ABD/GLOBAL: +1-949-461-9292
AVRUPA: +39-011-3052-794
tr_TR TR
tr_TR TR en_US EN es_MX ES de_DE DE fr_FR FR it_IT IT zh_CN ZH ja JA pt_BR PT ko_KR KO pl_PL PL ar AR
BİZE ULAŞIN

Aylık Arşivler: Temmuz 2021

Dünyanın Önde Gelen Mikro Mekanik Test Cihazı

ŞIMDI DÜNYANIN ÖNDE GELEN

MİKRO MEKANİK TESTLER

Tarafından hazırlanmıştır

PIERRE LEROUX & DUANJIE LI, PhD

GİRİŞ

Standart Vickers Mikro Sertlik Test Cihazları 10 ila 2000 gram kuvvet (gf) arasında kullanılabilir yük aralıklarına sahiptir. Standart Vickers Makro Sertlik Test Cihazları 1 ila 50 Kgf arasında yükler. Bu cihazlar yalnızca yük aralığı bakımından çok sınırlı olmakla kalmaz, aynı zamanda pürüzlü yüzeylerle uğraşırken veya girintiler görsel olarak ölçülemeyecek kadar küçüldüğünde düşük yüklerde de hatalı olurlar. Bu sınırlamalar eski teknolojiye özgüdür ve sonuç olarak, enstrümanlı indentasyon, getirdiği daha yüksek doğruluk ve performans nedeniyle standart seçim haline gelmektedir.

ile NANOVEA'nın dünya lideri mikro mekanik test sistemlerinde Vickers sertliği, tek bir modülde şimdiye kadar mevcut olan en geniş yük aralığıyla (0,3 gram ila 2 Kg veya 6 gram ila 40 Kg) derinliğe karşı yük verilerinden otomatik olarak hesaplanır. Sertliği derinliğe karşı yük eğrilerinden ölçtüğü için, NANOVEA Mikro Modül çok elastik olanlar da dahil olmak üzere her türlü malzemeyi ölçebilir. Ayrıca, sadece Vickers sertliğini değil, aynı zamanda çizik yapışma testi, aşınma, yorulma testi, akma dayanımı ve kırılma tokluğu gibi diğer test türlerine ek olarak doğru elastik modül ve sürünme verilerini de eksiksiz bir kalite kontrol verileri yelpazesi için sağlayabilir.

ŞIMDI DÜNYANIN ÖNDE GELEN MIKRO MEKANIK TEST

Bu uygulama notunda, Mikro Modülün dünyanın önde gelen enstrümanlı girinti ve çizik testini sunmak üzere nasıl tasarlandığı açıklanacaktır. Micro Module'ün geniş aralıklı test özelliği birçok uygulama için idealdir. Örneğin, yük aralığı ince sert kaplamaların doğru sertlik ve elastik modül ölçümlerine izin verir ve daha sonra aynı kaplamaların yapışmasını ölçmek için çok daha yüksek yükler uygulayabilir.

ÖLÇÜM HEDEFI

Mikro Modülün kapasitesi şu şekilde gösterilir NANOVEA CB500 Mekanik Test Cihazı ile
hem girinti hem de çizik testlerini 0,03 ila 200 N arasında geniş bir yük aralığı kullanarak üstün hassasiyet ve güvenilirlikle gerçekleştirir.

NANOVEA

CB500

DAHA FAZLA BİLGİ EDİNİN

TEST KOŞULLARI

Vickers indenter kullanılarak standart bir çelik numune üzerinde bir dizi (3×4, toplam 12 indentasyon) mikro indentasyon gerçekleştirilmiştir. Yük ve derinlik ölçülmüş ve tüm girinti testi döngüsü için kaydedilmiştir. Mikro modülün farklı yüklerde doğru indentasyon testleri gerçekleştirme kapasitesini göstermek için indentasyonlar 0,03 N ila 200 N (0,0031 ila 20,4 kgf) arasında değişen farklı maksimum yüklerde gerçekleştirilmiştir. Ayrıca, 0,3 gf'den 2 kgf'ye kadar olan daha düşük yük aralığındaki testler için 10 kat daha yüksek çözünürlük sağlamak üzere 20 N'luk isteğe bağlı bir yük hücresinin de mevcut olduğunu belirtmek gerekir.

