17
BAŞKENT ÜNİVERSİTESİ MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ MAK - 402 MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ LABORATUVARI DENEY- 1 SERTLİK ÖLÇME VE DARBE TESTİ KULLANARAK MALZEME TOKLUK DEĞERİNİN BELİRLENMESİ 1

BAŞKENTÜNİVERSİTESİMAKİNE MÜHENDİSLİĞİBÖLÜMÜ MAK ...kntekin/courses/Mak402/MAK_402_DENEY... · 2014-02-24 · SERTLİK DENEYLERİ a) Rockwell Sertlik Testi: Sabit yük

  • Upload
    others

  • View
    6

  • Download
    0

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: BAŞKENTÜNİVERSİTESİMAKİNE MÜHENDİSLİĞİBÖLÜMÜ MAK ...kntekin/courses/Mak402/MAK_402_DENEY... · 2014-02-24 · SERTLİK DENEYLERİ a) Rockwell Sertlik Testi: Sabit yük

BAŞKENT ÜNİVERSİTESİMAKİNE

MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ

MAK - 402 MAKİNEMÜHENDİSLİĞİLABORATUVARI

DENEY- 1 SERTLİKÖLÇME VE DARBE TESTİ KULLANARAKMALZEMETOKLUKDEĞERİNİNBELİRLENMESİ

1

Page 2: BAŞKENTÜNİVERSİTESİMAKİNE MÜHENDİSLİĞİBÖLÜMÜ MAK ...kntekin/courses/Mak402/MAK_402_DENEY... · 2014-02-24 · SERTLİK DENEYLERİ a) Rockwell Sertlik Testi: Sabit yük

2

SERTLİK DENEYİ

GİRİŞ

Tasarımı yapılan bir ürünün üretiminde kullanılacak malzemenin özellikleri tasarım kriterlerini

sağlaması gerekmektedir. Bu nedenle üretimde kullanılacak malzemenin mekanik özelliklerinin

bilinmesi ve tasarım kriterlerini ne ölçüde sağlandığının tespit edilmesi gerekmektedir.

Malzemelerin mekanik özelliklerini tespit etmek için tahribatlı ve tahribatsız testler olarak 2 temel

kategoride deneyler yapılmaktadır. Tahribatlı testler, uygulaması kolay ve sonuçlara hızlı ulaşılmayı

sağlar ancak deney sonunda malzeme bir daha kullanılamayacak şekilde yıpratan deneylerdir.

En güncel kullanılan tahribatlı test yöntemleri çekme deneyi, basma deneyi, eğilme deneyi, darbe

deneyi, sertlik deneyi ve yorulma deneyleridir. Bu deneylerin amacı farklı yükleme durumlarında

malzemenin mekanik özelliğini tespit etmektir. Her deney tipinin kendine göre ayrı standartları

mevcuttur.

Sertlik deneyinde, malzemenin kendisinden daha sert ve malzemenin yüzeyinden bastırılan

cisme karşılık gösterdiği deformasyon direnci ölçülür ve bir malzemenin dislokasyon hareketine

veya plastik deformasyona gösterdiği direnç sertlik olarak adlandırılır. Temel olarak dört farklı

sertlik test tipi bulunmaktadır. Bunlar;

1. Parça yüzeyini çizme (Mohs sertliği),

2. Parçaya bir cismi darbeli batırma (Wilk metodu, Graven-Werner metodu, Baumann-

Steinrück metodu, Poldi çekici, Combi çekici, Schmit çekici),

3. Parçaya bir cismi belirli yükseklikten düşürülme (Shore sertliği)

4. Parçaya sert bir cismi statik bir yükle bastırma (Brinell yöntemi, Vikers yöntemi,

Rocwell yöntemi) sertliğidir.

DENEYİN AMACI Kompozisyonu bilinmeyen bir malzemenin sertlik testinin yapılarak, mekanik özelliklerinin tespit edilmesidir.

