Durometre

Duro ön eki, Latincede “sert“ anlamına gelir. Bu nedenle, durometre, malzemelerin sertliğinin belirlenmesinde kullanılan bir ölçüm cihazıdır. Genelde, özel bir şekle sahip deliciyi test yüzeyine kontrollü miktarda bir kuvvetle bastıran cihazlara durometre denir. Plastiklerin ve elastomerlerin sertlik ölçümü için pek çok standartta durometre terimi sertlik ölçüm cihazları için neredeyse evrensel olarak kullanılır.

Malzemenin sertliği, daha sert bir nesne tarafından penetrasyona karşı direncini gösterir. Sertliğin aksine dayanım da deformasyona ve ayrılmaya karşı direnci tanımlar. Cam gibi bazı malzemeler sert olsa da kolay kırılırken bazı yapı çeliği için sertlik, dayanımı çıkarmak için kullanılabilir. Malzemenin sertliği ona uygulanacak kuvvet ile doğru orantılıdır, yani malzeme ne kadar sert olursa uygulanacak kuvvet de o kadar fazla olur. Yapılarından dolayı farklı malzemelerin penetrasyona direnci ve tepki süresi değişiklik gösterdiği için çeşitli sertlik ölçüm yöntemi geliştirilmiştir. Bazı ölçüm yöntemleri için sertlik ölçümünde durometre yeterli olurken bazı yöntemler için birden fazla cihaz gerekir. Örneğin, bazı yöntemlerde test numunesi preslenditen sonra elde edilen baskı yüzeyi mikroskop altında bir ölçümle belirlenir. Bu yöntemlerden biri EN ISO 6506-1 ve ASTM E10-08 standartlarında belirtilen ve metal ve metal alaşımlar için özel olarak geliştirilmiş Brinell sertlik ölçümüdür.

Laboratuvar koşulları altında yüksek hassasiyeti bulunan ölçüm cihazları ile gerçekleştirilen ölçümlere ek olarak üretimde, ürün geliştirme ve tekrar testleri sırasında sabit kurumlu ya da çok büyük parçalarda bile önemli karakteristik değerlerin hızlı ve kolay bir şekilde test edilebildiği ölçüm işlemleri de mevcuttur. Pek çok yöntem, delicinin şekli ve boyutu, uygulanan kuvvet miktarı ve uygulanan kuvvetin etkisinin nasıl ölçüldüğü bakımından farklılık gösterir. Sertlik verileri, doğru bir şekilde sınıflandırılmaları için test yönteminin kısaltması ve gerekirse test koşullarına ilişkin daha fazla bilgi ile işaretlenir.

HS Shore sertliği, A, A0 ya da E, AM ya da M, B, C, D, D0 ya da O olarak ayrılır.

HR Rockwell sertliği, A, B, C, D, E, F, G, H, K, L, M, P, R, S, V, N, T, W, X, Y olarak ayrılır.

HBa Barcol

HM Martens sertliği, ölçüm sırasında kuvvet, derinlik ve sürenin devamlı ölçümü.

Webster’a göre HW sertliği, ince ve yumuşak malzemeler için.

Vickers’a göre HV sertliği

HB Brinell sertliği

HK Knopp sertliği

Leeb’e göre HL sertliği, beton gibi yapı malzemelerinin test edilmesi için D, S, E, DL, D+15, C ve G Schmidthammer olarak ayrılır ve yapı malzemeleri için önemli olan basınç dayanımının değerini verir.

Sertlik ölçümü için çok sayıda yöntem olduğu için sertlik verilerini verirken değeri belirlemek için kullanılan yöntemin doğru bir şekilde belirtildiğinden emin olmak önemlidir. Bazı malzemeler için, sıkça kullanılan bazı yöntemlerin ölçüm değerleri diğer yöntemlere göre sertlik değerleri ya da çekme dayanımı olarak verilebilir. Bu nedenle, değerler malzemeye özgü tablolardan okunur ya da dijital durometrede depolanan karşılaştırmalı değerler aracılığıyla doğrudan çıktı alınabilir.

EN ISO 18265, Vickers sertliği ve Brinell sertliği dönüştürme tablolarını içerir. Altı farklı metalik malzeme için Rockwell sertliği ve çekme dayanımı:

Ek A Alaşımsız ya da düşük alaşımlı çelikler ve dökme çelikler

Ek B Söndürülmüş ve temperlenmiş çelikler

Ek C Soğuk iş çeliği

Ek D Yüksek hız çeliği

Ek E Sert metaller

Ek F Demir olmayan metaller ve alaşımlar

Yaygın olarak kullanılan Shore A ve Shore D ölçüm yöntemlerinin ölçüm değerleri arasında da bir ilişki vardır. Bu nedenle, bu yöntemler belirli koşullar altında birbirlerinin değeri olarak da ifade edilebilir.

