur.

3. De?erler.

4. Kimyasal ba??n do?as?

5. Y?nden (?rne?in kisten minerali - kristal boyunca sertli?i 4 ve kar??s?nda 7'dir)

6. K?r?lganl?k ve d?v?lebilirlik

7. Esneklik - mineral kolayca b?k?l?r, b?k?lme d?zelmez

8. Esneklik - mineral b?k?l?r ancak d?zle?ir

9. Viskozite - mineralin k?r?lmas? zordur (?rne?in jadeit)

10. G???s dekoltesi

11. ve malzemenin di?er baz? fiziksel ve mekanik ?zellikleri.

G?n?m?zde mevcut en sert malzemeler karbonun iki allotropik modifikasyonudur: elmas ve fulleritten %58 daha sert olan lonsdaleit. Ancak bu maddelerin pratikte kullan?m? hala pek m?mk?n de?ildir. En yayg?n yayg?n madde elmast?r.

Y?k uygulama y?ntemine g?re sertli?i belirleme y?ntemleri ikiye ayr?l?r: 1) statik ve 2) dinamik (?ok).

Sertli?i ?l?mek i?in ?e?itli ?l?ekler vard?r:

Brinell y?ntemi - sertlik, y?zeye bast?r?lan metal bir topun b?rakt??? izin ?ap?na g?re belirlenir. Sertlik, topa uygulanan kuvvetin bask? alan?na oran? olarak hesaplan?r (ve bask? alan?, k?renin alan? olarak de?il, k?renin bir k?sm?n?n alan? olarak al?n?r). bir daire; Brinell sertlik birimlerinin boyutu MPa'd?r (kg-s/mmI). GOST 9012 -59'a g?re Brinell sertlik numaras? ?l?? birimi olmadan yaz?l?r. Bu y?ntemle belirlenen sertlik HB ile g?sterilir. sertlik, B. --Brinell;

Rockwell y?ntemi - sertlik, bir metal bilyenin veya elmas koninin test edilen malzemenin y?zeyine g?receli girinti derinli?i ile belirlenir. Bu y?ntemle belirlenen sertlik boyutsuzdur ve HR, HRB, HRC ve HRA olarak adland?r?l?r; sertlik HR = 100 (130) form?l? kullan?larak hesaplan?r? kd, burada d, ana y?k?n kald?r?lmas?ndan sonra ucun girinti derinli?idir ve k, katsay?d?r. B?ylece, A ve C ?l?eklerinde maksimum Rockwell sertli?i 100 birim, B ?l?e?inde ise 130 birimdir.

Vickers y?ntemi - sertlik, y?zeye bast?r?lan tetrahedral elmas piramidin b?rakt??? iz alan?yla belirlenir. Sertlik, piramite uygulanan y?k?n bask? alan?na oran? olarak hesaplan?r; Vickers sertlik birimlerinin boyutu kg-s/mmI. Bu y?ntemle belirlenen sertlik HV olarak adland?r?l?r;

Shore'un y?ntemleri:

Shore sertli?i (Girinti y?ntemi) - sertlik, kalibre edilmi? bir yay?n etkisi alt?nda ?zel sertle?tirilmi? ?elik bir i?nenin (girinti) malzemesine n?fuz etme derinli?i ile belirlenir. Bu y?ntemde ?l??m cihaz?na durometre ad? verilir. Tipik olarak Shore y?ntemi, d???k mod?ll? malzemelerin (polimerler) sertli?ini belirlemek i?in kullan?l?r. ASTM D2240 taraf?ndan a??klanan Shore y?ntemi, 12 ?l??m ?l?e?ini belirtir. En s?k kullan?lan se?enekler A (yumu?ak malzemeler i?in) veya D (sert malzemeler i?in)'dir. Bu y?ntemle belirlenen sertlik, kullan?lan ?l?e?in harfiyle, say?dan sonra yaz?lan ve y?ntemin a??k bir g?stergesiyle belirtilir.

