Bir bıçak satın alırken "körelmez" dendiğini veya bir matkap ucu alırken "betonu deler" dendiğini duymuşsunuzdur. Peki, bir metalin diğerini çizebileceğini veya delebileceğini nasıl biliyoruz? Cevap, malzeme biliminin en temel özelliklerinden biri olan Sertlik kavramında gizlidir.
Endüstride üretilen her parçanın, kullanım amacına uygun olup olmadığını anlamak için sertlik testinden geçmesi gerekir. Ancak tek bir test yöntemi yoktur. Kimi zaman devasa bir döküm parçayı, kimi zaman ise saç telinden ince bir kaplamayı ölçmeniz gerekir. İşte mühendislik dünyasının en yaygın üç silahşoru: Rockwell, Brinell ve Vickers.
Bilimsel olarak sertlik; bir malzemenin, kendisine batırılmaya çalışılan daha sert bir cisme karşı gösterdiği dirençtir. Yani sertlik, sadece "sağlamlık" demek değildir; çizilmeye, aşınmaya ve deformasyona karşı koyabilme yeteneğidir.
Tarihin en eski ve en kaba kuvvet gerektiren yöntemidir. 1900'lerin başında Dr. Johan August Brinell tarafından bulunmuştur.
Nasıl Çalışır? Test edilecek metalin yüzeyine, belirli bir yük altında (genellikle çok yüksek bir ağırlıkla) sertleştirilmiş çelik veya karbür bir bilye bastırılır.
Ölçüm: Bilye kaldırıldıktan sonra oluşan çukurun (izin) çapı özel bir büyüteçle ölçülür. Çap ne kadar genişse, malzeme o kadar yumuşaktır.
Nerelerde Kullanılır? Döküm demirler, dövme çelikler gibi iç yapısı kaba ve gözenekli olan malzemelerde kullanılır. Çünkü büyük bilye, geniş bir alanı ezerek malzemenin genel sertliği hakkında ortalama bir fikir verir.
Endüstride en çok sevilen yöntemdir. Neden mi? Çünkü çok hızlıdır ve hata payı düşüktür.
Nasıl Çalışır? Brinell'in aksine, bu testte oluşan izin çapı değil, derinliği ölçülür. Önce küçük bir ön yük (yerleşme yükü) uygulanır, ardından ana yük bindirilir.
Uç Tipleri: Malzemeye göre elmas koni veya çelik bilye kullanılır.
Skalalar: En bilinenleri "HRC" (sert çelikler için elmas uçlu) ve "HRB" (pirinç, alüminyum gibi yumuşak metaller için bilye uçlu) skalalarıdır.
Avantajı: Sonuç, cihazın ekranında doğrudan sayı olarak belirir. Mikroskopla ölçüm yapmaya gerek yoktur, bu yüzden seri üretim hatlarında (örneğin bıçak veya motor parçası üretiminde) standarttır.
Eğer hassasiyet arıyorsanız veya çok küçük bir parçayı ölçmeniz gerekiyorsa, adresiniz Vickers yöntemidir.
Nasıl Çalışır? Malzemeye kare tabanlı bir elmas piramit uç batırılır.
Ölçüm: Oluşan izin köşegen uzunlukları mikroskop altında hassas bir şekilde ölçülür. Elmas uç kullanıldığı için en yumuşak bakırdan en sert seramiğe kadar her malzemede aynı yöntem kullanılabilir.
Mikro-Sertlik: Vickers yöntemi, "Mikrosertlik" testlerinde de kullanılır. Örneğin, bir metalin üzerindeki mikroskobik kaplamanın sertliğini veya bir diş dolgusunun kalitesini ölçmek için idealdir.
Doğru test yöntemi, malzemenin türüne ve boyutuna göre değişir:
Yüzey pürüzlü ve malzeme kaba yapılı mı? (Örn: Döküm motor bloğu) -> Brinell kullanın.
Hız önemli mi ve parça sertleştirilmiş çelik mi? (Örn: Dişli çark, bıçak) -> Rockwell (HRC) kullanın.
Parça çok ince, küçük veya bilimsel araştırma mı yapıyorsunuz? (Örn: Laboratuvar numunesi, kaplama) -> Vickers kullanın.
Sertlik ölçümü, bir malzemenin kimliği gibidir. Yanlış sertlikteki bir vida kopabilir, aşırı sert bir dişli kırılabilir. Rockwell, Brinell ve Vickers yöntemleri; köprülerden uçaklara, mutfak bıçaklarından tıbbi implantlara kadar kullandığımız her ürünün güvenli ve dayanıklı olmasını sağlayan görünmez kalite kontrolcülerdir.
Bir dahaki sefere elinize kaliteli bir çelik aldığınızda, üzerindeki o küçük deformasyon izini arayın; o iz, kalitenin kanıtıdır.
