İçeriğe atla

Sertlik

Kesilmeye, delinmeye ve çizilmeye karşı direnç olarak sertlik

Sertlik, bir malzemenin aşınma, çizilme, delinme ve kesilme gibi plastik deformasyonlara karşı gösterdiği direnç olarak tanımlanabilir. Malzemenin sertliği süneklik, mukavemet ve tokluk gibi diğer mekanik özellikleriyle ilişkilidir. Dolayısıyla malzemenin sertliğinin ölçülmesiyle malzemenin mukavemet değeri hakkında bilgi sahibi olunabilir.

Bir maddenin sertliği atomik bağ yapısına bağlıdır.[1] Örnek olarak Hem elmas hem de grafit İkisi de saf karbonun allotroplarıdır. Bununla birlikte elmas, insan tarafından bilinen en sert doğal maddedir Mohs ölçeğinde 10 ile en yüksek değeri alır ve grafit ise çok yumuşaktır ve Mohs ölçeğinde 1-2 arasında değer alır. Minerallerin sertliği, 1 (en yumuşak) ila 10 (en sert) arasında nispi bir ölçek olan Mohs Sertlik Ölçeği kullanılarak karşılaştırılır.[2]

Sertlik ölçme yöntemleri

Malzemeler farklı yükleme türleri altında farklı davranış sergilerler. Örneğin, tek seferlik büyük bir darbeyi son derece iyi alabilen bir metal, sürekli yükleme sırasında aynı şekilde davranmayabilir. Her durum için sertlik testi yapılmalıdır ve böylece uygulama için iyi bir malzeme seçimi yapılabilir. Üç ana sertlik ölçümü türü vardır: çizik, iz ve geri tepme (dinamik). Bu ölçüm sınıflarının her birinde ayrı ölçüm ölçekleri kullanılır.[3]

Çizilme sertliği testi
Sertlik izinin ölçülmesine dayanan vickers sertlik ölçme deneyi.
Dijital Dinamik Sertlik Ölçme Cihazı (Sklerosko))

Çizilme sertliği

Çizilme sertliği ölçümü, 1820'de Alman mineralog Friedrich Mohs tarafından önerilen ilk sertlik ölçeğine yol açan en eski sertlik ölçüm yöntemidir. Çizilme sertliği, bir malzemenin çizilmelere ve sürtünme nedeniyle aşınmaya karşı sertliğini belirler. İlke, sert bir malzemenin, kendisine göre daha yumuşak bir malzemeyi çizmesi esasına dayanır.[4]

En yaygın yöntemi mineralojide kullanılan Mohs ölçeğidir. Kaplamaları test ederken çizilme sertliği, filmi alt tabakaya kesmek için gereken kuvveti ifade eder. Bir kaplamanın çizilmeye karşı direncini değerlendirmek için kullanılabilecek bir dizi farklı cihaz vardır: Kalem Sertliği Test Cihazı (Wolff-Wilborn), Sklerometre, Clemen Aparatı, Çizilme ve Kesme Aleti.[5]

İz sertliği

İz sertliği, yüksek sertlikteki batıcı ucun (elmas, tungsten karbür vb.) statik yük ile numunenin yüzeyine bastırılarak malzeme deformasyonuna karşı direncini ölçme esasına dayanan ve endüstride en çok kullanılan sertlik ölçme yöntemidir.

Testler, özel olarak boyutlandırılmış ve yüklü bir batıcı uç tarafından bırakılan izin kritik boyutlarını ölçmenin üzerinde çalışır. 1900 yılında, İsveçli mühendis Johan August Brinell tarafından sertleştirilmiş bir batıcı uç ile belirli bir yükün uygulandığı ilk iz sertliği testini geliştirmiştir (Brinell sertlik deneyi). Yaygın iz sertliği ölçme yöntemleri Rockwell, Vickers, Knoop ve Brinell'dir. İz sertliği testleri makro veya mikro ölçekte gerçekleştirilebilir.[6]

Geri tepme sertliği

Dinamik sertlik olarak da bilinen geri tepme sertliği, yaygın olarak elastomerler ve plastik malzemelerin sertliğinin ölçülmesinde kullanılır. yük uygulama tekniğine dayanan genellikle bir malzemenin sertliğini, test malzemesi üzerindeki etkisinden sonra yükün geri tepme hızına göre ölçer.