Durometreler ve Asker terazileri - ?l??m prensibine g?re girinti y?ntemine kar??l?k gelir (Shore'a g?re). Markal? ve milli Y?ntemin Japonca modifikasyonu. Yumu?ak ve elastik malzemeler i?in kullan?l?r. ?l?me cihaz?n?n baz? parametreleri, terazi marka isimleri ve girintiler a??s?ndan klasik Shore y?nteminden farkl?l?k g?sterir.

Shore sertli?i (Geri tepme y?ntemi), ?ok sert (y?ksek mod?ll?) malzemelerin, ?zellikle metallerin sertli?ini, bir darbeden sonra ?zel bir vurucunun (skleroskopun ana k?sm? - bir ?l??m cihaz?) y?ksekli?ine g?re belirlemek i?in bir y?ntemdir. bu y?ntem i?in) belirli bir y?kseklikten d??mek, geri tepmek. Bu Shore y?ntemine g?re sertlik, forvetin geri tepme y?ksekli?iyle orant?l? geleneksel birimlerle de?erlendirilir. Ana ?l?ekler C ve D'dir. Belirlenen HSx, burada H Sertlik, S Shore ve x, ?l??mde kullan?lan ?l?ek t?r?n? g?steren Latin harfidir.

Bu y?ntemlerin her ikisinin de ayn? yazar taraf?ndan ?nerilen sertlik ?l??m? y?ntemleri olmas?na, ayn? adlara ve ayn? ?l?ek tan?mlar?na sahip olmas?na ra?men, bunlar?n ayn? y?ntemin versiyonlar? de?il, farkl? ?l?ek de?erlerine sahip temelde farkl? iki y?ntem oldu?u anla??lmal?d?r. farkl? standartlarla tan?mlan?r.

Kuznetsov-Herbert-Rehbinder y?ntemi - sertlik, deste?i incelenen metal olan bir sarkac?n sal?n?mlar?n?n s?n?m s?resi ile belirlenir;

Poldi y?ntemi (?ift bilyal? bask?) - sertlik, bir standard?n sertli?iyle kar??la?t?r?larak de?erlendirilir; test, ?elik bir bilyenin ayn? anda numuneye ve standarda ?arp?lmas?yla ger?ekle?tirilir;

Mohs ?l?e?i, on standart mineralden hangisinin test edilen malzemeyi ?izdi?ine ve on standart mineralden hangisinin test edilen malzemeyi ?izdi?ine g?re belirlenir.

Buchholz y?ntemi, Buchholz cihaz? kullan?larak sertli?in belirlenmesine y?nelik bir y?ntemdir. Buchholz girintisini girintilerken polimer boya ve vernik kaplamalar?n?n sertli?ini (Buchholz sertli?i) test etmek i?in tasarlanm??t?r. Y?ntem ISO 2815, DIN 53153, GOST 22233 standartlar?na g?re d?zenlenmektedir.

Sertlik test y?ntemleri iki ana kategoriye ayr?l?r: statik sertlik test y?ntemleri ve dinamik sertlik test y?ntemleri. Sertli?in aletli tespiti i?in sertlik test cihazlar? ad? verilen aletler kullan?l?r. Nesne ?zerindeki etkinin derecesine ba?l? olarak sertli?i belirleme y?ntemleri hem tahribats?z hem de y?k?c? y?ntemlerle ilgili olabilir. Sertli?i belirlemeye y?nelik mevcut y?ntemler, malzemelerin herhangi bir spesifik temel ?zelli?ini tam olarak yans?tmaz; bu nedenle, farkl? ?l?ekler ve y?ntemler aras?nda do?rudan bir ili?ki yoktur, ancak belirli malzeme gruplar? ve kategorileri i?in bireysel y?ntemlerin ?l?eklerini birbirine ba?layan yakla??k tablolar vard?r. Bu tablolar yaln?zca deneysel testlerin sonu?lar?na dayanmaktad?r ve hesaplama y?nteminin bir sertlik belirleme y?nteminden di?erine ge?mesine izin veren hi?bir teori yoktur. Malzemenin ?zelliklerine, ?l??m g?revlerine, uygulama ko?ullar?na, mevcut ekipmana vb. g?re sertli?i belirlemek i?in ?zel bir y?ntem se?ilir.

BDT'de t?m sertlik ?l?ekleri standartla?t?r?lmam??t?r.

