Sertlik testi Bir malzemenin deformasyona ne kadar dayanıklı olduğunu kontrol etmek için kullanılan bir yöntemdir. Knoop sertlik testi, Vickers sertlik testinin yaklaşık yarısına nüfuz eden bir girinti kullanır ve bu da onu seramik, ince levhalar ve kaplamalar gibi kırılgan malzemeler için uygun hale getirir.
İçerik
Knoop Sertlik Testi Nedir?
Knoop sertlik testi, mikro sertlik testi olarak da adlandırılır, sertliği ölçmek için kullanılan bir mikro girinti tekniğidir. malzemelerin sertliğiBu işlem, küçük ve uzatılmış bir elmas uç, hafif bir yük uygulanarak numunenin yüzeyine bastırılarak yapılır. Bu teknik, 1939 yılında Frederick Knoop ve Ulusal Standartlar Bürosu'ndaki ekibi tarafından geliştirilmiştir, dolayısıyla adı da buradan gelir. Çok küçük malzemeleri ciddi hasara yol açmadan işleyebildiği için diğer yöntemler yerine kullanılır.
Çalışma Prensibi
Knoop sertlik testinin prensibi doğrudan ve kesindir. Girinti ucu, kontrollü bir yük kullanılarak malzemeye bastırılır. Bu, malzemenin sertliğini hesaplamak için ölçülen bir girinti oluşturur.
Knoop İndenter Nedir?
Knoop girinti aleti piramit şeklinde bir elmas biçiminde olup aşağıdaki özelliklere sahiptir:
- Uzun ve kısa köşegenlerin uzunluk farkı oranı 7'ye 1'dir.
- Kısa kenarlar arasında 130°, uzun kenarlar arasında ise 172.5° açı vardır.
Bu uzun şekil, küçük özellikleri ve ince kaplamaları ölçmek için onu mükemmel hale getirir, çünkü baskının uzunluğundan iyi bir şekilde yararlanırken penetrasyon derinliğini azaltır.
Girinti ve Sertlik Arasındaki İlişki
Test tamamlandıktan sonra, açılan girintinin uzun köşegeninin uzunluğu bir mikroskop kullanılarak ölçülür. Daha sonra, sertliğin girinti alanıyla ters orantılı olduğu özel bir formül kullanılarak Knoop Sertlik Sayısı (KHN) hesaplanır. İlerledikçe bir örnek göreceksiniz.
Knoop Sertlik Testi Prosedürü
Bu prosedür, numunenizi hazırlamak, doğru araçları seçmek, ardından girinti oluşturma, ölçüm ve hesaplama ile başlar.
Örneğinizi Hazırlayın
Numunenizi iyice temizleyin, pürüzsüz olduğundan emin olun ve ölçümlerinizde hata yapmamak için test sırasında sallanmayacak şekilde yerleştirin.
Gerekli Ekipmanı Seçin
Bu işlem için ihtiyaç duyacağınız ekipmanlar şunlardır: bir mikro sertlik test cihazı, ölçekli bir Knoop girinti aleti, bir mikroskop ve yanlış sonuçlardan kaçınmak için uygulanan yükü kontrol etmenizi sağlayan bir sistem.
Girinti İşlemini Başlatın
Girinti sırasında uygulanan yük, malzemeye ve numune kalınlığına bağlı olarak genellikle 10 ila 1,000 gram-kuvvet (gf) arasındadır.
Ardından, seçtiğiniz yük ile Knoop girinti aletinizi kullanarak numuneyi yaklaşık 10-15 saniye boyunca yükleyin. Bekleme süresi dolduğunda, yükü serbest bırakın ve girintiyi hassas mikroskobunuzla kontrol edin.
Ölçüm Alın ve Sertliği Hesaplayın
Mikroskopta girintiyi incelerken, uzun köşegenin ölçüsünü alın ve doğru değeri milimetre cinsinden yazın. Bu değerleri Knoop formülüne girin ve malzemenin sertliğini hesaplayın.