SERTLİK DENEYLERİ

a) Rockwell Sertlik Testi: Sabit yük altında, malzeme üzerinde oluşturulan iz derinliğinin

ölçülmesi esasına dayanır. Ölçümü yapılacak malzemenin cinsine göre, iz bırakıcı olarak ucu çok

az yuvarlatılmış 120° 'lik konik elmas uç veya 1/16" ve 1/8" çapında çelik bilyalar kullanılır. Yük

ise 60, 100 veya 150 kg olarak uygulanır. Her yük-iz bırakıcı kombinasyonu farklı bir Rockwell

skalasını oluşturur ve her skala farklı malzemelerin sertliğini ölçmek için kullanılır. Bu skalalardan

en çok kullanılanlar Rockwell B ve Rockwell C skalasıdır. Rocwell A skalası 60 kg yük ve

1200’lik konik elmas uç kullanılarak uygulanır. Rockwell B skalası yumuşak ve sünek

malzemelerde 100 kg yük ve 1/16" çapında çelik bilya kullanılarak uygulanır. Sertliği 35-100 HRB

arasında olan malzemelerin sertliğinin ölçümü için uygun sonuçlar verir. Rockwell C skalası

serleştirilmiş çeliklere 150 kg yük ve 1200’lik konik elmas uç kullanılarak uygulanır. Sertliği 20-70

HRC arasında olan malzemelerin sertliğinin ölçümü için uygun sonuçlar verir.

Page 3: BAŞKENTÜNİVERSİTESİMAKİNE MÜHENDİSLİĞİBÖLÜMÜ MAK ...kntekin/courses/Mak402/MAK_402_DENEY... · 2014-02-24 · SERTLİK DENEYLERİ a) Rockwell Sertlik Testi: Sabit yük

3

Deneyin Yapılışı

Ölçüm yapılacak malzemenin yüzeyi kimyasal yollarla ve zımpara ile temizlenerek

parlatılmalıdır.

Deney sonuçlarının güvenilir olması için ölçümün, oda sıcaklığında ve normal atmosfer

basınçlı bir ortamda gerçekleştirilmesi gerekmektedir.

Ölçümü yapılacak malzemenin cinsine ve kalınlığına göre, basıncın değeri ve batıcı ucun

cinsi ilgili tablolar kullanılarak tespit edilir.

Bu işlemden sonra deney malzemesi ve batıcı uç sağlam bir şekilde ölçüm cihazındaki

yerlerine takılır ve yükleme işlemine geçilir.

Sertliği ölçülecek numune tabla üzerine konulduktan sonra malzemeye ön yükleme kolu

vasıtasıyla 10 kg’lık ön yük uygulanır. Bu sayede baskı ucu malzeme üzerine oturur ve onu

yerinde tutar.

Siyah rakamlı bölüm üzerinde kadran sıfıra getirilir ve daha sonra sıra 90 kg’ lık ana yükün

uygulamasına gelmiştir. Böylece toplam yük, 10 kg’lık ön yükle beraber 100 kg olacaktır. (Batıcı

uç olarak çelik bilye kullanıldığı zaman büyük yük 100 kg olarak alınır. Küresel konik elmas uç

kullanıldığı zaman büyük yük, genel olarak 150 kg olur, fakat gerektiği zaman diğer yükler de

kullanılır. )

En son sonuç kadrandan okunur.

b) Brinell Sertlik Testi: Malzeme yüzeyine belirli bir yükün (F), belirli bir çaptaki (D) sert

malzemeden yapılmış bir bilye yardımıyla belirli bir süre uygulanması sonucu yüzeyde kalıcı bir

iz meydana getirme esasına dayanır. Daha sonra oluşan kuvvetin oluşan izin küresel yüzey alanına

bölünmesiyle Brinell sertlik değeri elde edilir. Deney sonrası sertlik sonucu ifade edilirken BSD

işaretinin yanında diğer deney şartları bilya çapı/yük/uygulama süresi sırasına göre bir bilgi

eklenir.

Deneyin Yapılışı:

Ölçümü yapılacak malzeme üzerinde soğuk biçimlendirme izi bulunmamalı, söz konusu

izlerin olduğu malzeme kısımlarında ölçüm yapılmamalıdır. Ölçüm öncesi malzeme yüzeyi

zımpara ile temizlenmeli ve parlatılmalıdır. Isıl işlem görmüş parçaların yüzeylerinden talaş

kaldırıldıktan sonra ölçüm yapılmalıdır.

Deney sonuçlarının güvenilir olması için ölçümün, oda sıcaklığında ve normal atmosfer

basınçlı bir ortamda gerçekleştirilmesi gerekmektedir. Çünkü metal malzemelerin mekanik

özellikleri sıcaklık ve basınçla değişebilir.