İlginç bir şekilde, ilk dinamik sertlik testi, yirminci yüzyılın başlarında, malzeme sertliğini test etmek için Skleroskop kullanılarak ilgi odağı haline geldi. Bu sertlik testinin bir örneği, iple çalışan bir karbür bilyalı çekiçle donatılmış bir cihaz kullanan Leeb sertlik testidir. sabit bir yükseklikten bir malzemeye düşürülen elmas uçlu bir çekicin "sıçramasının" yüksekliğini ölçer. Bu sertlik türü elastikiyet ile ilgilidir. Geri tepme sertliğini ölçen iki ölçek Leeb geri tepme sertliği testi ve Bennett sertlik ölçeğidir. Ultrasonik Temas Empedans (UCI) yöntemi, bir salınımlı çubuğun frekansını ölçerek sertliği belirler. Çubuk, titreşim elemanlı metal bir şafttan ve bir ucuna monte edilmiş piramit şeklinde bir elmastan oluşur.[7][8]

Ayrıca Bakınız

Kaynakça

  1. ^ Oganov, A. R.; Lyakhov, A. O. (1 Haziran 2010). "Towards the theory of hardness of materials". Journal of Superhard Materials (İngilizce). 32 (3): 143-147. doi:10.3103/S1063457610030019. ISSN 1934-9408. 
  2. ^ "Diamond Graphite". 24 Temmuz 2017 tarihinde kaynağından arşivlendi. 
  3. ^ "Material Hardness – Types, Testing Methods & Units". 18 Haziran 2020 tarihinde kaynağından arşivlendi. 
  4. ^ Leroux, Pierre (2014). "SCRATCH HARDNESS MEASUREMENT USING MECHANICAL TESTER" (İngilizce). doi:10.13140/RG.2.1.3120.0164. 
  5. ^ "Hardness & Scratch Resistance". 2 Aralık 2021 tarihinde kaynağından arşivlendi. 
  6. ^ "SCRATCH HARDNESS MEASUREMENT USING MECHANICAL TESTER". 16 Temmuz 2023 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 16 Temmuz 2023. 
  7. ^ "STATIC VS. DYNAMIC HARDNESS TESTING". 17 Ağustos 2022 tarihinde kaynağından arşivlendi. 
  8. ^ "SERTLİK ÖLÇÜM YÖNTEMLERİ NELERDİR?". 16 Temmuz 2023 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 16 Temmuz 2023. 

İlgili Araştırma Makaleleri

<span class="mw-page-title-main">Mohs sertliği</span>

Mohs sertlik skalası, Minerallerin sertliği Avusturyalı mineralog Friedrich Mohs tarafından 1812 de ortaya konulan ve Mohs sertlik dizisi adı verilen bir ölçek yardımıyla nisbi olarak ölçülür. Mohs sertlik skalasına göre bir mineralin sertliğini bulmak için, sertliği bilinen mineral veya minerallerle, sertliği saptanacak olan mineral birbirine sürtülür ve sertliği bilinmeyen mineralin hangi minerali çizdiği ve hangisiyle çizildiği belirlenir. Sonuçta bu işleme göre mineralin sertliği bulunmuş olur. Örneğin, Apatit'i çizip kuvars ile çizilen bir mineralin Mohs skalasına göre sertliği 6 dır. Diğer bir yöntem Mohs skalasında bilinen değerleri olan bir seri madde ile çizme deneyi şeklindedir. Örneğin bir madde flüoriti ile çizilmez ama apatit'le çizilirse, Mohs sertlik derecesi 4 ile 5 arasındadır.

<span class="mw-page-title-main">Grafit</span> yumuşak, yağlı, kâğıt üzerinde iz bırakan, gri-siyah renkli katı bir madde

Grafit ya da karataş yumuşak, yağlı, kâğıt üzerinde iz bırakan, gri-siyah renkli katı bir maddedir. Grafit, yağ haline getirilip makinelerde, çalışan parçaların birbirine sürtünürken aşınmasını azaltmak ya da engellemek amacıyla yağlayıcı olarak kullanılır. Adını, yazı yazmakta kullanılmasından almaktadır; "grafit" Yunanca grafein köküne, mineralleri belirtmekte kullanılan -it ekinin eklenmesiyle elde edilmiş bir sözcüktür. Kurşun kalemlerin içindeki uç, içine kil katılarak sertleştirilmiş grafittir.

<span class="mw-page-title-main">Malzeme bilimi</span> yeni malzemelerin keşfi ve tasarımı ile ilgilenen disiplinlerarası alan; öncelikli olarak katıların fiziksel ve kimyasal özellikleriyle ilgilidir

Malzeme bilimi, malzemelerin yapı ve özelliklerini inceleyen, yeni malzemelerin üretilmesini veya sentezlenmesini de içine alan disiplinlerarası bir bilim dalıdır.

