Sertlik Testi

Sertlik testi, bir malzemenin yüzeyine kontrollü bir kuvvetle bastırılan, kendisinden çok daha sert bir batıcı uca (indenter) karşı gösterdiği kalıcı plastik deformasyon direncini ölçen bir tahribatlı muayene yöntemidir. Fiziksel olarak sertlik, uygulanan kuvvet ile bu kuvvetin malzeme yüzeyinde bıraktığı izin büyüklüğü arasındaki oranla tanımlanır: aynı yük altında ne kadar küçük bir iz oluşursa malzeme o kadar serttir. Sertlik bağımsız bir temel malzeme özelliği olmamakla birlikte akma dayanımı, çekme dayanımı, aşınma direnci ve ısıl işlem sonucu elde edilen mikroyapı ile güçlü korelasyon gösterdiğinden, imalat ve bakım süreçlerinde malzeme kalitesinin hızlı ve güvenilir bir göstergesi olarak kullanılır. En yaygın statik yöntemler, batıcı ucun geometrisi ve yük büyüklüğüyle ayrışan Vickers (HV), Brinell (HBW) ve Rockwell (HRC/HRB) yöntemleridir.

Vickers yönteminde batıcı uç, tepe açısı 136° olan kare tabanlı bir elmas piramittir. Belirlenen yük (genellikle 1 kg ile 100 kg arasında; HV1'den HV100'e) titreşimsiz ve darbesiz biçimde uygulanır, 10–15 saniyelik bekleme süresinin ardından kaldırılır ve yüzeyde kalan baklava biçimli izin iki köşegeni optik olarak ölçülür. Sertlik değeri, uygulanan kuvvetin izin yüzey alanına oranından hesaplanır. Vickers'in en önemli üstünlüğü, tüm yük aralığında aynı elmas ucun kullanılması sayesinde yumuşak ve çok sert malzemelerde sürekli ve tek bir ölçekte sonuç vermesi ve küçük izleri sayesinde ince kesitlerde, kaplamalarda ve dar bölgelerde uygulanabilmesidir. Brinell yöntemi ise sert metal bir bilye kullanır ve iri iz bıraktığından döküm ve dövme gibi heterojen, iri taneli malzemeler için ortalama sertlik ölçümünde tercih edilir. Rockwell yöntemi, iz derinliğini doğrudan ölçerek hızlı okuma sağlar ve seri üretim kontrolünde yaygındır.

Ölçümün güvenilirliği büyük ölçüde yüzey hazırlığına ve cihaz kalibrasyonuna bağlıdır. Vickers ve mikrosertlik ölçümlerinde iz köşegenleri optik olarak okunduğundan yüzeyin zımparalanıp parlatılması, gerekli durumlarda dağlanması gerekir; kaba yüzeyler köşegen okumasını bozarak yüksek belirsizlik üretir. Test yükünün numune kalınlığına uygun seçilmesi (iz derinliği kesitin belirli bir oranını aşmamalıdır), izler arası ve kenara olan mesafelerin standartların öngördüğü minimumlarda tutulması, deney sıcaklığının kontrol edilmesi zorunludur. Cihazlar, izlenebilir referans sertlik bloklarıyla düzenli olarak doğrulanır; batıcı uç, yük hücresi ve optik/derinlik ölçüm sistemi periyodik kalibrasyona tabidir. Sahada, taşınabilir dinamik (Leeb) veya UCI cihazlarıyla da ölçüm yapılabilir; bu yöntemler laboratuvar ölçümlerine göre daha yüksek belirsizlik taşıdığından uygulama koşulları dikkatle değerlendirilir.

Sertlik testinin en kritik uygulama alanlarından biri kaynaklı bağlantılardır. Kaynak dikişi, ısıdan etkilenen bölge (ITAB) ve ana metal boyunca alınan sertlik profili, ısıl çevrimin oluşturduğu sert ve gevrek martenzitik yapıları ortaya çıkarır. Özellikle petrol-gaz sektöründe H2S içeren ekşi servis koşullarında, sülfür gerilmeli çatlamayı önlemek amacıyla sertlik üst sınırı (örneğin 248 HV10 / 22 HRC) uygulanır ve bu sınırın aşılması gerilim giderme ısıl işlemini (PWHT) veya kaynak parametrelerinin yeniden değerlendirilmesini gerektirir. Isıl işlem doğrulama, yüzey sertleştirme (sementasyon, nitrürleme) derinliği tayini ve malzeme kabul muayeneleri de sertlik testinin başlıca kullanım alanlarıdır.

Raporlama, kullanılan yöntem ve yükü (örneğin 320 HV10), ölçüm konumlarını, uygulanabilir dönüşüm değerlerini ve ilgili standardın kabul kriterlerine göre uygunluk değerlendirmesini içerir. Bir sertlik değerinin diğer ölçeğe veya çekme dayanımına dönüştürülmesinin yalnızca tanımlı standart tablolar dahilinde ve yaklaşık olduğu, bunun ölçülen değerin yerini tutmadığı raporda açıkça belirtilir. TÜV AUSTRIA SILA KALİTE, sertlik testi hizmetini TS EN ISO/IEC 17025 akreditasyonu kapsamında, izlenebilir kalibrasyon ve ölçüm belirsizliği değerlendirmesiyle yürütür; böylece elde edilen sonuçlar hem yurt içi hem uluslararası kabul gören, tarafsız ve tekrarlanabilir bir güvence sağlar.