Ölçümü yapılacak malzemenin cinsine ve kalınlığına göre, uygulanacak basıncın süresi ve

değeri belirlenmeli, batıcı ucun cinsi ve kalınlığı tespit edilmelidir.

Bu işlemden sonra deney malzemesi ve bilye sağlam bir şekilde ölçüm cihazındaki yerlerine

takılır, uygulanacak yük cihaz üzerinde ayar kolu yardımı ile ayarlanır ve yükleme işlemine geçilir.

Parça üzerine yük, sarsıntı olmaksızın yüzeye yavaş yavaş ve dik olarak önceden belirlenen

süre zarfında uygulanır.

Sertlik ölçümüne esas alınacak değer için parça yüzeyinde üç farklı noktada ölçüm yapılır.

Bu ölçümlerin aritmetik ortalaması esas ölçüm değeri olarak kabul edilir.

Ölçümün güvenilir olması için, ortalama değerin bulunması esnasında malzemenin değişik

yerlerinden yapılacak ölçümler arasındaki mesafe, birbirlerine çok yakın olmamalıdır. İz

merkezinin malzeme kenarına olan uzaklığı iz çapının 2,5 katı, iz merkezleri arasındaki uzaklık

iz çapının en az 4 katı ve sertlik ölçümü yapılacak numunenin kalınlığı iz derinliğinin en az 8 katı

olmalıdır.

Page 4: BAŞKENTÜNİVERSİTESİMAKİNE MÜHENDİSLİĞİBÖLÜMÜ MAK ...kntekin/courses/Mak402/MAK_402_DENEY... · 2014-02-24 · SERTLİK DENEYLERİ a) Rockwell Sertlik Testi: Sabit yük

4

İnce saclar üst üste konularak ölçüm yapılmalıdır.

Malzeme Cinsine Göre Uygulanan Yük, Bilye Çapı ve Uygulama Süresi

Yükün uygulama süresi, yumuşak metaller dışında genellikle 10 -15 saniyedir. Yumuşak metaller

için bu süre 30 saniye ve daha fazla olabilir. Birinel sertlik deneyinde uygulanacak yükü

malzeme cinsine göre aşağıdaki şekilde belirlemek mümkündür.

P=CxD2

Şekil 1. Brinell sertlik ölçümünün şematik gösterilmesi

P= Uygulanacak kuvvet(Kgf) C=Numunenin malzemesine göre değişen katsayısı

D=Bilye çapı(mm)

Çelik, dökme demir malzemesi ve titanyum alaşımları için C=30,

Hafif metal alaşımları, bakır, pirinç, bronz malzemeleri için C=10,

Saf alüminyum, magnezyum, çinko, dökme pirinç malzemeleri için C= 5

Kurşun, kalay, yumuşak metal malzemeler için C= 1,25 alınır.

Malzemenin üzerine uygulanacak yük değeri, sertliği ölçülecek malzemenin cinsine ve bilye çapına

göre seçilmektedir. d/D oranı 0.20 - 0.70 arasında olduğu durumlarda uygulanan yük değeri doğru

kabul edilir. (D=Bilye çapı, d= İz çapı)

Sertlik Değerini Bulmak İçin Gerekli Formülü Uygulama

Brinell sertliği, çelik bilyenin malzeme yüzeyindeki ortalama batma derinliğini içeren HB ile belirtilir.

Bu uygulamada çelik bilyenin malzeme üzerindeki küresel batma alanı esas alınır. Birinell sertlik

aşağıdaki formülle bulunur.

Page 5: BAŞKENTÜNİVERSİTESİMAKİNE MÜHENDİSLİĞİBÖLÜMÜ MAK ...kntekin/courses/Mak402/MAK_402_DENEY... · 2014-02-24 · SERTLİK DENEYLERİ a) Rockwell Sertlik Testi: Sabit yük

5

Şekil 2. Brinell Sertlik Testi

Yukarıdaki verilere göre;

HB= Birinell sertlik

P= Uygulanan kuvvet

A= Bilyenin parça üzerinde meydana getirdiği küresel iz alanı

D= Bilye çapı, mm

d= Sertliği ölçülen parça üzerindeki iz çapı, mm

Malzeme kalınlığına göre kullanılması gereken bilye çapları aşağıdaki tabloda gösterilmiştir.

