Knoop sertlik deneyi

Knoop sertlik deneyi, Vickers sertlik deneyinin bir alternatifi olan bir mikro sertlik deneyidir. Özellikle gevrek malzemeler (seramikler gibi) veya ince levhalar için kullanılan, küçük izlerin oluştuğu mekanik bir sertlik deneyidir.^[1] Piramidal bir elmas uç, belirli bir bekleme süresi boyunca bilinen bir yük ile test malzemesinin parlatılmış yüzeyine bastırılır ve elde edilen iz bir mikroskop kullanılarak ölçülür. Bu batıcı ucun geometrisi, uzunluk-genişlik oranı 7:1 olan genişletilmiş bir piramittir ve ilgili yüzey açıları uzun kenar için 172° derece ve kısa kenar için 130° derecedir. Oluşan izin yaklaşık olarak batma derinliğinin uzun köşegenin uzunluğuna oranı 1/30 kadardır.^[2]

Knoop sertlik deneyinde kullanılan piramidal elmas ucun açıları

Tarihçe

Knoop sertlik deneyi, 1939 yılında Amerika Birleşik Devletleri Ulusal Standartlar Bürosu'ndaki (şimdi NIST) Frederick Knoop ve meslektaşları tarafından vickers testine alternatif olarak geliştirildi ve ASTM E384 standardı tarafından tanımlandı.

Testin Uygulanışı

Knoop testi, Vickers testiyle aynı şekilde ve aynı test cihazıyla yapılır. Ancak, yalnızca kullanılan batıcı ucun geometrisi farklıdır. Knoop sertliği şu şekilde hesaplanır:

${\displaystyle HK={{{load}({\mbox{kgf}})} \over {{impression\ area}({\mbox{mm}}^{2})}}={P \over {C_{p}L^{2}}}}$

L = Oluşan izin uzun köşegen uzunluğu

C_p = Oluşan izin şekliyle ilgili düzeltme faktörü, ideal olarak 0,070279

P = Yük

HK (İngilizce: Hardness Knoop; Türkçe: Knoop sertliği) sembolü 1960'ların başında benimsenirken diğer terimler; örneğin, HKN veya KHN artık kullanılmamaktadır ve kullanılmamalıdır.^[3] Knoop sertliği, Vickers sertliği ile aynı şekilde ifade edilir; yani "375 HK300", 300 gf'lik bir yükün 375'lik bir Knoop sertliği ürettiği anlamına gelir.

HK değerleri, kgf·mm⁻²'nin geleneksel birimlerinde belirtildiğinde genel olarak 100 ila 1000 aralığında değerler alır. Bunun yerine bazen SI birimi paskal kullanılacağı zaman [1 kgf·mm⁻² = 9,80665 MPa] dönüştürmesi yapılır.

Knoop değerleri

Mohs ve Knoop ölçeklerinin karşılaştırılması

Testin avantajları, sadece çok küçük bir malzeme numunesinin gerekli olması ve çok çeşitli test kuvvetleri için geçerli olmasıdır. Başlıca dezavantajları, oluşan izi ölçmek için mikroskop kullanmanın zorluğu (0,5 mikrometre hassasiyetle) ve numuneyi hazırlamak ve uygulamak için gereken süredir. Yük, sıcaklık ve ortam gibi değişkenler, ayrıntılı olarak incelenen bu prosedürü etkileyebilir.

Örnek Değerler

Malzeme	HK
Diş kemiği	68
Altın folyo	69
Diş minesi	343
Kuartz	820
Silikon karbür	2480
Elmas	7000

Standartlar

• Uluslararası (ISO) ve Avrupa (CEN) Standartları
  • "ISO 4545-1:2017: Metallic materials — Knoop hardness test — Part 1: Test method". 17 Mayıs 2021 tarihinde kaynağından arşivlendi.
  • "ISO 4545-2:2005: Metallic materials — Knoop hardness test — Part 2: Verification and calibration of testing machines". 13 Nisan 2021 tarihinde kaynağından arşivlendi.
  • "ISO 4545-3:2017: Metallic materials — Knoop hardness test — Part 3: Calibration of reference blocks". 28 Ekim 2020 tarihinde kaynağından arşivlendi.
  • "ISO 4545-4:2017: Metallic materials — Knoop hardness test — Part 4: Table of hardness values". 15 Nisan 2021 tarihinde kaynağından arşivlendi.
• ABD standartları (ASTM International)
  • "ASTM E92-17: Standard Test Methods for Vickers Hardness and Knoop Hardness of Metallic Materials". 5 Temmuz 2022 tarihinde kaynağından arşivlendi.

Ayrıca bakınız

• Rockwell sertlik deneyi
• Vickers sertlik deneyi
• Brinell sertlik deneyi
• Mohs sertlik ölçeği

Kaynakça

1. "Mikro Sertlik Deneyi" (PDF). 13 Temmuz 2023 tarihinde kaynağından arşivlendi (PDF). Erişim tarihi: 13 Temmuz 2023.
2. "SERTLİK DENEY FÖYÜ" (PDF). BARTIN ÜNİVERSİTES MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ METALURJİ ve MALZEME MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ. 13 Temmuz 2023 tarihinde kaynağından arşivlendi (PDF). Erişim tarihi: 13 Temmuz 2023.
3. "Microindentation Hardness Testing" (PDF). 17 Kasım 2010 tarihinde kaynağından (PDF) arşivlendi.