Mikro Modül kullanılarak, uç yarıçapı 500 μm ve 20 μm olan konik-küresel elmas uç kullanılarak sırasıyla 0,01 N'den 200 N'ye ve 0,01 N'den 0,5 N'ye kadar doğrusal olarak artan yük ile iki çizik testi gerçekleştirilmiştir.

Yirmi Mikroindentasyon testleri, geleneksel Vickers sertlik test cihazlarının performansına kıyasla Mikro Modül sonuçlarının üstün tekrarlanabilirliğini ortaya koyan 4 N'de çelik standart numune üzerinde gerçekleştirilmiştir.

çelik numune üzerinde *mikroindenter

TEST PARAMETRELERI

Girinti Eşlemesinin

HARİTALAMA: 3'E 4 KİŞİ

SONUÇLAR VE TARTIŞMA

Yeni Mikro Modül, Z-motor, yüksek güçlü yük hücresi ve yüksek hassasiyetli kapasitif derinlik sensörünün benzersiz bir kombinasyonuna sahiptir. Bağımsız derinlik ve yük sensörlerinin benzersiz kullanımı, tüm koşullar altında yüksek doğruluk sağlar.

Geleneksel Vickers sertlik testlerinde kare şeklinde girintiler oluşturan elmas kare tabanlı piramit indenter uçları kullanılır. Köşegenin ortalama uzunluğu olan d ölçülerek Vickers sertliği hesaplanabilir.

Karşılaştırma yapmak gerekirse, enstrümanlı indentasyon tekniği NANOVEA'in Mikro Modülü, girinti yükü ve yer değiştirme ölçümlerinden mekanik özellikleri doğrudan ölçer. Girintinin görsel olarak gözlemlenmesine gerek yoktur. Bu, girintinin d değerlerinin belirlenmesinde kullanıcı veya bilgisayar görüntü işleme hatalarını ortadan kaldırır. Çok düşük 0,3 nm gürültü seviyesine sahip yüksek hassasiyetli kapasitör derinlik sensörü, geleneksel Vickers sertlik test cihazlarıyla mikroskop altında görsel olarak ölçülmesi zor veya imkansız olan girintilerin derinliğini doğru bir şekilde ölçebilir.

Buna ek olarak, rakipler tarafından kullanılan konsol tekniği, normal yükü bir yay vasıtasıyla bir konsol kirişine uygular ve bu yük de indenter üzerine uygulanır. Böyle bir tasarımın yüksek yük uygulanması durumunda bir kusuru vardır - konsol kirişi yeterli yapısal sertliği sağlayamaz, bu da konsol kirişinin deformasyonuna ve dolayısıyla indenterin yanlış hizalanmasına yol açar. Buna karşılık, Mikro Modül normal yükü yük hücresine etki eden Z-motoru ve ardından doğrudan yük uygulaması için indenter aracılığıyla uygular. Tüm elemanlar maksimum sertlik için dikey olarak hizalanmıştır ve tam yük aralığında tekrarlanabilir ve doğru girinti ve çizik ölçümleri sağlar.

Yeni Mikro Modülün yakından görünümü

0,03 ILA 200 N ARASINDA GIRINTI

Girinti haritasının görüntüsü ŞEKİL 1'de gösterilmektedir. İki bitişik girinti arasındaki mesafe 10 N'un üzerinde 0,5 mm iken, daha düşük yüklerde 0,25 mm'dir. Örnek aşamasının yüksek hassasiyetli konum kontrolü, kullanıcıların mekanik özelliklerin haritalanması için hedef konumu seçmelerine olanak tanır. Bileşenlerinin dikey hizalanması nedeniyle mikro modülün mükemmel sertliği sayesinde, Vickers indenter 200 N'a kadar (isteğe bağlı 400 N) bir yük altında çelik numuneye nüfuz ederken mükemmel bir dikey yönelim sağlar. Bu, farklı yüklerde numune yüzeyinde simetrik kare şeklinde izler oluşturur.