Sayfa 1

Bir metalin sertli?i, bir tan?mlay?c?n?n - belirli bir ?ekle sahip yabanc? bir nesnenin - uygulanan kuvvetin etkisi alt?ndaki par?aya n?fuz etmesinden kaynaklanan deformasyona kar?? direnci ile karakterize edilir.

K-2-55 elektrotlar? ile biriktirilen metalin sertli?i, U-340 p/b elektrotlar?nda oldu?u gibi so?uma h?z?na ba?l?d?r.

Metallerin sertli?i ayn? zamanda elmas koni girinti y?ntemi (Rockwell sertli?i) ile de belirlenir. Ard???k olarak uygulanan iki y?k?n (PL ve P2; P, 10 kg, Pf60) etkisi alt?nda test numunesine bir elmas koni (veya ?elik bilye) bast?r?l?r. , 100 veya 150 kg Koninin (veya bilyenin) ?n ve son n?fuz derinli?indeki fark, metalin sertli?ini karakterize eder.

Bir metalin sertli?i ?e?itli yollarla belirlenebilir; bunlardan en yayg?n olan? girinti y?ntemidir. Brinell testi, sertle?tirilmi? bir ?elik bilyenin ?zel bir pres kullan?larak numuneye bast?r?lmas?yla ger?ekle?tirilir. Sonu? olarak numunenin y?zeyinde k?resel bir par?a ?eklinde bir bask? kal?r. Bask?n?n ?ap? b?lmeli ?zel bir b?y?te?le ?l??l?r. Bu orana Brinell sertlik numaras? denir ve HB olarak adland?r?l?r. Brinell y?ntemi ?ok g??l? metallerin sertli?ini belirlemek i?in kullan?lamaz, ??nk? ?nemli y?k alt?nda ?elik bilya ?eklini de?i?tirir, yanl?? izlenim verir ve tahrip edilebilir.

Termal olarak g??lendirilmi? ?eli?in kayna?? s?ras?nda eksik yeniden kristalle?me alan?ndaki metalin sertli?i, s?cak haddelenmi? ve normalle?tirilmi? ?eliklerin kayna??ndan daha y?ksektir.

Bir metalin sertli?i ?e?itli y?ntemlerle ?l??lebilir; en yayg?n olanlar? Brinell y?ntemi ve Rockwell y?ntemidir.

Metalin sertli?i, korozyon-erozyon a??nmas? a??s?ndan test edildi?inde numunelerin direncini ?nemli ?l??de etkilemez.

Metalin sertli?i 95 - 96 HRB'ye ??kar. Karbon i?eri?inin %0-5'e artt?r?lmas? mekanik ?zellikleri bozmaz ve deforme edilebilirli?i art?r?r.

Metallerin sertli?i refrakterlikleriyle ilgilidir; ikincisi gibi, kristal kafesin g?c? ile belirlenir. Metaller i?in sertlik ?ok geni? bir aral?kta de?i?ir ve onlar?n karakteristik ?zelli?i de?ildir.

Bu y?ntem kullan?larak metallerin sertli?i, d?zenli bir tetrahedral elmas piramidin kar??l?kl? y?zler aras?nda 136 a??yla bir numuneye bast?r?lmas?yla belirlenir ve belirli bir s?re uygulanan kilogram cinsinden P y?k?n?n y?zeye b?l?nmesiyle elde edilen sertlik say?s?yla ifade edilir. Bask?n?n milimetrekare cinsinden de?eri. Piramit ?eklindeki bask?n?n y?zeyi, taban?n?n her iki k??egeninin ortalama de?erine g?re hesaplan?r. Bask? ekrana b?y?t?lm?? olarak yans?t?l?yorsa, k??egenler mikroskop veya ?zel ?l?ekli bir cetvel kullan?larak ?l??l?r.

Hepimiz d?nyadaki her malzemenin farkl? ?zelliklere sahip oldu?unu biliyoruz: fiziksel, kimyasal, mekanik, teknolojik, operasyonel ve daha bir?oklar?. Buna sertlik de dahildir. Hepsi bir arada, insan ya?am?n?n bir veya ba?ka alan?ndaki uygulamalar?n? ?nceden belirlemeyi m?mk?n k?lar. Peki metallerin, ala??mlar?n veya di?er malzemelerin sertli?i nedir? Di?er ?zellikler aras?nda en ilgin? olan?d?r ??nk? net bir tan?m? yoktur.