Tablo 2. Malzeme cinsine göre bilye çapı ve uygulanan yük

Page 6: BAŞKENTÜNİVERSİTESİMAKİNE MÜHENDİSLİĞİBÖLÜMÜ MAK ...kntekin/courses/Mak402/MAK_402_DENEY... · 2014-02-24 · SERTLİK DENEYLERİ a) Rockwell Sertlik Testi: Sabit yük

6

Tablo3: Malzeme kalınlığına göre kullanılması gereken bilye çapları

Malzeme kalınlığı(mm) Bilye Çapı(mm)

6-Yukarısı 2,5-5-10

3-6 2,5-5

1,5-3 2,5

0,6-1,5 1

c) Vickers Sertlik Testi: Vickers sertlik deneyinin kullanım alanı çok geniştir. Çok yumuşak ve çok

sert malzemeler için uygundur. Vickers sertlik deneyi, tabanı kare ve tepe açısı 136° olan

standartlaştırılmış piramit şeklinde bir elmas ucun, değişken yükler altında numune yüzeyine

batırılması sonucu bir iz oluşturma esasına dayanır. Deney yükü F=1 kg ile 100 kg arasında

seçilebilir. Deneyden sonra Vickers sertlik değerini bulmak için kare şeklindeki izin köşegenleri

mikroskop yardımı ile hassas bir şekilde ölçülür. Herhangi bir sertlik yöntemi ile bulunan sertlik

değerleri, başka bir yöntemin sertlik değerine çevrilebilir, ancak her yöntemin geçerli olduğu bir

sertlik aralığı vardır. Bu aralığın dışına çıkıldığında, yapılan sertlik testi geçerliliğini kaybeder ve

testin farklı bir yöntem ile tekrarlanması gerekir. Bunun sebebi ise bastırma ucunun deforme olması

veya küresel bastırma ucunun malzemenin fazla içerisine girmesi sonucu ölçüm hassasiyetini

kaybetmesi olarak özetlenebilir.

Yükü Malzemeye Doğru Olarak Uygulama

Yükü malzeme uygulama esnasında aşağıdaki

işlem sırası takip edilir.

Çok küçük veya düzensiz şekle sahip

parçalar iyi desteklenmeli veya bir yere

sabitlenmelidir.

Ölçüm normal oda sıcaklığında (10-350C

arasında) yapılmalıdır.

Deney parçası deney cihazı üzerine

sağlam bir şekilde bağlanmalı, uç sıkıca

yerine tutturulmalı ve deney cihazı ani

titreşimlerden korunmalıdır.

Deney için uygulanacak yük ve uygulama

süresi belirlendikten sonra, baskı ucu

mengenede bağlı olan numune üzerine

getirilir. Baskı ucu yavaş yavaş belirlenen

süre kadar numune yüzeyine dik bir şekilde

uygulanır. Bu uygulamadan sonra yük

numune üzerinden kaldırılarak deney bitirilir.

Deney sonuçlarının güvenilir olması için

bu uygulamanın numunenin üç farklı

noktasına uygulanması gerekir.

Şekil 3. Vickers sertlik ölçümünün şematik olarak

gösterilmesi

Page 7: BAŞKENTÜNİVERSİTESİMAKİNE MÜHENDİSLİĞİBÖLÜMÜ MAK ...kntekin/courses/Mak402/MAK_402_DENEY... · 2014-02-24 · SERTLİK DENEYLERİ a) Rockwell Sertlik Testi: Sabit yük

7

Vickers sertlik değerini bulmak için;

• Numune yüzeyindeki yükün kaldırılmasından sonra numune üzerinde meydana getirilen izin

görüntüsü metal mikroskobu yardımı ile ölçme ekranına aktarılır.

• Ölçme ekranındaki hareketli cetvel yardımı ile izin köşegen uzunlukları ölçülerek ortalaması

alınır. d= (d1+d2)/2

• İz alanının bulunmasından sonra Vickers sertliği aşağıdaki formül ile bulunur.

