Rockwell Sertlik Deneyi

Rockwell sertlik değeri, malzeme üzerine, batıcı bir uç yardımıyla önce sabit belirli küçük bir yükle bastırıldığında meydana gelen izin dip kısmı başlangıç noktası alınarak, yük daha yüksek belirli değere artırılıp daha sonra tekrar önceki küçük yüke dönülmek suretiyle başlangıçtaki ize nazaran meydana gelen iz derinliğindeki net artışla ters orantılı bir sayıdır. Rockwell muayenesi için kullanılan batıcı uçlar, belirli çaplarda çelik bilyalarla özel bir konik elmas uçtan ibarettir. 

Elmas ucun koniklik açısı 120° olup en uç kısmı 0.2 mm yarıçapında, küre parçası biçiminde yuvarlatılmıştır. Rockwell sertlik değerleri daima sembol bir harfle birlikte beyan edilir ki bu sembol harf batıcı ucun tipini, kullanılan yükün miktarını ve kadran üzerinde okunacak bölümü belli eder.

            Rockwell Cihazı:

            Rockwell sertlik değerini tayin için kullanılan cihaz esas olarak batıcı bir ucun, belirli bir muayene şeraitinde, örneğe batış derinliğini tayin etmek suretiyle sertlik ölçülmesine yarar. Batıcı uç ya çelik bir bilyadır, yahut ucu küresel konik elmastır. Bu maksatla kullanılan özel cihazın bölümlü kadranında okunan sertlik değeri itibari bir sayı olup birbiri üzerine inzimam eden iki izin sebep olduğu çöküntünün derinliği ile ilgilidir. Bölümleme ters olarak yapıldığı için daha sert olan malzemede daha yüksek sayı elde edilir. Evvela 10 kgf.’lik küçük yük uygulanarak bir ilk batış yapılır. Bu suretle batıcı uç malzeme üzerine oturur ve onu yerinde tutar. Siyah rakamlı bölüm üzerinde kadran sıfıra getirilir ve daha sonra büyük yük uygulanır. Bu büyük yük, uygulanan toplam yük olup derinlik ölçmesi sadece küçük yükten büyük yüke kadar artıştan mütevellit derinlik artışına bağlıdır.

            Büyük yük uygulandıktan ve kaldırıldıktan sonra, standart işleme göre, küçük yük hala uygulanır durumda iken kadranın gösterdiği değer okunur. Batıcı uç olarak çelik bilya kullanıldığı zaman büyük yükün 60 kgf veya 100 kgf alınması mutaddır, fakat gerektiği zaman diğer yükler de kullanılabilir. Ucu küresel konik elmas uç kullanıldığı zaman büyük yük genel olarak 150 kgf.’dir. Bilya biçimindeki batıcı ucun çapı normal olarak 1.588 mm (1/16 inç)’dir, fakat yumuşak metaller için daha büyük çaplı, mesela 3.175 mm (1/8 inç), 6.35 mm (1/4 inç) veya 12.7 mm (1/2 inç)’lik bilyalar kullanılabilir. Çeşitli yük ve batıcı uç kombinasyonları bu suretle sağlanır ve en elverişli olarak hangi kombinasyonun kullanılacağını edinilen tecrübe tayin eder.

            Rockwell Sertlik Skalaları:

            Rockwell sertlik değerleri genel olarak Tablo-1’de belirtilen standart skalalardan birine göre tayin edilir ve bildirilir. Hiçbir Rockwell sertlik değeri sadece tek bir rakamla ifade edilmez. Muayenenin yapılışında kullanılan batıcının tipini ve yükün miktarını mutlaka bir sembolle belirtmek gerekir. Her durum için küçük yük 10 kgf’dir ve bu küçük yük uygulandıktan sonra kadran ayar edilir ve gösterge C – skalasında sıfırı, B – skalasında 30’u gösterecek duruma getirilir.

            Herhangi bir skalada 100 rakamından daha büyük değerler veren malzemede bilya biçimindeki batıcı uçların kullanılması tavsiye edilmez. Zira bu takdirde doğruluk daha azdır ve bilya yassılaşır. Keza 20’den daha küçük değerler veren malzemede elmas konik batıcı uçların kullanılması tavsiye edilmez. Rockwell sertlik muayenesinde, bir Rockwell sayısı batıcı ucun 0.002 mm’lik hareketinin karşılığı olan derinliktir.