Sertlik nedir?

?retilen yap?lar?n dayan?kl?l??? ve dayan?kl?l??? buna ba?l? oldu?undan, herhangi bir malzemenin sertli?i onun ?nemli ?zelli?idir. Ve net bir tan?m olmad???ndan, terimin kendisi ?u ?ekilde "?ifre edilebilir" - bu, malzemenin ba?ka bir cismin (aletin) i?ine girmesine direnme ?zelli?idir. Bu ?zellik bir?ok nesnenin kalitesini de?erlendirmenize olanak tan?r:

• metal (ala??mlar);
• seramikler;
• odun;
• plastik;
• ta?;
• grafit

Ayr?ca sertlik, belirli bir malzemenin i?lenme derecesini de etkiler. Yani ne kadar zorsa, onunla ?al??mak da o kadar zor olur. Bunun tersi de do?rudur. Bu nedenle ?e?itli el sanatlar? yaparken ah?apla ?al??mak keyiflidir.

Farkl? uzmanlar?n kendi sertlik kavramlar? vard?r. ?rne?in mineraloji alan?nda bu tan?m, bir malzemenin ba?ka bir nesneye maruz kald???nda ?izilmeye kar?? g?sterdi?i direnci ifade eder.

Metalurjide sertli?in ne oldu?unu biraz farkl? anl?yorlar - plastik deformasyona kar?? diren?. Ancak herhangi bir meslekteki ?o?u uzman?n ba?vurdu?u temel tan?m zaten b?l?m?n ba??nda verilmi?tir.

Ancak sertlik kendini farkl? ?ekillerde g?sterebilir:

• sertlik;
• rezistans:
• ka??ma;
• a??nma;
• kesme;
• deformasyon:
• b?k?lmek;
• k?rmak;
• ?ekil de?i?ikli?i.

Sertlik de?eri ne kadar y?ksek olursa malzemenin diren? derecesi de o kadar y?ksek olur. Bu ?zelli?in bu kadar ?e?itli tezah?rlerine dayanarak, onu ?l?menin farkl? yollar? vard?r.

Sertli?i ?l?me y?ntemleri

Tipik olarak sertlik testi, malzemelerin di?er t?m ?zelliklerinin (mukavemet, uzama ve di?erleri) belirlenmesinden daha s?k yap?l?r. ?eli?in veya ba?ka bir mineralin ne kadar sert oldu?unu bulman?n birka? yolu vard?r. Ancak bunlar?n hepsi genel bir prensibe dayanmaktad?r: test edilen numune, belirli bir bas?n? uygulayarak ba?ka bir nesneden etkilenir. Bir top, bir piramit, bir yumruk olabilir.

Sertlik, n?fuz derinli?i ve bas?n? g?stergeleri ile belirlenir. Minimum ?aba ve b?y?k derinlik, d???k malzeme ?zelliklerinin g?stergesidir. Ayn? ?ekilde, y?ksek kuvvetler ve d???k derinlik - y?ksek sertlik.

Bu durumda testler iki ana tipte olabilir:

• Statik.
• Dinamik.

Test numunesi ile nesne aras?nda belirli bir s?re boyunca temas meydana gelirse test statiktir. Aksi takdirde sertli?in belirlenmesi i?in dinamik bir y?ntemden bahsediyoruz.

?u anda malzemelerin sertli?ini belirlemek i?in a?a??daki y?ntemler kullan?lmaktad?r:

• Vickers y?ntemi (GOST 2999-75).
• Brinell y?ntemi (GOST 9012-59).
• Rockwell y?ntemi (GOST 9013-59).
• Shor'un y?ntemi.
• Moh y?ntemi.

Belirli bir testin se?imi, par?alar?n spesifik uygulamas?na, sonucun gerekli do?rulu?una ve ayr?ca ?al??malar? farkl? ko?ullar alt?nda yeniden ?retme yetene?ine ba?l?d?r.