Vikers Sertlik Değeri;

F=Uygulanan deney yükü (kg),

d= İz köşegenlerinin ortalaması (mm,

a=Tepe açısı= 136o

Deney : Brinell , Rockwell, Vickers

Sertlik ölçümleri:

Deney Metodu

Malzeme Cinsi

Sertlik Tipi

Ölçüm Değeri

Sertlik Değeri

Resim 1. Sertlik Deney Düzeneği

Page 8: BAŞKENTÜNİVERSİTESİMAKİNE MÜHENDİSLİĞİBÖLÜMÜ MAK ...kntekin/courses/Mak402/MAK_402_DENEY... · 2014-02-24 · SERTLİK DENEYLERİ a) Rockwell Sertlik Testi: Sabit yük

8

SERTLİK VE MAKSİMUM ÇEKME DAYANIMI ARASINDAKİ BAĞLANTI

Malzemenin eğer mukavemet değerleri hakkında hiç bir bilgi elimizde bulunmuyor ise

mukavemet değerlerinden maksimum çekme dayanımının o malzemeni Brinell sertlik

değerinden tahmin edebiliriz. Örneğin; düşük ve orta kabonlu ve alaşımlı çelikler için

malzemenin sertliği ile malzemenin maksimum çekme dayanımı arasındaki bağlantı aşağıdaki

gibi verilebilir.

NOT: Aşağıdaki bağıntı malzemenin Brinell sertliğinin 175 HB'den büyük olduğu durumlar

için geçerlidir. Bulunan sonuçlar malzemenin gerçek değerleri değil sadece tahmini yaklaşık

değerleridir.

σ u = 3.45(HB )MPA

σ u = 0.50(HB )kpi

HESAPLAMALAR 1. Sertlik testi tipine göre, gerekli ölçüm değerlerini veya iz boyutlarını ölçün. Uygun çizelgeyi ve formülleri kullanarak sertlik değerlerini belirtin.

2. Cihazın yanında bulunan çizelgeyi kullanarak başka hangi deneylerin yapılabileceğini,

bunlarla hangi sertlik değerlerin bulunması gerektiğini tablo halinde yazın.

DARBE DENEYİ GİRİŞ

Metallerin özellikle gevrek kırılmaya uygun şartlardaki mekanik özellikleri hakkında bilgi edinmek

ve numunenin dinamik bir zorlama altında kırılması için gerekli enerji miktarını (darbe direncini)

belirlemek amacıyla malzemelere darbe testi uygulanır.

Ani yüklemelere maruz kalması planlanan malzemelerin tokluklarının yüksek olması

istenmektedir. Bu nedenle ani darbelere karşı dayanımı yüksek olan malzeme seçimi için,

malzemenin ani darbelere olan direnci darbe testi ile ölçülüdür. Malzemenin ani darbelere karşı

dayanımı tokluğu ile yakından ilişkilidir. Tokluk bir malzemeyi kırmak için gerekli enerji miktarı

olarak tanımlanabilir veya gerilme – gerinim diyagramının altında kalan alan olarak da ifade

edilebilir. Darbe deneyi süresince malzeme tarafından soğurulan enerji, malzemenin dayanımının

ve tokluğunun bir ölçüsü olarak kullanılabilir.

Uygulama yerine ve kullanım amacına göre malzemenin maruz kalabileceği darbeler çok farklı

şekillerde olabilir. Buna karşın darbeye karşı olan cevapta malzemenin kendisi tarafından

belirlenir. Şöyle ki, metal ve metal alaşımlarının darbeye karşı cevabı; elastik uzama ve plastik

şekil değiştirme şeklinde meydana gelir ve darbe hasarı, çoğunlukla, çarpma yüzeyinde başladığı

anda kolay bir şekilde tespit edilebilir.

Darbe hasarı, metal malzemelerde genellikle bir tehlike işareti olarak kabul edilmez, çünkü

metaller plastik şekil değiştirebilme kabiliyetlerinden dolayı, büyük miktarda enerjiyi

soğurabilirler. Metaller sabit bir gerilme durumunda yapı sertleşmeden önce çok büyük uzamalarda

Page 9: BAŞKENTÜNİVERSİTESİMAKİNE MÜHENDİSLİĞİBÖLÜMÜ MAK ...kntekin/courses/Mak402/MAK_402_DENEY... · 2014-02-24 · SERTLİK DENEYLERİ a) Rockwell Sertlik Testi: Sabit yük

9

akabilirler, bu nedenle oluşacak kopmalar ani ve beklenmedik olmaz. Kompozit malzemelerde bir

darbe sonucunda oluşan hasar, çarpmanın türüne göre darbeye maruz kalmayan yüzeyde meydana

gelebilir, içyapıda oluşan delaminasyonlar (tabakalar arası ayrılma) şeklinde başlayabilir.

