1. Deney Adı: Sertlik Deneyi 2. Amacı: Malzemelerin sertliğinin

1.
Deney Adı: Sertlik Deneyi
2.
Amacı:
Malzemelerin sertliğinin ölçülmesi ve mukavemetleri hakkında bilgi elde edilmesi.
3.
Teorik Bilgi:
Malzemelerin mekanik özelliklerinden birisi de sertliktir. Sertlik, malzemenin plastik
deformasyona (batma veya çizilmeye) karşı gösterdiği direncin bir ölçüsüdür. İlk sertlik
deneyleri doğal minerallerin birbirini çizebilme yeteneklerine göre sıralanması ile oluşturulmuş
bir skalaya göre yapılmaktaydı. Mohs Skalası adlandırılan, sıralamanın bir parça keyfi olarak
seçilen minerallerle niteliksel olarak yapıldığı ve sertlik derecesinin 1 ile 10 arasında değiştiği
bu skalada, en düşük sertlik derecesini gösteren 1 değeri talk mineralinin sertliğine ve en yüksek
değer olan 10 değeri ise elmasın sertliğine karşılık gelmekteydi. Zamanla küçük bir ucun
malzeme yüzeyine belirli bir yük ve hızda kontrollü bir şekilde batırılması ile gerçekleştirilen
nicel (kantitatif) sertlik ölçüm yöntemleri geliştirilmiştir. Bu sertlik ölçüm yöntemlerinde, ucun
batırılması ile oluşan izin derinliği ya da büyüklüğü (genişliği) ölçülerek malzemelerin sertlik
değerleri bulunur. Buna göre malzeme ne kadar yumuşak ise oluşan izin derinliği ya da genişliği
o kadar büyük, sertlik değeri de o oranda düşük olur. Ölçülen sertlikler, mutlak olmaktan çok
bağıldır ve farklı tekniklerle belirlenen değerler birbiriyle karşılaştırılırken özen gösterilmelidir.
Sertlik deneyleri aşağıdaki nedenlerden dolayı diğer mekanik deneylere göre çok daha yaygın
bir şekilde kullanılır:
a. Basit ve düşük maliyetli olmaları- genellikle özel bir numune hazırlanmasına gerek
yoktur.
b. Tahribatsız deneylerdir- numunede hasar ya da aşırı deformasyon oluşmaz, oluşan tek
deformasyon küçük bir izden ibarettir.
c. Çoğu zaman, çekme dayanımı gibi diğer mekanik özellikler sertlik verileri kullanılarak
tahmin edilebilir.
3.1. Sertlik ve Çekme Dayanımı Arasındaki İlişki
Çekme dayanımı ve sertlik bir metalin plastik deformasyona olan direncinin göstergesidir. Bu
nedenle, aralarında kaba da olsa bir ilişki bulunur. Pratikte bir çok çelik için Brinell sertlik
değeri (BSD) ile çekme dayananımı (ÇD )arasında aşağıdaki ilişki mevcuttur.
ÇD (MPa) = 3,45.BSD
1
3.2. Sertlik Ölçme Yöntemleri
Geçmişten günümüze, malzemelerin sertliğini ölçmek için çeşitli yöntemler geliştirilmiştir. Bu
yöntemler sırasıyla aşağıda belirtilmiştir.
Statik sertlik ölçme yöntemleri




Brinell
Rockwell
Vickers
Knoop
Dinamik sertlik ölçme yöntemleri
 Shore
 Poldi Çekici
Bu yöntemlerden statik sertlik ölçme yöntemleri (Tablo 1), laboratuvar uygulamalarında daha
sık bir şekilde kullanılmaktadır.
Tablo 1. Statik sertlik ölçme yöntemleri
2
3.3.Vickers Sertlik Ölçme Yöntemi
İngiliz araştırmacı Vickers tarafından geliştirilen bir sertlik ölçme metodudur. Sistem, 136̊
elmas piramit ucun, malzeme cinsi ve kalınlığına bağlı olarak seçilen belirli yükler sayesinde,
malzeme üzerinde yaptığı izin optik olarak ölçülmesine dayanır (Şekil 1). Piramidin bıraktığı
izin köşegeni (d), her iki köşegen uzunluğunun milimetrenin 1/1000’i duyarlılıkta mikroskopla
ölçülmesi ve ortalamasının alınması ile tespit edilir. Deneyde uygulanan yük kullanılan cihazın
özelliğine bağlı olarak 1 ile 100 gr arasında, batma süresi ise 10 ile 15 sn arasında seçilebilir.
Şekil 1. Şematik Vickers Sertlik Ölçme Yöntemi
Vickers metodu kullanılan düşük yükler sayesinde Brinell ve Rockwell metodlarınca tatminkâr
sonuç alınamayan, ince sert tabakalı sertleştirilmiş parçalarda (nitrasyon, sementasyon) ve ince
saçların sertliklerinin ölçümünde çokça kullanılır.
Vickers sertliği (VSD) aşağıda verilen bağıntı ile hesaplanır:
𝑽𝑺𝑫 = 𝟏, 𝟖𝟓𝟒.
𝑷
𝒅𝟐
Burada P uygulanan yükü (kg), d iz köşegenlerinin ortalamasını (mm) göstermektedir.
3
4. Deneyde Kullanılacak Cihaz ve Deneyin Yapılışı:
Deneyde Şekil 2’de verilmiş olan Shimadzu marka mikrosertlik cihazı kullanılacaktır. Yöntem
olarak Vickers yöntemi, yük olarak 10, 50, 100 gr ve bekleme süresi olarak da 15sn seçilecektir.
Şekil 2. Mikrosertlik Cihazı
Sertlik ölçme işlemleri daha önce Isıl İşlem deneyinde hazırlamış olduğunuz 2 farklı AISI 4140
çelik numuneler üzerinden alınacaktır. Bu numuneler sırasıyla;
1. İşlemsiz AISI 4140 numunesi
2. Östenit bölgesine ısıtılmış ve suda soğutulmuş numune
5. Deney Raporunun Hazırlanması
Söz konusu her bir numune için 3 farklı ölçümden alınan ortalama sertlik değerleri hem tablo
halinde hem de sütun grafik üzerinde gösterilecektir. Elde edilen sertlik değerlerinin birbirinden
farklı olmasının sebebi irdelenerek rapor halinde sunulacaktır.
Not: Deney öncesi yazılı veya sözlü sınav yapılacaktır.
4