Vickers y?ntemi

Vickers sertli?i nedir? Bu tekni?in ?z?, elmastan yap?lm?? bir piramidin numuneye bast?r?lmas?d?r. Piramidal bir girinti i?in en boy oran? kesin olarak tan?mlanmal?d?r. Test sonucunda test numunesi ?zerinde elmas ?eklinde bir iz kal?r ve bazen ?ekli d?zensiz olabilir.

Sertlik iki Latin harfiyle (HV) g?sterilir ve elde edilen e?kenar d?rtgenin k??egeninin de?erine ba?l? olarak ayarlan?r. Bazen her iki k??egenin aritmetik ortalamas? kullan?l?r.

Vickers sertli?ini ?l?mek i?in kullan?lan ekipman statik tipte olup, sabit veya ta??nabilir olabilir. Prosed?r?n kendisi ?u ?ekilde ger?ekle?tirilir:

• Numune, ?al??ma y?zeyi yukar? bakacak ?ekilde ekipman?n ?al??ma masas?na yerle?tirilir. Daha sonra masayla birlikte ?al??ma ucuyla hafif temas edene kadar y?kselir.
• Bir zaman r?lesi kullan?larak belirli bir saatlik pozlama ayarlan?r, ard?ndan y?kleme mekanizmas?n? etkinle?tiren kolu indirmeye devam eder. Test s?resi sonunda y?k par?adan kald?r?l?r ve u? eski konumuna geri d?ner.
• Ekipman bir okuma mikroskobu ile donat?lm??t?r, bu nedenle i?lemi tamamlad?ktan sonra numuneyi i?eren masay? kendisine do?ru ?evirmeniz ve bask?n?n k??egenlerini ?l?meniz gerekir.

Baz? durumlarda ?eli?in veya herhangi bir malzemenin bu y?nteme g?re sertli?i bir y?k de?eriyle belirtilir. ?rne?in HV 50 940 olarak adland?r?lan bu tan?m, 50 kg'l?k bir y?ke maruz kald???nda sertli?in 940 birim oldu?unu belirtir.

Bu test y?nteminin avantajlar? ?unlard?r:

• Girinti ucunun kaplad??? k???k y?zey alan? (en u? konum) nedeniyle hemen hemen her kal?nl?ktaki par?alar? ?l?mek m?mk?nd?r.
• Elmas ucun ideal sertlik derecesine ba?l? olarak sonucun y?ksek do?rulu?u. Sonu? olarak kendisi deformasyona u?ramaz.
• ?l??m aral??? olduk?a geni?tir ve hem al?minyum ve bak?r gibi nispeten zay?f metalleri hem de y?ksek mukavemetli ?elikleri ve ala??mlar? kapsayabilir.
• Tek bir metal tabakas?n?n sertli?ini belirlemek m?mk?nd?r. ?rne?in, numune bir karbonlama i?lemine tabi tutulmu?tur veya y?zey sertle?mesi veya ala??mlama nedeniyle par?an?n kimyasal bile?imi de?i?mi?tir.

Uygulamada g?r?ld??? gibi sertlik ?l??m aral??? 145 ila 1000 HV aras?ndad?r. B?y?k bir numune grubunun sertli?ini ?l?mek i?in Almanya'dan Reicherter'e ait hidrolik veya elektromekanik tahrikli otomatik ekipman bulunmaktad?r. Sonu? otomatik olarak hesaplan?r ve ard?ndan monit?rde g?r?nt?lenir.

Brinell sertli?i

Bu y?nteme g?re sertlik ayn? zamanda iki fakat farkl? harflerle (HB) g?sterilir ve ayn? zamanda statik bir testtir. ?al??ma s?ras?ndaki s?cakl?k 20±10 °C aral???nda olmal?d?r. ?z? ?u ?ekildedir - numune sertle?tirilmi? bir ?elik bilya ile s?k??t?r?l?r. Ekipmana ayr?ca tungsten-kobalt sert ala??m?ndan yap?lm?? ba?ka bir top da dahildir. Bu, sertlik ?l??m aral???n? art?rman?za olanak tan?r.