Mikroskop altında farklı yüklerdeki bireysel girintiler, yeni mikro modülün hem girinti hem de çizik testlerini geniş bir yük aralığında yüksek hassasiyetle gerçekleştirme kapasitesini sergilemek için ŞEKİL 2'de gösterildiği gibi iki çiziğin yanında görüntülenir. Normal Yük ve Çizik Uzunluğu grafiklerinde gösterildiği gibi, konik-küresel elmas uç çelik numune yüzeyinde kaydıkça normal yük doğrusal olarak artmaktadır. Giderek artan genişlik ve derinlikte pürüzsüz düz bir çizik izi oluşturur.

ŞEKİL 1: Girinti Haritası

Mikro Modül kullanılarak, uç yarıçapı 500 μm ve 20 μm olan konik-küresel elmas uç kullanılarak sırasıyla 0,01 N'den 200 N'ye ve 0,01 N'den 0,5 N'ye kadar doğrusal olarak artan yük ile iki çizik testi gerçekleştirilmiştir.

Çelik standart numune üzerinde 4 N'de yirmi Mikroindentasyon testi gerçekleştirilerek Mikro Modül sonuçlarının geleneksel Vickers sertlik test cihazlarının performansına kıyasla üstün tekrarlanabilirliği gösterilmiştir.

A: MIKROSKOP ALTINDA GIRINTI VE ÇIZIK (360X)

B: MIKROSKOP ALTINDA GIRINTI VE ÇIZIK (3000X)

ŞEKİL 2: Farklı maksimum yüklerde Yük ve Yer Değiştirme grafikleri.

Farklı maksimum yüklerde girinti sırasında yük-deplasman eğrileri aşağıda gösterilmiştir ŞEKİL 3. Sertlik ve elastik modül ŞEKİL 4'te özetlenmiş ve karşılaştırılmıştır. Çelik numune, 0,03 ila 200 N (olası aralık 0,003 ila 400 N) arasında değişen test yükü boyunca sabit bir elastik modül sergilemekte ve ortalama ~211 GPa değerine ulaşmaktadır. Sertlik, 100 N'nin üzerindeki maksimum yük altında ölçülen ~6,5 GPa'lık nispeten sabit bir değer sergiler. Yük 2 ila 10 N aralığına düştüğünde, ~9 GPa'lık ortalama bir sertlik ölçülür.

ŞEKİL 3: Farklı maksimum yüklerde Yük ve Yer Değiştirme grafikleri.

ŞEKİL 4: Çelik numunenin farklı maksimum yüklerle ölçülen sertliği ve Young modülü.

0,03 ILA 200 N ARASINDA GIRINTI

Yirmi Mikroindentasyon testi 4N maksimum yükte gerçekleştirilmiştir. Yük-deplasman eğrileri şu şekilde gösterilmiştir ŞEKİL 5 ve sonuçta ortaya çıkan Vickers sertliği ve Young modülü aşağıda gösterilmiştir ŞEKİL 6.

ŞEKİL 5: Mikroindentasyon testleri için 4 N'de yük-deplasman eğrileri.

ŞEKİL 6: Vickers sertliği ve Young's Modülü 4 N'de 20 mikroindentasyon için.

Yük-deplasman eğrileri yeni Mikro Modülün üstün tekrarlanabilirliğini göstermektedir. Çelik standardı, geleneksel Vickers sertlik test cihazı kullanılarak ölçülen 817±18 HV ile karşılaştırıldığında, yeni Mikro Modül tarafından ölçülen 842±11 HV'lik bir Vickers sertliğine sahiptir. Sertlik ölçümünün küçük standart sapması, hem sanayi sektöründe hem de akademik araştırmalarda malzemelerin Ar-Ge ve kalite kontrolünde mekanik özelliklerin güvenilir ve tekrarlanabilir karakterizasyonunu sağlar.