<span class="mw-page-title-main">Kaynak (imalat)</span>

Kaynak, malzemeleri, genellikle metalleri veya termoplastikleri, esas olarak parçaları birbirine eritmek ve soğumalarını sağlamak için yüksek sıcaklık kullanarak birleştiren bir üretim sürecidir ve füzyona neden olur. Yaygın alternatif yöntemler arasında, ısı olmadan bağlanan malzemeleri eritmek için kimyasallar kullanan çözücü kaynak (termoplastikler) ve basınç, soğuk kaynak ve difüzyon bağlama gibi erimeden bağlanan katı hal kaynak işlemleri vardır.

Tahribatsız muayene, inceleme yapılacak olan malzeme ya da parçanın bütünlüğüne zarar vermeden yapılan muayene türüdür. Bu muayenenin geçerliliği ise daha önceden yapılmış olan tahribatlı muayenelerin sonuçlarına dayanmaktadır.

<span class="mw-page-title-main">Alçı taşı</span>

Alçı taşı, kalsiyum sülfat dihidrattan oluşan yumuşak bir sülfat mineralidir ve kimyasal formül CaSO4 · 2H2O'dur. Alçıtaşı ayrıca selenitin yarı saydam kristalleri olarak kristalleşir. Aynı zamanda bir evaporit minerali ve anhidritin hidrasyon ürünü olarak oluşur. İçinde su bulunan kalsiyum sülfat minerali, tek veya ikiz sütunlar hâlinde billûrlanır. Alçı billurlarına kil ve marn içinde veya tuzlu ve alçılı dağların boşluklarında rastlanır.

<span class="mw-page-title-main">Vickers sertliği</span>

Vickers sertlik testi, malzemelerin sertliğini ölçmek için Brinell yöntemine alternatif olarak 1921 yılında Vickers Ltd tarafından geliştirilen yöntemdir.

<span class="mw-page-title-main">Bor</span> sembolü B ve atom numarası 5 olan kimyasal element

Bor simgesi B ve atom numarası 5 olan kimyasal elementtir. Kristal formunda kırılgan, koyu, parlak bir metaloid; amorf formunda kahverengi bir tozdur. Bor grubunun en hafif elementidir, kovalent bağlar oluşturan üç değerlik elektronuna sahiptir, bu da borik asit, mineral sodyum borat, bor karbür ve bor nitrür gibi ultra sert bor kristallerini açıklar.

In-circuit test (ICT) elektriksel bir sonda kullanarak kalabalık bir baskılı devre kartının (PCB) doğru olarak üretilip üretilmediğini anlamak amacıyla üzerindeki elemanların ve bağlantıların kısa-devre, açık-devre, direnç, kapasitans ve diğer temel niceliklerini ölçerek yapılan bir yapısal test türüdür. Çivili Yatak türünde bir test adaptörü ve özel bir test sistemi kullanılarak yapıldığı gibi, adaptörsüz bir test düzeneği ile de yapılabilir.

Ölçü aleti, bilim ve teknolojide çeşitli nicelikleri ölçmek için kullanılan alet ve araçlara verilen genel bir addır.

<span class="mw-page-title-main">Değerli taş</span>

Değerli taş, kesildiğinde veya parlatıldığında mücevher veya diğer süs eşyaları yapmak için kullanılan mineral kristal parçasıdır.

<span class="mw-page-title-main">Hücre tabanlı elmaslar</span>

Elmas tabanlı hücreler, bilimsel deneylerde kullanılan bir cihazdır. Yüksek basınçlarda, çok küçük yapıdaki maddelerin(milimetre altı) sıkıştırılmasını sağlar öyle ki 600 gigapascal'a kadar sıkıştırabilecek basınç uygulayabilir.

<span class="mw-page-title-main">Yapay elmas</span> jeolojik süreçler sonucunda oluşan doğal elmasların aksine yapay süreçler uygulanarak üretilen elmas türleridir

Sentetik elmaslar, Jeolojik süreçler sonucunda oluşan doğal elmasların aksine yapay süreçler uygulanarak üretilen elmas türleridir. Sentetik elmaslar üretim yöntemlerine göre HPHT elmas veya CVD elmas olarak ikiye ayrılırlar. Sentetik kelimesi tüketiciler tarafından taklit ürünler ile karıştırılmasına yol açsa da sentetik elmaslar doğal elmaslar ile aynı materyalden yapılmıştır. Bu tür bir yanlış anlaşılmayı gidermek amacıyla ABD'de Federal Ticaret komisyonu tarafından Laboratuvar üretimi, [üretici ismi] yapımı gibi alternatif ön ekler ile tanımlanması kararlaştırılmıştır.