Standarda g?re Brinell sertli?inin ne oldu?una ili?kin belirli ko?ullar tan?mlanm??t?r:

• Numune 12,25 ila 29420 N aral???nda y?klenmelidir.
• Toplar?n boyutu 1-10 mm'dir.
• Maruz kalma s?resi 10-15 saniyeyi ge?memelidir.
• Numune ?zerindeki bask? ?unu a?mamal?d?r: 0,2-0,7 D (D, topun ?ap?d?r.)

?l??m s?reci ?u ?ekilde ger?ekle?ir:

• Numune masan?n ?zerine yerle?tirilir ve durdurucuya sabitlenir.
• Gerekli y?k de?eri s?r?c?de ayarlan?r ve ard?ndan i? mili etkinle?tirilir.
• ??lemin sonunda ?al??ma ucu orijinal konumuna geri d?ner. Ekranda bask?n?n ?ap?n? g?sterecek bir kadran g?stergesini g?rebilirsiniz. Sertli?in kendisi ekipman ?er?evesinde bulunan bir tablo kullan?larak ayarlan?r. Y?k? de?i?tirmeniz gerekiyorsa, bunun i?in yeniden tak?labilir bir dizi pin vard?r.

Sahada kullan?ma uygun ta??nabilir aletler vard?r. Numunenin tutturuldu?u bir kelep?e ile donat?lm??t?r ve y?k bir tutamak taraf?ndan olu?turulur.

Ala??mlar?n sertli?ini ?l?mek i?in ?al??ma aral??? 8-450 HB'dir ve bu, ?e?itli metal yap?lar?n ?retiminde kullan?lan ?o?u ?elik ve ala??m derecesine kar??l?k gelir. Ancak ?st ?l??m s?n?r? a??ld??? anda do?ruluk art?k ger?ekli?e kar??l?k gelmez, bu da girintinin deformasyonundan kaynaklanmaktad?r. Beklenen sertlik 350-450 HB ise karb?r bilyalar?n kullan?lmas? tavsiye edilmez.

Brinell y?nteminin en b?y?k avantaj? s?cak numunelerin sertli?inin belirlenebilmesidir. Ayn? zamanda par?alar?n kenarlar?nda veya kenarlar?nda veya ince numunelerde tespit edilemez.

Rockwell y?ntemi

Rockwell sertli?ini temsil eden harfler HR'dir. Bu y?ntemle numunenin i?ine ?elik bir bilye veya elmas koni bast?r?l?r.

Test a?a??daki ko?ullar alt?nda ger?ekle?tirilir:

• Numune ?nceden y?klenmi?tir; bu, bir dizi y?zey fakt?r?n?n etkisini ?nler: p?r?zl?l?k, s?cakl?k, ?entikleyicinin penetrasyon h?z?.
• Sonucun hesapland??? ana y?k ?retilir.
• Prosed?r y?k?n kald?r?lmas?yla sona erer.

Bu y?ntem ?nceki sertlik belirleme y?ntemleriyle kar??la?t?r?ld???nda, burada ?? ?l?ek g?r?n?r.

• A - belirlenmi? HRA, girintili - elmas koni, ?l??m aral???: 60-80 HRA. Y?ksek karbonlu ala??ml? tak?m ?eliklerinin yan? s?ra sert ala??mlara da uygulanabilir.
• B - belirlenmi? HRB, girintili - sertle?tirilmi? bilya, ?l??m aral???: 35-100 HRB. Bunlar zaten orta sertlikte ?elikler ve demir d??? metallerin ala??mlar?d?r.
• C - belirlenmi? HRC, girintili - elmas koni, ?l??m aral???: 20-90 HRC. Orta sertlikte ?elikler i?in.

?rne?in so?uk haddelenmi? ince ?elik sac gibi sertli?i hesaplamak i?in ?zel ko?ullardan bahsediyorsak, HRN ve HRT sertlik tan?mlar?yla Super-Rockwell y?ntemi kullan?l?r.

Ekipman ayn? zamanda sabit veya ta??nabilir olabilir. Bu durumda birinci tip, elektromekanik veya hidrolik bir tahrik kullan?larak kontrol edilir.