Knoop Sertlik Testinin Uygulamaları
Knoop testi çoğunlukla aşağıdakileri ölçmek için kullanılır:
İnce Kaplamalar: Oksit tabakaları ve metal kaplamalar gibi ince yüzeylerin test edilmesinde kullanılır. çinko kaplama, krom kaplama.
Kırılgan malzemeler: Geleneksel girintilerin çatlamaya neden olabileceği seramik, cam, karbür ve sert mineraller için uygundur.
Mikro Boyutlu Parçalar – Knoop Sertlik Testi, çok küçük boyutlu malzemelerin işlenmesindeki uzmanlığıyla bilinir. Bu nedenle biyomedikal mühendisliği, yarı iletken üretimi ve yüksek hassasiyetli cihazlar geliştirme gibi alanlarda uygulanabilir.
Avantajlar ve Sınırlamalar
Avantajlar
- Diğer yöntemlere göre test edilen numuneye minimum zarar verir.
- Alt tabakalarda kullanılan ince tabakalı film ve kaplamaların, alt tabakayı delmeden ölçülmesi için idealdir.
- Tüm prosedürlere uygun şekilde uyulduğu takdirde ölçümler sorunsuz bir şekilde tekrar tekrar yapılabilir.
Sınırlamalar
- İşlem yüzeyin yapısına bağlıdır, yani doğru okumalar elde etmek için numune yüzeyinin pürüzsüz ve cilalı olması gerekir.
- Bu yöntem, makro sertlik testlerinin aksine, daha uzun sürede tamamlanır.
- Girinti sadece uzun köşegenin uzunluğu kullanılarak ölçüldüğünden, bu durum ahşap gibi anizotropik malzemelerin test edilmesi sırasında doğru bir okuma elde edilmesini etkileyebilir.
- Hassas malzemeler için ideal olmasına rağmen, kauçuk gibi yumuşak numunelerin test edilmesinde bu yöntem kullanılamaz.
Knoop ve Vickers Sertlik Testleri Arasındaki Farklar
Aşağıda knoop ve knoop'un ayrıntılı bir karşılaştırması bulunmaktadır vickers sertlik testleri.
| Özellik | topuz | Vickers |
|---|---|---|
| Girintinin şekli | Uzatılmış elmas şeklindeki bir piramit | İyi orantılı bir elmas şekli |
| Girinti derinliği | Sığ bir penetrasyon (Vickers'ın yaklaşık yarısı) | Daha derin bir nüfuz |
| En iyi kullanılan malzemeler | Küçük parçalar, ince katmanlar ve kırılgan malzemeler | Her yerinde aynı şekil ve boyutta olan hacimli malzemeler |
| Alınan ölçümler | Sadece uzun diyagonali kullanır | Hem uzun hem de kısa köşegenleri kullanır |
SSS
1. Numunenin Kalınlığı Önemli midir?
Evet, ASTM'ye göre numune kalınlığı, girinti derinliğinin en az on katı olmalıdır; ISO ise ölçülen diyagonal uzunluğunun üçte biri kadar olması gerektiğini belirtir. Bu koşul karşılanmazsa, ölçümler hatalı olacaktır.
2. Knoop Yönteminin Kullanımı Köşegen Uzunluğuna Bağlı mıdır?
Evet, uzun köşegenin uzunluğu 20 mikrometreden (20 μm) azsa, Knoop sertlik testini yapamazsınız. Okumalarınız ve hesaplamalarınız hatalı olacaktır.
3. Knoop Sertlik Testi için Bir Yük Aralığı Var Mıdır?
Evet, bu yöntem için bir yük aralığı mevcuttur. ASTM ve ISO, 1 gram kuvvet (1 gf) ile 2 kilogram kuvvet (2 kgf) arasında olduğunu belirtmektedir. Bu, yalnızca düşük yükleri test etmek için kullanıldığı anlamına gelir.