<span class="mw-page-title-main">Bor karbür</span> çok sert ve kovalent malzeme

Bor karbür (B4C), çok sert bir bor-karbon seramik ve kovalent malzemedir. Madde tank zırhı, kurşun geçirmez yelekler, motor sabotaj tozlarının içinde olduğu çok sayıda endüstriyel uygulama alanına sahiptir. Vickers sertliği 30 GPa'dan fazla olan bor karbür, kübik bor nitrür ve elmasın ardından bilinen en sert malzemelerden biridir. Seramiğin yoğunluğu 2,52 g/cm³, molar kütlesi 55,255 g/mol, kaynama noktası 3.500 °C, PubChem Bileşik Kimlik Numarası ise 123279'dur.Türk Kara Kuvvetlerine Giren Altay Tankı'nın Zırhıda Bir Karbür'dür.

Sertleştirme, metallerin sertliğini artırmak için kullanılan bir metal işlemi türüdür. Bir metalin sertliği, metalin maruz kaldığı gerinim konumundaki tek eksenli akma stresiyle doğru orantılıdır. Sert bir metalin plastik deformasyona karşı direnci daha az sert bir metale göre daha yüksek olacaktır.

<span class="mw-page-title-main">Tel çekme</span>

Tel çekme, teli tek veya bir dizi çekme kalıbından çekerek telin enine kesitini azaltmak için kullanılan bir metal işleme sürecidir. Elektrik kabloları, kablolar, gerilim yüklü yapısal bileşenler, yaylar, ataçlar, tekerlek parmakları ve telli müzik aletleri dahil olmak üzere tel çekme işlemi gören birçok ürün vardır. Süreçler benzer olmasına rağmen, çekme işlemi ekstrüzyondan farklıdır, çünkü çekmede tel, kalıptan itilmek yerine çekilmektedir. Çekme genellikle oda sıcaklığında gerçekleştirilir, bu nedenle soğuk işleme süreci olarak sınıflandırılır, ancak malzemeye uygulanan kuvvetleri azaltmak için büyük teller için yüksek sıcaklıklarda gerçekleştirilebilir.

Testere; sert dişli kenarlı sert bir bıçak, tel veya zincirden oluşan bir alettir. Bazen metal veya taş kesimi için kullanılsa da, çoğu zaman ahşap olan malzemeleri kesmek için kullanılır. Kesim, dişli kenarı malzemeye yerleştirerek ve ileri geri veya sürekli ileri hareket ettirerek yapılır. Bu kuvvet elle uygulanabilir veya buhar, su, elektrik veya başka bir güç kaynağı ile yapılabilir. Aşındırıcı testere, metal veya seramiği kesmek için tasarlanmış güçlü dairesel bir bıçağa sahiptir.

<span class="mw-page-title-main">Brinell sertliği</span> Brinell sertlik ölçeği

Brinell sertlik ölçeği, çapı bilinen çelik veya tungsten karbürden yapılmış bir bilyenin belirli bir yük ve süre ile malzeme yüzeyine bastırılarak malzeme yüzeyinde oluşan izin çapının ölçülmesine dayanan bir sertlik ölçme yöntemidir.

<span class="mw-page-title-main">Rockwell sertliği</span>

Rockwell sertlik deneyi, bir malzemenin batma derinliğine dayanan birimsiz bir sertlik ölçeği olup en yaygın olarak kullanılan sertlik ölçeğidir. Batıcı uç olarak; bilye uç veya çok sert malzemelerin ölçümünde kullanılan 120° uç açılı elmas koni batıcı uç ile sertlik ölçülür. Rockwell testinde, numuneye önce bir ön yük uygulanır ardından ana yük uygulanır ve yükü serbest bıraktıktan sonra batma derinliği ölçülür. Kullanılan batıcı ucun türü HRA, HRB, HRC, vb. skalalarla kaydedilen birimsiz bir sayıdır ve son harf ilgili Rockwell ölçeğidir.

Knoop sertlik deneyi, Vickers sertlik deneyinin bir alternatifi olan bir mikro sertlik deneyidir. Özellikle gevrek malzemeler veya ince levhalar için kullanılan, küçük izlerin oluştuğu mekanik bir sertlik deneyidir. Piramidal bir elmas uç, belirli bir bekleme süresi boyunca bilinen bir yük ile test malzemesinin parlatılmış yüzeyine bastırılır ve elde edilen iz bir mikroskop kullanılarak ölçülür. Bu batıcı ucun geometrisi, uzunluk-genişlik oranı 7:1 olan genişletilmiş bir piramittir ve ilgili yüzey açıları uzun kenar için 172° derece ve kısa kenar için 130° derecedir. Oluşan izin yaklaşık olarak batma derinliğinin uzun köşegenin uzunluğuna oranı 1/30 kadardır.


Bu sayfa, bu Vikipedi makalesine dayanmaktadır.
Metin, CC BY-SA 4.0 lisansı altında mevcuttur; ek koşullar uygulanabilir.
Görseller, videolar ve sesler kendi lisansları altında mevcuttur.