Endüstriyel üretim ve kullanımda malzeme seçimini doğru gerçekleştirmek, çok önemli bir mühendislik çalışmasıdır. Doğru malzeme uzun ömürlü, dayanıklı ve fonksiyonel kullanım sağladığı için malzemede birçok ölçüm ve kontrol yapılır. Örneğin; sertlik en önemli kavramlar arasında yer alırken, brinell sertlik ölçümü gibi yöntemler ile belirlenebilir.
Brinell Sertlik Ölçümü Nedir?
Brinell sertlik ölçümü 1900 yılında İsveçli bir mühendis tarafından geliştirilen ve malzemede sertliği belirli bir güç uygulama sayesinde belirleyebilen bir yöntemdir.
Brinell ölçümünde karbür ya da çelik bir bilye kullanımı ile malzeme numunesi üzerinde oluşan izin boyutunun belirlenmesi ile ölçüm işlemi yapılır. Genellikle döküm ya da metal gibi malzemelerde etkin bir yöntem olmak ile birlikte bilhassa büyük taneye sahip ya da büyük boyutlu malzemelerde 500-3000 kg arasında yükler ile ölçüm yapılabilmesini sağlar.
Brinell Sertlik Ölçümü Nasıl Yapılır?
Standart bir yükün belirli bir süre malzeme üzerinde bilye gibi küresel bir girinti ile oluşturduğu ize dayanarak yapılan bu ölçümde aşağıdaki aşamalar takip edilir.
- Öncelikle pürüzsüz ve tüm kirlerden arındırılmış yüzeye sahip bir malzeme hazırlanır.
- Test için bazen 10 mm ve fakat malzemenin türüne göre de 2,5 ya da 5 mm gibi boyutlara sahip bir yük bilyesi kullanılır.
- Yükün boyutu 500 ile 3000 kgf arasında belirlenir.
- Yükün uygulanacağı süre 10-15 saniye arasında belirlenir.
- Yük sonrası oluşan izin çapı ölçülerek en az iki iz okuma ile manuel veya otomatik hesaplama sistemlerinde sonuç elde edilir.
Brinell Sertlik Değeri Nasıl Hesaplanır?
Brinell sertlik değeri yani Brinell Hardness Number(BHN) kuvvetin oluşturduğu izin yüzey alanına bölünmesi ile BHN = (2 × F) / (π × D × (D – √(D² – d²))) formülü sayesinde hesaplanır.
Hesaplamada uygulanan kuvvet(F), bilyenin çapı(D), oluşan iz(d) ve pi sayısı gibi birimlerden yararlanılır. Belirlenen sonuç diğer yaygın kullanılan Rockwell ya da Vickers sertlik ölçümü gibi değişen yöntemlerden elde edilen sonuçlar ile karşılaşılacak şekilde bir tablo içerisinde kullanılabilecek yapıda HB birimi ile ifade edilir.
Brinell Sertlik Ölçümü İçin Nelere Dikkat Edilmelidir?
Doğru bir ölçüm açısından Brinell testinde özellikle numunede yeterli kalınlığa sahip malzeme seçilmesi ve yüzeyde homojen bir yapı elde edilmesi önemlidir. Ayrıca numunenin kenar veya başka bir izin yakın noktasında yeni bir test izi oluşmadan stres dağılımına dikkat edilerek yük uygulanmalıdır.
Brinell hesaplamasında bilyenin çapı ile oluşan izin çapı aynı birimde alınmalı ve hassas bir ölçüm yapılarak yüzeyin düzgünlüğü göz önünde bulundurulmalıdır. Günümüzde dünya genelinde bu testte özellikle ISO 6506 ve ASTM E10 gibi standartlar kullanılır.
Brinell Sertlik Ölçümü Nerelerde Kullanılır?
Brinell yöntemi genellikle yumuşak çelikler, dökme çelikler, alüminyum alaşımları, bakır ve pirinç alaşımları ya da demirden farklı metallerde tercih edilen bir yöntem olarak kullanılmaktadır.
Değişen şekilde bahsedilen metal ve alaşım türlerine göre de Brinell sertlik testi yaygın olarak bugün otomotiv, havacılık, savunma, inşaat, makine sanayi, metalürji ve ısıl işlem sektörlerinde kullanılan bir yöntemdir. Çünkü bu alanlarda test özellikle malzemenin sertliğini belirleme, ısıl işlem etkinliğini belirleme ve kaynak bölgelerini inceleme için avantaj sağlayan bir yöntemdir.
Brinell Sertlik Ölçümü Avantajları Nelerdir?
Yöntemin sağladığı en önemli avantajlar aşağıdaki şekilde ifade edilebilir.
- Ölçüm çok kolay ve temiz bir numune ile çok ekonomik şekilde uygulanabilir.
- Pürüzlü yüzeylerde dahi yani ham işlenmemiş yüzeylerde sonuç elde edilebilir.
- Çok büyük tonajlı parçalarda diğer yöntemlere göre işlem yapılması mümkündür.
- Orta veya yumuşak sertlikteki malzemelerde hassas ve güvenilir sonuçlar ortaya koyabilir.
Brinell Sertlik Ölçümü Dezavantajları Nelerdir?
Yöntem avantajları karşısında ince numunelerde kullanılamayan ve büyük bir girinti boyutu sağlayan yapısı ile özellikle Vickers gibi yöntemlere göre daha az hassasiyet gösterir ve kaplamalı yüzeylerde iyi bir sonuç sağlamayabilir.
Elbette brinell sertlik ölçümü tüm avantajları ve dezavantajları ile DEMSA Isıl İşlem olarak bünyemizde de değişen ısıl işlem türleri sonrasında üst düzey kalibrasyon sağlanan son sistem makinelerde tatbik edilebilen bir sertlik ölçme yöntemidir. Özellikle hizmetlerimiz sonrasında kalite kontrol süreçlerinde etkinlik ve takip sağlayan şekilde kullanılmaktadır.
Sıkça Sorulan Sorular
Brinell sertlik ölçümü nasıl yapılır?
Büyük ve yüksek tonajlı yumuşak çelik ya da orta düzeydeki çelik gibi malzemeler ya da farklı metallerde karbür ya da çelik bilye tarzında bir malzeme ile belirli bir süre oluşturulan yük sayesinde ortaya çıkan izin optik çap ölçümü ile iz alanına bölünmesi sayesinde sertlik değeri belirlenir.
Brinell sertlik değerinde maksimum kabul edilebilir ölçü nedir?
Brinell testlerinde 630 üzerinde sertlik değeri veren malzemelerde bu testin uygulanması tercih edilmez.
HB sertlik nedir?
HB sertlik, “Hardness Brinell” kavramının kısaltması olarak bilinen sertlik ölçümü ile elde edilen sertlik değeri anlamına gelmektedir.