Yukarıda da bahsedildiği gibi metallerde darbe cevabı, plastik şekil değiştirme sonucunda bir

kopma şeklinde olmasına rağmen, kompozitler çok değişik şekillerde hasara uğrayabilirler ve bu

hasar şekillerinde parçanın yapısal bütünlüğünde ciddi bir değişiklik meydana gelmeyebilir.

Genellikle gözle görülmeyen veya çok zayıf şekilde görülebilen hasarlar meydana gelir. Plastik

matrisli kompozit malzemelerin hemen tamamı kırılgandır, bu nedenle enerjiyi sadece elastik

deformasyon ve bazı hasar mekanizmaları (matris kırılması, delaminasyon, fiber kopması v.b)

sayesinde soğurabilirler, diğer bir değişle enerjiyi soğurmada

plastik deformasyonun katkısı hemen hemen hiç yoktur. Bu anlamda hasar direnç ifadesi, bir

kompozit sistemde meydana gelen darbe hasarının miktarını ifade eder. Tabakalı kompozit

malzemede, eğer kalınlık boyunca bir takviye söz konusu değil ise, en büyük darbe hasarı enine

doğrultuda oluşacaktır. Bunun en önemli nedenlerinden birisi, enine doğrultudaki malzeme

elastik özelliğinin düşük olmasıdır. Bu nedenle bir kompozit malzemenin enine hasar direnci

nispeten zayıftır. Tabakalar arası gerilmeler (kesme ve normal) tabakalar arası mukavemetin

düşük olmasından dolayı ilk kopmalara sebep olan gerilmelerdir. Darbe esnasında kompozit

malzemeye aktarılacak enerjinin miktarı, malzemenin bu enerjiyi sönümleyebilmesi için oluşacak

hasar şekillerini belirleyecektir.

Darbe testleri sadece malzemenin ani yüklemeler altında soğurabildiği enerjiyi ölçmek için

yapılmaz. Bunun yanı sıra, malzemenin sünek halden gevrek hale geçiş sıcaklığının

belirlenmesinde de ve malzemelerin çentik etkisinde gevrek mi yoksa sünek bir şekilde

kırıldığını tespit etmek için de darbe testlerine başvurulur

Şekil 4: Gerilme-gerinim diyagramı yardımıyla malzemelerin tokluğunun belirlenmesi

Page 10: BAŞKENTÜNİVERSİTESİMAKİNE MÜHENDİSLİĞİBÖLÜMÜ MAK ...kntekin/courses/Mak402/MAK_402_DENEY... · 2014-02-24 · SERTLİK DENEYLERİ a) Rockwell Sertlik Testi: Sabit yük

10

CHARPY VE İZOD DARBE TESTLERİ

Charpy ve Izod darbe test yöntemlerinde çentik açılmış bir test numunesi, standart bir

yükseklikten bırakılan bir sarkaç ile darbeye maruz bırakılır. Darbeden sonra sarkacın çıktığı

yükseklik tespit edilerek sarkacın ilk ve son konumdaki enerji farkı numune tarafından soğurulan

darbe enerjisi olarak ölçülür. Darbeden sonraki sarkacın yüksekliği ne kadar az ise, soğurulan

darbe enerjisi, dolayısıyla malzemenin darbe direnci veya tokluğu da o derece yüksektir. Charpy

ve Izod test yöntemleri ufak farklılıklar dışında birbirine çok benzerler. Bu farklılıklardan en

önemli olanı, numunenin desteklenme şekli ile çentiğin destek ve darbe noktalarına göre

konumudur.

Charpy test düzeneğinde numunenin tam ortasına bir çentik açılır. Numune; çentik yüzeyi, darbe

yüzeyine ters durmak üzere basit mesnetli kiriş şeklinde düzleme sabitlenir. Izod test

düzeneğinde de yine ortasına çentik açılmış numune bu sefer dikey ankastre kiriş şeklinde deney

düzeneğine yerleştirilir.

