Brinell sertliği

Brinell sertlik ölçeği
(Brinell ölçeği sayfasından yönlendirildi)

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.[1]

Brinell sertlik izi

Brinell sertlik deneyi 150 MPa'dan düşük çekme mukavemetine sahip malzemelere uygulanan ve malzeme sertlik deneylerinden biridir. bilye, test numunesi ile yüzeye dik bir yönde temas ettirilir ve test kuvveti uygulanır.[2] Test kuvveti belirli bir bekleme süresi boyunca tutulur ve daha sonra çıkarılır. Girintinin çapı birbirine dik en az iki yönde ölçülür. Brinell sertlik değeri, çap ölçümlerinin ortalamasından elde edilir.

Tarihçe değiştir

1900 yılında İsveçli mühendis Johan August Brinell tarafından önerilen bu test, mühendislik ve metalurjide yaygın olarak kullanılan ve standartlaştırılmış ilk sertlik testidir.[3] Girintinin büyüklüğü ve test parçasına gelebilecek olası hasar, kullanışlılığını sınırlar. Bununla birlikte, sertlik değerinin ikiye bölünmesiyle çelikler için ksi cinsinden yaklaşık nihai çekme dayanımını vermesi de yararlı bir özelliğe sahipti. Bu özellik, rakip sertlik testlerine göre erken benimsenmesine katkıda bulunmuştur.

Brinell sertlik deneyi değiştir

 
Brinell sertlik testi
 
Brinell sertlik izi şematik çizimi

Tipik test, bir çelik bilye ile malzemenin yüzeyine 3000 kgf kuvvete maruz bırakılarak 10 mm (6,614 inç) çapında bir iz oluşturulur.[1] Daha yumuşak malzemeler için daha küçük bir kuvvet kullanılır; Daha sert malzemeler için, çelik bilye yerine bir tungsten karbür top ikame edilir. İz çapı birbirine dik en az iki yönde ölçülür ve sertlik şu şekilde hesaplanır:

 

BHN = Brinell Sertlik Sayısı (kgf/mm2))
P = kilogram kuvvet (kgf) cinsinden uygulanan yük
D = bilye çapı (mm)
d = iz çapı (mm)

Brinell sertliği bazen megapaskal (MPa) ile hesaplanır; Brinell sertlik sayısı, megapaskala (MPa) dönüştürmek için yerçekimi nedeniyle ivmelenme olan 9.80665 m / s2 ile çarpılır. BHN, nihai çekme mukavemetine (UTS) dönüştürülebilir, ancak ilişki malzemeye bağlıdır ve bu nedenle ampirik olarak belirlenir. İlişki, Meyer yasasından Meyer'in indeksine (n) dayanmaktadır. Meyer'in endeksi 2.2'den düşükse, Nihai çekme mukavemetinin BHN'ye oranı 0.36'dır. Meyer'in endeksi 2.2'den büyükse, oran artar.

BHN, en yaygın kullanılan test standartları (ASTM E10-14 ve ISO 6506–1:2005) tarafından HBW (sertlikten (hardness) H, brinell'den B ve girinti, tungsten (Wolfram) karbür malzemesinden W) olarak belirlenmiştir. Eski standartlarda HB veya HBS, çelik indenterlerle yapılan ölçümleri ifade etmek için kullanılıyordu.

HBW, her iki standartta da SI birimleri kullanılarak şu şekilde hesaplanır:

 

F = uygulanan yük (Newton)
D = bilye çapı (mm)
d = iz çapı (mm)

Değer değiştir

 
Brinell sertlik ölçme cihazı

Bir Brinell sertlik numarası (BHN veya daha yaygın olarak HB) verilirken, numarayı elde etmek için kullanılan testin koşulları belirtilmelidir. Testleri belirtmek için standart format, "HBW 10/3000" örneğinde görülebilir. "HBW", sertleştirilmiş bir çelik bilye anlamına gelen "HBS" yerine bir tungsten (Wolfram) karbürün bilye ucunun kullanıldığı anlamına gelir. "10" milimetre cinsinden top çapıdır. "3000", kilogram cinsinden kuvvettir.

Sertlik XXX HB YYD2 olarak da gösterilebilir. XXX, YY tipi bir malzemeye (alüminyum alaşımları için 5, bakır alaşımları için 10, çelikler için 30) uygulanan kuvvettir (kgf cinsinden). Böylece tipik bir çelik sertliği şu şekilde yazılabilir: 250 HB 30D2. Maksimum veya minimum olabilir.

Ölçek, iz ve test kuvveti arasındaki ilişkiler:
Sertlik sembolü Bilye çapı

(mm)

F/D2 Test kuvveti

(N/kgf)

HBW 10/3000 10 30 29420(3000)
HBW 10/1500 10 15 14710(1500)
HBW 10/1000 10 10 9807(1000)
Bazı malzemelerin brinell sertlik değerleri
Malzeme Sertlik
Yumuşak kereste (örn, çam) 1.6 HBS 10/100
Sert kereste 2.6–7.0 HBS 10/100
Kurşun 5.0 HB (saf kurşun; alaşımlı kurşun tipik olarak 5,0 HB'den 22,0 HB'yi aşan değerlere kadar değişebilir)
Saf Alüminyum 15 HB
Bakır 35 HB
Sertleştirilmiş AW-6060 Alüminyum 75 HB
Yumuşak çelik 120 HB
18–8 (304) Paslanmaz çelik tavlanmış 200 HB[4]
Su verilmiş ve temperlenmiş çelik aşınma plakası 400-700 HB
Sertleştirilmiş takım çeliği 600–900 HB (HBW 10/3000)
Cam 1550 HB
Renyum diborür 4600 HB
Not: Aksi belirtilmedikçe standart test koşulları

Standartlar değiştir

Ayrıca Bakınız değiştir

Kaynakça değiştir

  1. ^ a b "HARDNESS TEST" (PDF). 8 Temmuz 2023 tarihinde kaynağından arşivlendi (PDF). Erişim tarihi: 8 Temmuz 2023. 
  2. ^ "Brinell Sertlik Ölçme Yöntemi". 8 Temmuz 2023 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 8 Temmuz 2023. 
  3. ^ Walley, S. M. (Ekim 2012). "Historical origins of indentation hardness testing". Materials Science and Technology (İngilizce). 28 (9-10): 1028-1044. doi:10.1179/1743284711Y.0000000127. ISSN 0267-0836. 9 Temmuz 2023 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 8 Temmuz 2023. 
  4. ^ "AISI Type 304 Stainless Steel". ASM Material Data Sheet. n.d. 1 Ekim 2018 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 28 Mayıs 2019.