Pek çok durometre, hızlı ve basit sertlik ölçümü sağlar. Ancak, bunun temel ön koşulu seçilen modelin test edilecek malzeme ve bileşenler için uygun olmasıdır. Bunun haricinde, kullanılabilir veriler elde etmek için test edilecek malzemelerin gerekliliklerine ek olarak ilgili ölçüm işlemi ve cihazın kullanımı ile ilgili özelliklerin de karşılanması gerekir.

Mobil durometreler, özellikle büyük ya da kurulu parçaların ölçümü için uygundur. Numuneler ve uygun boyutlu parçalar, sabit ya da bir tripoda ya da test standına sabitlenmiş durometreler ile de ölçülebilir. Sabit testler, montaj açısının ve test noktalarının mesafesinin korunmasını sağlar.  

Kullanımı kolay ve pil gerektirmeyen analog durometreler, özellikle değerlerin kaydedilmesinin gerekli olmadığı yerlerde kullanıma uygundur. Çubuk göstergeli modeller, ölçümden sonra maksimum değerin kolay bir şekilde okunmasını sağlar. Dijital durometreler de genelde ölçümün maksimum değerini görüntüler. Bununla birlikte, birçok durometre türü, ölçüm dizilerinin maksimum, minimum ve ortalama değerlerinin elde edilmesini sağlar. Hafızası ve veri arayüzü bulunan modeller ile ölçüm verileri belgelenebilir ve bilgisayarda daha fazla işlenebilir. Ne kadar çok numunenin test edilmesi ve belgelenmesi gerekiyorsa kolay depolama ve veri aktarımının avantajları da o kadar artar. Ölçüm değerlerinin diğer ölçüm yöntemlerine göre sertlik değerleri olarak görüntülenmesi de ölçüm sonuçlarının değerlendirilmesini kolaylaştırır. Ancak, test edilen malzeme için uygun sertlik ölçeklerinin durometrede kaydedildiğinden emin olunmalıdır. 

Durometre seçerken ölçüm yöntemine dikkat etmek önemlidir. VDI/VDE Yönetmeliği 2616, uygulama alanlarına ve en yaygın sertlik ölçüm yöntemlerinin avantaj ve dezavantajlarına ilişkin bilgiler içerir. Ölçümden sonra ölçüm değerlerinin doğrudan görüntülendiği durometreler, kullanılan enerji ve delici tasarımı yönünden farklılık gösterir. Malzeme ne kadar sert olursa test sırasında o kadar fazla gerilebilir. Birçok dijital durometre, sertliği farklı yöntemlerde gösterse de sadece birine göre ölçüm yapar. Doğrudan ölçülmeyen değerlerin test edilecek malzeme için kullanılıp kullanılmadığı kontrol edilmelidir. Leeb yöntemine göre çalışan harici darbe problu bazı modelerde .eşitli darbe probları kullanılarak Leeb C, Leeb D ve Leeb G’ye göre ölçümler de gerçekleştirilebilir. 

Genelde, teslimat içeriğinde kullanıcının durometrenin hassasiyetini kontrol etmesini sağlayan kalibrasyon plakaları bulunur. Hafızası bulunan modellerde genelde veri kablosu ya da depolama ortamı bulunur. Bazı modellerde ölçüm verilerini değerlendirmek ücretsiz yazılım mevcuttur. Tripodlar, test standları ya da içbükey ya da dışbükey yüzeylere montaj için çeşitli adaptörler opsiyonel aksesuarlar olarak mevcuttur. Bu aksesuarlar, merkezleme ve hizalamayı kolaylaştırır ve böylece ölçüm hataları önlenir.

Kalibrasyon, ölçüm cihazının hassasiyetinin kontrol edildiği bir işlemdir. Kalibrasyon için ölçüme bağlı olarak farklı işlemler mevcuttur. Durometreler, sertliği bilinen bir test numunesi ile kalibre edilebilir. Uygun test blokları ile kullanıcı, cihazın hassasiyetini istediğinde kontrol edebilir. Bazı şirketlerde, harici kalibrasyon için gereklilikler vardır. Pek çok kalibrasyon laboratuvarı, durometreler için ISO ya da DAkkS’a göre kalibrasyonlar sunar ve kalibrasyon sertifikası oluşturur. Kalibrasyon talebinde bulunurken ölçüm yönteminin ve cihazın kalibre edileceği sayısal değerlerin belirtilmesi gerekir. Test değerlerinin cihazın belirtilen hassasiyetinin dışında olması durumunda çoğu durometreler belirtilen hassasiyete ayarlanabilir.