Şekil 5: Darbe deneyi cihazının çalışma prensibi ve standart numuneler

DENEYİN YAPILIŞI

Darbe deneyinde kullanılan numune boyutları ve darbe deney cihazının şematik gösterimi Şekil

1’ de verilmiştir. Şekil 1’den de görüldüğü üzere darbe deney numunesinin ortasında V şeklinde

çentik açılmaktadır. Çentik açılmasının amacı, malzeme bünyesinde bulunabilecek olası bir gerilim

konsantrasyonunu çentik tabanında yapay olarak oluşturup, malzemenin bünyesindeki böyle bir

gerilim konsantrasyonuna karşı göstereceği davranışı belirlemektedir. Deneyde Şekil1’de

şematik olarak gösterilen sarkaç tipi cihazdan faydalanılır. Deney öncesinde sarkaç, daha önce

tespit edilen potansiyel enerjiye sahip olabileceği bir yüksekliğe çıkarılır.

Daha sonra numune çekicin salınım düzlemi ile çentiğin simetri düzlemi 0,5 mm içinde

birbirleriyle çakışacak şekilde yerleştirilir. Numune uygun şekilde yerleştirildikten sonra

okumaların yapıldığı kadranın göstergesi başlangıç konumuna getirilir ve sarkaç düzgün bir

şekilde serbest bırakılır. Sonuç deneyden sonra kadrandan doğrudan okunur. Bulunan değer

Page 11: BAŞKENTÜNİVERSİTESİMAKİNE MÜHENDİSLİĞİBÖLÜMÜ MAK ...kntekin/courses/Mak402/MAK_402_DENEY... · 2014-02-24 · SERTLİK DENEYLERİ a) Rockwell Sertlik Testi: Sabit yük

11

malzemenin darbe direnci (darbe mukavemeti) olarak tanımlanır.

Ağırlığı G olan sarkaç, h yüksekliğine çıkarılır. Bu durumda potansiyel enerjisi Gxh olur. Sarkaç

bu yükseklikten serbest bırakıldığında düşey bir düzlem içinde hareketa ederek numuneyi kırar

ve aksi yönde h` yüksekliğine kadar çıkar. Böylece numunenin kırılmasından sonra sarkacın

potansiyel enerjisi Gxh olur. Buna göre sarkacın başlangıçtaki potansiyel enerjisi ile numune

kırıldıktan sonraki potansiyel enerjilerinin farkı numuneyi kırmak için harcanmış, başka bir

deyişle bu potansiyel enerji farkı kırılma anında numune tarafından absorbe edilmiştir. Numunenin

kırılma anında absorbe ettiği enerji şu şekilde gösterilebilir:

Kırılma Enerjisi = G.(h – h` )

G = Sarkacın ağırlığı (kg)

L = Sarkacın ağırlık merkezinin, sarkacın salınım merkezine olan uzaklığı (m)

h = Sarkacın ağırlık merkezinin düşme yüksekliği (m)

h` = Sarkacın ağırlık merkezinin çıkış yüksekliği (m)

Buradan çentik darbe dayanımı; absorbe edilen enerjinin numune kesit alanına bölünmesiyle

hesaplanır.

Deney : Charpy Ve İzod Darbe Testleri

Deney Metodu

Malzeme Cinsi

Test Tipi

Kesit Alanı

Tokluk Değeri

Page 12: BAŞKENTÜNİVERSİTESİMAKİNE MÜHENDİSLİĞİBÖLÜMÜ MAK ...kntekin/courses/Mak402/MAK_402_DENEY... · 2014-02-24 · SERTLİK DENEYLERİ a) Rockwell Sertlik Testi: Sabit yük

12

a.Charpy Deney Düzeneği b. İzod Deney Düzeneği

Resim 2. Darbe test düzenekleri1

Page 13: BAŞKENTÜNİVERSİTESİMAKİNE MÜHENDİSLİĞİBÖLÜMÜ MAK ...kntekin/courses/Mak402/MAK_402_DENEY... · 2014-02-24 · SERTLİK DENEYLERİ a) Rockwell Sertlik Testi: Sabit yük

13

Page 14: BAŞKENTÜNİVERSİTESİMAKİNE MÜHENDİSLİĞİBÖLÜMÜ MAK ...kntekin/courses/Mak402/MAK_402_DENEY... · 2014-02-24 · SERTLİK DENEYLERİ a) Rockwell Sertlik Testi: Sabit yük