?ndenterin birincil ve ard?ndan ikincil h?z?n?n ayarlanmas? gerekti?inden Rockwell ?l??mlerinin ger?ekle?tirilmesi daha zordur. Ayr?ca elmas ?al??ma ucunun koni ?ekli vard?r ve bu da sonucu etkiler. Ve ortaya ??kan bask?n?n boyutunu belirlemek burada ?ok daha zordur.

Shore sertli?i

Shor'un y?nteminin ana ay?rt edici ?zelli?i vard?r. Metallerin ve di?er malzemelerin sertli?ini belirlemek i?in yukar?da a??klanan t?m y?ntemlerin ortak bir dezavantaj? vard? - test numunesinin y?zeyinde bir bask? beliriyor. Bu durumda gerekirse test edilen par?a d?zene?e veya yap?ya yeniden monte edilemez. Shor'un tekni?i bu t?r deformasyonlar? tamamen ortadan kald?r?yor.

Ek olarak, ?rne?in ?eli?in sertli?inin ?l??lmesi zaten dinamik tip testine at?fta bulunmaktad?r ve ?z? a?a??dakilere indirgenmektedir. ?ncelenen numunenin y?zeyine, i?inde elmas u?lu ?elik bir somun bulunan bir skleroskop (ta??nabilir sertlik test cihaz?) getirilir. Sertlik ?u ?ekilde tan?mlan?r: Malzeme ne kadar yumu?ak olursa, darbenin malzemenin kendisi taraf?ndan emilmesi nedeniyle geri tepme mesafesi o kadar k???k olur. ?rnek ne kadar sert olursa geri tepme de o kadar b?y?k olur.

?l??m aral??? 30 ila 140 HS aras?ndad?r. Sertle?tirilmi? y?ksek karbonlu ?elik 100 HS'ye kar??l?k gelir. Ekipman, ?r?nlerin y?zeyine zarar vermedi?inden, bir i?letim ?nitesinin veya tertibat?n?n tasar?m?n?n par?as? olan par?alar?n test edilmesiyle ilgilidir.

Tekni?in uygulanmas? kolayd?r, de?erlendirme olduk?a h?zl? yap?l?r ve par?a d?zene?e yeniden tak?labilir. B?t?n bunlar ana avantajlar olarak d???n?lebilir. Ancak baz? s?n?rlamalar vard?r.

HS sertlik ?l?e?inin bir standard? yoktur ancak SHOR birimlerini HV, HR veya HB de?erlerine d?n??t?rmenizi sa?layan tablo ve grafikler bulunmaktad?r. Forvetin ribaund mesafesi Young mod?l? gibi bir ?zellikten etkilenir. Bu nedenle farkl? malzemelerin HS birimlerini kar??la?t?rmak m?mk?n de?ildir.

Ayr?ca SHOR sertli?i sadece kar??la?t?rmal? bir de?erdir. Ek olarak, sonu?lar?n do?rulu?u yukar?da listelenen t?m analoglardan belirgin ?ekilde daha d???kt?r.

Mohs ?l?e?i

Alman bilim adam? Friedrich Mohs, 1811'de farkl? malzemelerin sertli?ini belirlemek i?in kendi y?ntemini ?nerdi. ?stelik ?l?e?i, talkla (en yumu?ak ta?) ba?lay?p elmasla (en sert) biten en yayg?n minerallere kar??l?k gelen 1'den 10'a kadar de?erleri i?erir.

Tekni?in kendisi ?ok basittir ve test numunesinin ?izilmeye kar?? direncine dayanmaktad?r. ?rne?in, B nesnesi C g?vdesini ?izebilir, ancak A par?as? ?zerinde hi?bir etkisi yoktur. Veya tam tersine, A malzemesi B par?as?n? yaln?zca hafif?e ?izer, ancak C nesnesine ciddi ?ekilde zarar verebilir.

Mohs ?l?e?ini kullanarak sertli?i belirleme y?nteminin iki y?zy?ldan biraz daha uzun bir s?re ?nce ?nerilmi? olmas?na ra?men, bug?ne kadar ba?ar?yla kullan?lmaktad?r. Mutlak de?erler olmad???ndan ve oran?n sertli?e g?re belirlenmesi imkans?z oldu?undan, yaln?zca elde edilen sonu? tam bilgiden uzakt?r. Yani malzemelerden birinin di?erine g?re ka? kat daha sert veya daha yumu?ak oldu?unu s?ylemek m?mk?n de?ildir.