            Rockwell sertlik skalalarının tipik kullanma yerleri Tablo-1’de gösterilmiştir. Bazı hallerde birden fazla Rockwell skalası kullanılabilir. Kullanmaya elverişli en büyük bilya ile ölçme yapmak gerekir. Zira batıcı ucun boyutları büyüdükçe ölçmenin doğruluğu kaybolur. Bunun istisnası homogen olmayan yumuşak bir malzeme muayene edildiği zamandır ki bu takdirde tercihen büyük boyda bilya kullanılır ve alanı daha büyük bir iz elde edilerek ortalamaya yakın değerler bulunur.

TABLO-1 Rockwell Sertlik Skalaları

Sembolü	Batıcı Uç	Büyük Yük Kgf.	Kullanılan Bölümün Rengi	Tipik Kullanma Yerleri
B	1.588 mm (1/16 inç) bilya	100	Kırmızı	Bakır alaşımları, yumuşak çelikler, alüminyum alaşımları, temper döküm vs.
C	Elmas konik uç	150	Siyah	Çelik, sert dökme demirler, perlitik temper döküm, titan, derin olarak yüzeyi sertleştirilmiş çelik ve Rockwell B değeri 100’den daha fazla olan diğer malzeme
A	Elmas konik uç	60	Siyah	Sert metaller, ince çelik ve yüzeyi ince tabaka halinde sertleştirilmiş çelik
D	Elmas konik uç	100	Siyah	İnce çelik ve orta kalınlıkta yüzeyi sertleştirilmiş çelik ve temper döküm
E	3.175 mm (1/8 inç) bilya	100	Kırmızı	Dökme demir, alüminyum ve magnezyum alaşımları, yumuşak ince saç metaller
F	1.588 mm (1/16 inç) bilya	60	Kırmızı	Tavlanmış bakır alaşımları, yumuşak ince sac metaller
G	1.588 mm (1/16 inç) bilya	150	Kırmızı	Fosforlu bronz berilliyumlu bakır temper dökümler. Bilyanın yassılaşma ihtimalini önlemek etmek için üst sınır G 92 Rockwell sertlidir.
H	3.175 mm (1/8 inç) bilya	60	Kırmızı	Yatak metalleri ve diğer çok yumuşak
K	3.175 mm (1/8 inç) bilya	150	Kırmızı	veya ince malzeme. Altta bulunan
L	6.350 mm (1/4 inç) bilya	60	Kırmızı	mesnedin etkisini minimum düzeye
M	6.350 mm (1/4 inç) bilya	100	Kırmızı	indirmek için en küçük bilya ile en ağır
P	6.350 mm (1/4 inç) bilya	150	Kırmızı	yük kullanılır.
R	12.700 mm (1/2 inç) bilya	60	Kırmızı
S	12.700 mm (1/2 inç) bilya	100	Kırmızı
V	12.700 mm (1/2 inç) bilya	150	Kırmızı

          
         Batıcı Uçlar:

         Standart batıcı uçlar, ucu küresel elmas konik batıcı uç ile, 1.588 mm (1/16 inç), 3.175 mm (1/8 inç), 6.35 mm (1/4 inç) ve 12.7 mm (1/2 inç) çapında çelik bilyalardır. Elmas batıcı uç 120 ± 0.5°’lik bir açı teşkil eden bir koni ile tepe noktası 0.2 mm yarıçapında bir küre parçasından ibarettir. Kullanılan çelik bilyalarda yüzey düzgünsüzlükleri bulunmamalıdır. Bilyaların çapı nominal değerden ± 0.0035 mm’den daha farklı bulunmamalıdır. Ucun çevresi zaman zaman bir büyüteçle kontrol edilmelidir. Böyle bir kontrol, elmas uçtan herhangi ufak bir parçanın kopup kopmadığını, bilya şeklindeki ucun yassılaşmadığını meydana çıkarır. Eğer böyle bir özür görülürse uç değiştirilmelidir. Batıcı uç üzerinde, toz, kir, gres ve tufal gibi yabancı maddeler bulunmamalıdır; bu gibi şeyler sonuçlara etki eder.

