Rockwell Sertlik Testi ve İşlemin Çelik Üzerindeki Etkisi

Sertlik testi basit ve nispeten ucuz bir testtir. Çekme testinden daha hızlı ve daha az tahribatlı olan bu test, mühendisler için mevcut olan evrensel olarak en değerli mekanik testlerden biri olarak kabul edilir.

Sertlik testi değerleri ampiriktir ve yine de sonuçlar, geniş bir malzeme yelpazesinde malzeme mukavemeti ile çok iyi bir korelasyon sağlar. Bir sertlik testinde bilinen bir kuvvet uygulandığında, malzemenin maruz kaldığı plastik deformasyon miktarı sertlik değerini belirler.

Rockwell tipi testte, çeşitli boyut ve şekillerde yüklü girintiler sertliği ölçer. Bu deney için, Rockwell sertlik testini kullanarak işlenmemiş ve ısıl işlem görmüş çeliğin sertliğini ölçeceğiz ve karşılaştıracağız.

Metallerin sertliğini ölçmek için birkaç yaygın yöntem arasında Brinell, Vickers, Knoop ve Rockwell sertliği BNC bulunur. Bu yöntemlerin her biri, bir küre, bir koni veya bir elmas piramit şeklinde bir delici kullanır.

Bir metalin yüzeyine bir girinti yapılır ve bir sertlik okuması görüntülenir. Bu listeden Rockwell sertlik testi, yapısal çelikler için en popüler olanıdır. Standart bir manuel Rockwell test cihazı, yükü uygulamak için bir kaldıraç sisteminden ve sertlik numarasını gösteren bir analog okumadan oluşur.

Tipik Rockwell testinde, bir ön yük uygulayarak ve ilk penetrasyon derinliğini ölçerek yüzey değişimlerini hesaba katmak için bir sıfır noktası oluşturulur. Daha sonra, ana yük girintiye uygulanır. Son olarak, yük kaldırılır ve nihai penetrasyon derinliği ölçülür. Makinenin üst kısmındaki kadranlı gösterge, bir Rockwell sertlik değerini görüntülemek için bu iki değer arasındaki farkı kullanır. Malzeme ne kadar sert olursa, girinti o kadar az nüfuz eder ve bu da daha yüksek bir Rockwell sertlik değeri ile sonuçlanır. Bu nedenle, Rockwell B ve Rockwell C sertlik değerleri, penetrasyon derinliğine dayanır ve bu nedenle test makineleri, belirli sertlik aralıkları için kalibrasyon test blokları kullanılarak sıklıkla kalibre edilir.

Rockwell sertlik testi, bir malzemenin mukavemetinin ısıl işlem veya soğuk haddeleme gibi işlemlerle nasıl değiştirildiğini değerlendirmek için kullanılabilir. Soğuk haddeleme, daha güçlü, daha sert malzemelerle sonuçlanma eğilimindedir. Isıl işlem, ısıtma yoluyla daha yumuşak malzemelere, ancak su verme yoluyla daha sert yapılara neden olabilir.

Örneğin, Jominy End Quench Testinde, silindirik bir numune eşit şekilde ısıtılır. Bir uç daha sonra bir su akışı ile söndürülür. Su verilmiş uçtan söndürülmemiş uca kadar numunenin uzunluğu boyunca meydana gelen değişiklikler, mikro yapıdaki değişiklikleri temsil eden sertlik değerlerinde görülebilir.

Bir sonraki bölümde, Rockwell sertlik testini kullanarak işlenmemiş çelikten ısıl işlem görmüş çeliğe geçişi gözlemlemek için bir çelik Jominy End Quench Test numunesinin uzunluğu boyunca sertliği ölçeceğiz.

Başlamadan önce, test makinesini tanıyın. Irgat el çarkı ile kaldırılabilen veya alçaltılabilen örs, değiştirilebilir girintinin altındaki bir numuneyi destekler.

