Sertlik, malzemelerin yüzey dayanıklılığını ve deformasyona karşı gösterdiği direnci belirleyen önemli bir özelliktir. Sertlik ölçüm yöntemleri, malzemenin sertliğine, yapısına ve testin amacına göre değişiklik gösterir. Rockwell, Brinell ve Vickers, en yaygın kullanılan sertlik ölçüm yöntemleridir ve her bir yöntem, farklı ölçüm prensipleri ve uygulama alanlarıyla dikkat çeker. Bu makalede, Rockwell, Brinell ve Vickers sertlik testlerinin çalışma prensipleri, uygulama alanları ve avantajları detaylı bir şekilde ele alınacaktır.

1. Rockwell Sertlik Testi

Rockwell sertlik testi, malzeme sertlik ölçümünde en yaygın kullanılan yöntemlerden biridir. Özellikle üretim hatlarında hızlı ve pratik sonuç elde etmek için tercih edilir. Rockwell testinde, belirli bir kuvvet ile malzemeye batırılan elmas veya çelik bilye uçlu bir koni veya küre uç ile derinlik ölçümü yapılır. Test sonucunda, malzemede oluşan kalıcı deformasyon derinliği ölçülür ve sertlik değeri olarak belirtilir.

a) Çalışma Prensibi

Rockwell testinde, malzeme yüzeyine iki aşamalı bir kuvvet uygulanır:

1. Ön Yük: Malzemeye ilk olarak bir ön yük uygulanır ve bu yük ile ilk girinti oluşur.
2. Ana Yük: Daha sonra ek bir kuvvet uygulanarak malzemede daha derin bir iz bırakılır. Yük kaldırıldıktan sonra ölçülen iz derinliği Rockwell sertlik değeri olarak kaydedilir.

b) Rockwell Sertlik Ölçü Birimleri

Rockwell sertlik değerleri, uygulanan yüke ve kullanılan uca göre farklılık gösterir. Bu nedenle Rockwell sertlik değeri çeşitli ölçeklerde ifade edilir:

• HRB: Çelik bilye ve orta sertlikte malzemelerde kullanılır.
• HRC: Elmas koni uç ve yüksek sertlikteki çelikler için tercih edilir.

c) Avantajları ve Dezavantajları

• Avantajları: Rockwell testi hızlı, pratik ve otomatik ölçümlere uygundur. Bu nedenle seri üretimde sıklıkla tercih edilir.
• Dezavantajları: Test yüzeyi daha derin izler bırakabilir, bu nedenle ince veya hassas parçalar için ideal değildir.

2. Brinell Sertlik Testi

Brinell sertlik testi, özellikle yumuşak metaller ve büyük tane yapısına sahip malzemeler için uygundur. Bu testte, sert metal bir bilye belirli bir kuvvet ile malzemeye bastırılır ve iz çapı ölçülerek sertlik değeri hesaplanır. Brinell testi, daha geniş bir temas alanı yaratır, bu nedenle malzemenin ortalama sertliğini elde etmek için idealdir.

a) Çalışma Prensibi

Brinell testinde, genellikle 10 mm çapında bir çelik veya karbür bilye, belirli bir süre boyunca malzeme yüzeyine uygulanır. İz çapı bir mikroskop ile ölçülür ve Brinell sertlik değeri (HB) şu formül ile hesaplanır:

[HB = \frac{2P}{\pi D(D – \sqrt{D^2 – d^2})}]

Burada:

• (P) = Uygulanan yük (kgf)
• (D) = Bilye çapı (mm)
• (d) = İz çapı (mm)

b) Uygulama Alanları

Brinell testi, yumuşak ve orta sertlikteki malzemelerde (alüminyum, bakır, çelik) kullanılır. Özellikle büyük parçaların ve kalın malzemelerin sertlik ölçümlerinde tercih edilir.

c) Avantajları ve Dezavantajları

• Avantajları: Daha geniş temas alanı sayesinde, malzemenin homojen sertlik ölçümü için idealdir.
• Dezavantajları: Bilye çapı büyük olduğundan, küçük veya ince parçalar için uygun değildir. Ayrıca test izinin mikroskop ile ölçülmesi gerektiğinden zaman alıcı olabilir.

3. Vickers Sertlik Testi

Vickers sertlik testi, oldukça hassas ve esnek bir ölçüm yöntemidir. Bu yöntem, ince ve sert malzemelerin sertlik ölçümünde tercih edilir. Vickers testinde, kare piramit şeklindeki elmas bir uç, malzeme yüzeyine belirli bir kuvvetle bastırılır. Test sonucunda elde edilen izin çapraz uzunlukları ölçülerek Vickers sertlik değeri hesaplanır.

a) Çalışma Prensibi

Vickers testinde, 136° açısına sahip kare piramit şeklindeki elmas uç, malzeme yüzeyine belirli bir yükle bastırılır. Yük uygulandıktan sonra oluşan izin iki çapraz uzunluğu ölçülür. Vickers sertlik değeri (HV), aşağıdaki formül kullanılarak hesaplanır:

[HV = \frac{1.854 \times F}{d^2}]

Burada:

• (F) = Uygulanan yük (kgf)
• (d) = İzin ortalama çapraz uzunluğu (mm)

b) Uygulama Alanları

Vickers testi, geniş bir malzeme yelpazesinde kullanılabilir. Sert ve ince malzemeler, kaplamalar ve yüzey sertlikleri ölçümünde idealdir. Özellikle seramikler ve ince yüzeylerde, yüksek hassasiyetle sonuç verir.

c) Avantajları ve Dezavantajları

• Avantajları: Küçük izler bıraktığı için ince ve küçük parçalar üzerinde uygulanabilir. Ayrıca hem sert hem de yumuşak malzemeler için uygundur.
• Dezavantajları: Hassas mikroskopik ölçümler gerektirdiği için uygulaması daha uzun sürebilir ve daha maliyetli olabilir.

4. Karşılaştırmalı Tablo

Özellik	Rockwell Testi	Brinell Testi	Vickers Testi
Uygulanan Yük	60-150 kgf	500-3000 kgf	1-120 kgf
Test Ucu	Elmas veya çelik bilye	Çelik veya karbür bilye	Elmas piramit
Sertlik Birimi	HRB, HRC	HB	HV
Uygulama Alanları	Seri üretim, büyük yüzeyler	Yumuşak ve büyük malzemeler	İnce ve sert malzemeler
Avantajları	Hızlı, pratik	Homojen sertlik ölçümü	Hassas, geniş kullanım alanı
Dezavantajları	Küçük parçalara uygun değil	Küçük ve ince parçalar için uygun değil	Zaman alıcı, maliyetli

5. Sonuç

Rockwell, Brinell ve Vickers sertlik testleri, farklı malzeme türleri ve uygulama alanları için kullanılan, malzemelerin sertliklerini ölçmekte kullanılan yöntemlerdir. Rockwell testi hızlı sonuçlar verdiği için seri üretim hatlarında yaygın olarak kullanılırken, Brinell testi daha geniş temas alanı ile ortalama sertlik ölçümünde idealdir. Vickers testi ise ince, sert ve hassas malzemeler için yüksek doğruluk sağlar. Bu sertlik testlerinin doğru seçimi, malzemelerin özelliklerinin anlaşılmasında ve uygulama koşullarına göre en uygun malzemenin belirlenmesinde kritik bir rol oynar.