            Mesnetler:

            Kullanılacak olan mesnet muayene edilecek örneğin oturtulmasına elverişli olmalıdır. Silindir biçimindeki parçalar V – şeklindeki mesnetler üzerine konularak muayene edilmelidir. Bu biçim mesnetler örneğe desteklik ederken ucun ekseni ile mesnedin ekseni aynı doğrultudadır. Silindir biçimindeki parçalar aynı zamanda uygun bir tarzda tabana yerleştirilmiş ve mandala tesbit edilmiş sert, paralel ve çift silindirler üzerinde de muayene edilebilir. Yassı olan parçalar düz bir mesnet üzerine konularak muayene edilir. Bu gibi mesnetlerin yüzeyi düzgün ve bu düzlem batıcı ucun eksenine dikey durumdadır. Mükemmel bir suretle yassı olmayan ince malzeme veya örnekler için kullanılan düz tabanlı mesnetlerin ortasında bir çıkıntı bulunur. Bu çıkıntının çapı yaklaşık olarak 6 mm ve yüksekliği yaklaşık 20 mm olup tepe kısmı parlatılmıştır; eziklik ve derin yaralar yoktur. Bu çıkıntının Rockwell sertliği en az 60 RC’dir.

            Örnek kalınlığı için gerekli şartlar karşılandığı takdirde, mesnet üzerinde iz meydana getirilmesi gibi bir tehlike mevcut değildir. Fakat örnek çok ince ise, izin meydana getirildiği yüzeyin aksi tarafında bir kabarıklık görülebilir; bunun sonucu olarak mesnet hasara uğrayabilir. Keza mesnedin batıcı uca kazaen çarpması da böyle bir hasar yapabilir. Şayet herhangi bir sebepten ötürü mesnet hasara uğramışsa değiştirilmelidir. Zira gözle görülebilecek kadar çizik veya ezik olan mesnetler kullanılarak ince malzemede yapılan sertlik ölçümleri yanlış sonuç verir.

            Çok yumuşak malzemenin sertliğini tayin ederken yukarıda belirtilen çıkıntılı mesnetler kullanılmamalıdır. Zira muayene örneğinin kalınlığı ne olursa olsun, yüklenen yük etkisi ile mesnet örneğin alt tarafına batabilir.

            Kalibrasyon Blokları:

            Belirtilmiş bulunan isteklere göre hazırlanmış kalibrasyon blokları muayene cihazının periyodik kontrollarında kullanılır. Rockwell muayene cihazının doğruluğunu tahkik için kullanılan kalibrasyon blokları mütecanis özellikteki malzemeden olmalı, mesnet etkileri bulunmayacak derecede yeter kalınlıkta yapılmalı, gerek alt, gerekse üst yüzeyi düzgün olmalıdır. Muayene edilecek yüzeylerin alanı 25 cm²’den fazla olmamalıdır. Yüzeyleri parlatılmış olmalı ve sertlik okunuşuna etki edebilecek derecedeki yüzey özürleri ve uygunsuzlukların bulunup bulunmadığı kontrol edilmelidir. Bir kalibrasyon blokunun sertlik değeri, doğruluğu kabul edilen bir Rockwell muayene cihazı ile 5 iz meydana getirmek suretiyle tayin edilir. Kalibrasyon bloklarının kalibrasyonlarında 5 ölçme yapılır. Şayet blok, dikdörtgen biçiminde ise, 4 okunuş köşegenlerinin uç tarafında, köşelerden ve bir tanesi de yaklaşık olarak köşegenlerin birleştiği yerde, merkezden alınır. Blok yüzeyi daire şeklinde olduğu takdirde, 4 okunuş çevre üzerinde, birbirinden yaklaşık olarak 90º farklı noktalardan ve bir okunuş da merkezden alınır. Bu 5 sertlik değerlerinin toplam dağılışı sertliği 30 RB ve daha yukarı olanlarda 2 sertlik değerinden, sertliği 30 RB’den daha düşük olanlarda ise 3 sertlik değerinden fazla olmamalıdır. Diğer Rockwell skalalarına ait bloklardaki dağılma sınırları 30 RB’nin tahvil edilmiş değerinin alt ve üstünde aynı miktarlar kadar olmalıdır. 5 ölçmenin ortalaması o kalibrasyon blokunun hakiki Rockwell sertliği olarak alınır. Kalibrasyon bloklarının üzerine bütün 5 ölçmeyi de içine alacak şekilde sınırlanmış değerler markalanır.