Ayrıca, yük-deplasman eğrisinden 208±5 GPa Young's Modülü hesaplanmıştır ki bu değer, girinti sırasında eksik derinlik ölçümü nedeniyle geleneksel Vickers sertlik test cihazı için mevcut değildir. Yük azaldıkça ve girintinin boyutu küçüldükçe NANOVEA Vickers Sertlik Test Cihazlarına kıyasla tekrarlanabilirlik açısından Mikro Modül avantajları, girintiyi görsel inceleme yoluyla ölçmek artık mümkün olmayana kadar artar.

Sertliği hesaplamak için derinlik ölçmenin avantajı, daha pürüzlü veya Vickers Sertlik Test Cihazlarında sağlanan standart mikroskoplar altında gözlemlenmesi daha zor olan numunelerle uğraşırken de ortaya çıkar.

SONUÇ

Bu çalışmada, dünya lideri yeni NANOVEA Mikro Modülün (200 N aralığı) 0,03 ila 200 N (3 gf ila 20,4 kgf) arasında geniş bir yük aralığı altında nasıl eşsiz tekrarlanabilir ve hassas girinti ve çizik ölçümleri gerçekleştirdiğini gösterdik. İsteğe bağlı daha düşük aralıklı bir Mikro Modül, 0,003 ila 20 N (0,3 gf ila 2 kgf) arasında test sağlayabilir. Z-motorun, yüksek güçlü yük hücresinin ve derinlik sensörünün benzersiz dikey hizalaması, ölçümler sırasında maksimum yapısal sertlik sağlar. Farklı yüklerde ölçülen girintilerin tümü numune yüzeyinde simetrik bir kare şekline sahiptir. Maksimum 200 N yükün çizik testinde kademeli olarak artan genişlik ve derinlikte düz bir çizik izi oluşturulur.

Yeni Mikro Modül, PB1000 (150 x 200 mm) veya CB500 (100 x 50 mm) mekanik taban üzerinde z motorizasyon (50 mm aralık) ile yapılandırılabilir. Güçlü bir kamera sistemi (0,2 mikron konum doğruluğu) ile birlikte sistemler piyasadaki en iyi otomasyon ve haritalama yeteneklerini sağlar. NANOVEA ayrıca, tüm yük aralığında tek bir girinti gerçekleştirerek Vickers girintilerinin doğrulanmasına ve kalibrasyonuna olanak tanıyan benzersiz bir patentli işlev (EP No. 30761530) sunar. Buna karşılık, standart Vickers Sertlik Test Cihazları yalnızca bir yükte kalibrasyon sağlayabilir.

Buna ek olarak, NANOVEA yazılımı kullanıcının Vickers sertliğini gerektiğinde geleneksel yöntem olan girinti köşegenlerini ölçerek ölçmesini sağlar (ASTM E92 & E384 için). Bu belgede gösterildiği gibi, NANOVEA Mikro Modül tarafından gerçekleştirilen derinliğe karşı yük sertlik testi (ASTM E2546 ve ISO 14577), Geleneksel Sertlik Test Cihazlarına kıyasla hassas ve tekrarlanabilirdir. Özellikle mikroskopla gözlemlenemeyen/ölçülemeyen numuneler için.

Sonuç olarak, geniş yük ve test yelpazesi, yüksek otomasyon ve eşleme seçenekleri ile Mikro Modül tasarımının daha yüksek doğruluğu ve tekrarlanabilirliği, geleneksel Vickers sertlik test cihazlarını geçersiz kılmaktadır. Ancak aynı şekilde, şu anda hala sunulan ancak 1980'lerde kusurlarla tasarlanan çizik ve mikro çizik test cihazları da aynı şekilde.

Bu teknolojinin sürekli geliştirilmesi ve iyileştirilmesi, NANOVEA'yı mikro mekanik testlerde bir dünya lideri haline getirmektedir.

ŞIMDI, BAŞVURUNUZ HAKKINDA KONUŞALIM

CANLI SOHBET

Telif Hakkı © 2024 Nanovea. Her hakkı saklıdır.