Mohs sertlik standartlar?

Bu 10 mineral, Mohs y?ntemi kullan?larak sertli?in belirlenmesinde standart olarak al?n?r (atanan de?er parantez i?inde g?sterilecektir):

1. Talk.
2. Al??.
3. Kalsit.
4. Florit.
5. Apatit.
6. Ortoklaz.
7. Kuvars.
8. Topaz.
9. Korindon.
10. Elmas.

Bu mineraller nelerdir? A?a??da hepsini k?saca anlataca??z.

?lk be?

Talk pudras? o kadar yumu?akt?r ki t?rna??n?zla ?izebilirsiniz. Kalemler (daha do?rusu grafit) ayn? sertli?e sahiptir. ?l?ekte bire kar??l?k gelir. Bebek pudras? yap?m?nda kullan?ld??? pek ?ok ki?i taraf?ndan iyi bilinmektedir.

Bir sonraki en zor olan? ise ?izilmesi kolay ve ?zel bir ?zelli?e sahip olan al?? ta??d?r (2). Toz haline getirilip suyla kar??t?r?ld???nda, herhangi bir ?ekil verilebilen plaka benzeri bir k?tle elde edilir. Beyaz?n yan? s?ra orijinal sar? se?enekleri de var.

Kalsitin ???nc? s?rada yer almas? tesad?f de?ildir (3). T?rna??n?zla ?izemezsiniz ama bak?r parayla yapabilirsiniz. Alt?n ve g?m?? ayn? sertlik derecesine sahiptir. ?kinci ad? biyomineraldir ve kabuklar?n yap?ld??? maddedir.

Florit ayn? zamanda fluorspat olarak da an?l?r ve "akan" olarak terc?me edilir. Cam veya s?radan bir b??ak i?in s?ylenemeyen bir t?rnak veya bozuk para ile ?izilemez. Anlayabilece?iniz gibi sertli?i 4't?r.

Be?inci s?rada ise b??ak veya camla ?izilebilen apatit (5) yer al?yor (lapis lazuli ayn? ?zelli?e sahip olabilir). Bu mineral kullan?larak fosfor veya fosforik asit ekstrakte edilir.

?kinci be?

Listenin alt?nc?s?, art?k cam almayan ancak bir dosyaya dayanamayan ortoklazd?r. Elektroseramik ve porselen ?retimi i?in bir kaynak olarak end?stri a??s?ndan de?erlidir. Opal'in de benzer bir sertli?i vard?r ancak bir?ok ?e?idi oldu?undan ve hepsinin kendine has mukavemet ?zelliklerine sahip oldu?undan standart olarak kullan?lamaz.

Sertlik ?zellikleri "derecelendirmemizde" yedinci s?rada, g?stergesi - 7'ye kar??l?k gelen iyi bilinen kuvars yer al?r. Bir?ok ki?i bunu s?radan kum olarak bilir. Ancak ba?ka ?ekillerde de olabilir: kaya kristali, akik, ametist ?eklinde.

Dikkate al?nan mineraller aras?nda topaz en sert olan?d?r (8). ??lenmesi zordur ve ?o?u durumda bunun i?in elmas kullan?l?r. ?lk kez K?z?ldeniz'de bulunan Topazios adas?nda ke?fedildi. Ad? da buradan geliyor.

Korundumun sertli?i elmasla ayn? gibi g?r?n?yor, ancak ?zellikleri ba?ka y?ntemler kullan?larak belirlendi. Ve sonu? olarak elmas korindondan ?ok daha serttir (90-180 kat). Yakut ve safir de bu mineral olarak kabul edilir ve sertli?i nedeniyle a??nd?r?c? aletlerin yap?m?nda idealdir.

G?? a??s?ndan mevcut t?m mineraller aras?nda e?i benzeri olmayan elmas, ilk 10'u tamaml?yor ve sertlik derecesi hak etti?i 10'dur!