Makinenin yan tarafındaki seçici kullanılarak bir test yükü seçilir ve yük kolunu boşaltma konumundan yükleme konumuna çevirerek uygulanır. Doğru ön yükleme ve son ölçümler, makinenin üst kısmındaki kadranlı gösterge kullanılarak belirlenir.

Test numunenizi yerleştirmeden önce, Rockwell C elmas koni girintisinin takılı olduğunu ve test yükünün 150 kilograma ayarlandığını onaylayın. Numuneyi, düz yüzeyi örse dayanacak şekilde makineye sabitleyin. Bu gösteri için, su soğutma işleminden geçirilmiş bir Jominy End Quenched örneği kullanacağız.

Yükleme kolunu boşaltma konumuna getirin ve ardından numuneyi girintiye yaklaştırmak için örsü kaldırın. Numune konumunu, girinti uçtan bir inçin on altıda biri olacak şekilde ayarlayın. Konum doğru olduğunda, numuneyi test sırasında hareket etmeyecek şekilde yeniden sabitleyin. Şimdi, ön kadrandaki iğne hafifçe hareket etmeye başlayana kadar numuneyi bir kez daha kaldırın, bu da girinti ile temasın kurulduğunu gösterir.

Kadran üzerindeki iğne üç tam dönüşü tamamlayana kadar numuneyi yavaşça kaldırmaya devam ederek ön yüklemeyi uygulayın. İğne üçüncü dönüşü tamamladığında durun. Kadranlı göstergenin dış halkasını, ilk okuma sıfır olacak şekilde ayarlayın. Ardından test yükünü uygulamak için yük kolunu yükleme konumuna getirin. Yük uygulandıkça iğne yeni bir değere yerleşecektir. Hareket etmeyi bırakana kadar bekleyin ve ardından yük kolunu boşaltma konumuna geri getirin.

Kadranlı göstergeden Rockwell C sertliğini kaydedin ve ardından numuneyi girintiden uzaklaştırmak için örsü indirin. Bu testi numunenin uzunluğu boyunca tekrarlayın. ASTM-A255 yönergeleri, okumaların ilk yarım inç için on altıda bir inç aralıklarla ve sonraki yarım inç için sekizde bir inç aralıklarla alınması gerektiğini belirtir.

Numunenin Rockwell sertliğini, numune boyunca konumun bir fonksiyonu olarak çizin. Söndürülmüş uçtan uzaklık arttıkça sertlik belirgin bir şekilde azalır.

Rockwell sertlik testi, soğuma hızına bağlı olarak, malzemenin iç yapısındaki değişikliğin malzemenin sertliğini etkilediğini ve bunun da malzemenin mukavemetini gösterdiğini göstermek için kullanıldı.

Artık sertlik testini kullanım kolaylığı açısından takdir ettiğinize göre, günlük ürünlerin kalitesini sağlamak için nasıl uygulandığına bir göz atalım.

Sertlik değerleri, ampirik denklemlerden türetilen grafikler kullanılarak kolayca mukavemet değerlerine dönüştürülebilir. Beklendiği gibi, daha yumuşak malzemeler daha düşük mukavemet değerlerine sahiptir ve daha sert malzemeler daha yüksek mukavemet değerlerine sahiptir. Bu nedenle, sertlik değerleri, her gün kullandığımız şeylerin gücünü tahmin etmek için daha maliyetli çekme testleri yerine kullanılabilir.

Sadece bir arka bahçe barbeküsünde etrafa baktığınızda, sertlik testi nedeniyle güvenli kabul edilen birçok ürün göreceksiniz. Metal çim sandalyeler, geniş bir sıcaklık aralığında ızgara üzerindeki ızgaralar, sertleştirilmiş çelik bıçaklar ve su koşullarında metal havuz merdiveni. Hepsi muhtemelen tüketici güvenliğini sağlamak için sertlik testine tabi tutuldu.

JoVE'nin Rockwell sertlik testine girişini yeni izlediniz. Artık sertlik testinin neden yaygın olarak kullanıldığını, sertlik testinin nasıl yapıldığını ve elde edilen sonuçların nasıl analiz edileceğini anlamalısınız.

İzlediğiniz için teşekkürler!