14

Page 15: BAŞKENTÜNİVERSİTESİMAKİNE MÜHENDİSLİĞİBÖLÜMÜ MAK ...kntekin/courses/Mak402/MAK_402_DENEY... · 2014-02-24 · SERTLİK DENEYLERİ a) Rockwell Sertlik Testi: Sabit yük

15

SERTLİK DÖNÜŞÜM TABLOSU

BRİNELL

SERTLİĞİ

VİCKERS

SERTLİĞİ

ROCKWELL

C

ÇEKME

DAYANIMI BRİNELL

SERTLİĞİ

VİCKERS

SERTLİĞİ

ROCKWELL

C

ÇEKME

DAYANIMI

HB HV HRC N / mm2 HB HV HRC N / mm

2 76.0 80 - 265 333 350 35.5 1125

80.7 85 - 270 342 360 36.6 1155

85.5 90 - 285 352 370 37.7 1190

90.2 95 - 305 361 380 38.8 1220

95.0 100 - 320 371 390 39.8 1255

98.8 105 - 335 380 400 40.8 1290

105 110 - 350 390 410 41.8 1320

109 115 - 370 399 420 42.7 1350

114 120 - 385 409 430 43.6 1385

119 125 - 400 418 440 44.5 1420

124 130 - 415 428 450 45.3 1455

128 135 - 430 437 460 46.1 1485

133 140 - 450 447 470 46.9 1520

138 145 - 465 -456 480 47.7 1555

143 150 - 480 -466 490 48.4 1595

147 155 - 495 -475 500 49.1 1630

152 160 - 510 -485 510 49.8 1665

156 165 - 530 -494 520 50.5 1700

162 170 - 545 -504 530 51.1 1740

166 175 - 560 -513 540 51.7 1775

171 180 - 575 -523 550 52.3 1810

176 185 - 595 -532 560 53.0 1845

181 190 - 610 -542 570 53.6 1880

185 195 - 625 -551 580 54.1 1920

190 200 - 640 -561 590 54.7 1955

195 205 - 660 -570 600 55.2 1995

199 210 - 675 -580 610 55.7 2030

204 215 - 690 -589 620 56.3 2070

209 220 - 705 -599 630 56.8 2105

214 225 - 720 -608 640 57.3 2145

219 230 - 740 -618 650 57.8 2180

223 235 - 755 - 660 58.3 -

228 240 20,3 770 - 670 58.8 -

233 245 21,3 785 - 680 59.2 -

238 250 22,2 800 - 690 59.7 -

242 255 23,1 820 - 700 60.1 -

247 260 24,0 835 - 720 61.0 -

252 265 24,8 850 - 740 61.8 -

257 270 25,6 865 - 760 62.5 -

261 275 26,4 880 - 780 63.3 -

266 280 27,1 900 - 800 64.0 -

271 285 27,8 915 - 820 64.7 -

Page 16: BAŞKENTÜNİVERSİTESİMAKİNE MÜHENDİSLİĞİBÖLÜMÜ MAK ...kntekin/courses/Mak402/MAK_402_DENEY... · 2014-02-24 · SERTLİK DENEYLERİ a) Rockwell Sertlik Testi: Sabit yük

16

276 290 28,5 930 - 840 65.3 -

280 295 29,2 950 - 860 65.9 -

285 300 29,8 965 - 880 66.4 -

295 310 31,0 995 - 900 67.0 -

304 320 32,2 1030 - 920 67.5 -

314 330 33.3 1060 - 940 68.0 -

323 340 34.4 1095 - - - -

Page 17: BAŞKENTÜNİVERSİTESİMAKİNE MÜHENDİSLİĞİBÖLÜMÜ MAK ...kntekin/courses/Mak402/MAK_402_DENEY... · 2014-02-24 · SERTLİK DENEYLERİ a) Rockwell Sertlik Testi: Sabit yük

17

KAYNAKÇA

[1] Mehmet Yüksel, Cemal Meran “Malzeme Bilimine Giriş”, Makine Mühendisleri Odası,Denizli

2010.

[2] “Sertlik Ölçme Yöntemleri”, MEGEP,2006