기계공학실험 - 경도실험 예비, 결과 보고서

본문내용

는다.
⑤ 지시계의 경도값을 읽는다.
5. 실험 결과 :
시험회수
1회
2회
3회
4회
5회
평균값
HRC
59.5
60
60.5
59.7
59.5
59.8
이론값 : 60.38 HRC
분석 :
(1) 이론값 = 60.38 HRC, 실험값 = 59.8 HRC 따라서 오차는 0.58 HRC 이다.
(2) 경도는 자국의 깊이를 h mm 라 하면,
HRC = 100 - 150h
로 주어진다. 위식을 이용하면 경도값에서 자국의 깊이를 알 수 있다. 즉.
C 스케일 h = 0.002(100 - HRC) [mm]
I) 이론값의 자국의 깊이
h = 0.002(100 - 60.38) = 0.07924 mm
II) 실험값의 자국의 깊이
h = 0.002(100 - 59.8) = 0.0804 mm
따라서 오차는 0.00116 mm이다.
(3) 브레넬 경도치 HB와 로크웰 경도치 HRC사이에는 다음과 같은 관계가 있다.
또는
따라서 로크웰 경도치를 브리넬 경도치로 환산하면,
59.8 HRC = 670.1 HB 이다.
6. 비고 및 고찰 :
이번 실험은 로크웰 경도계를 이용하여 주어진 재료의 경도값을 측정하는 실험이였다. 실험의 정확성을 위하여 모두 5번의 실험을 반복하고 평균값을 계산 하였다. 로크웰 경도시험은 표면 경도 실험으로 재료의 표면을 압입하여 그 자국의 깊이에 의해 경도값을 측정한다. 모두 5번의 실험을 하였지만 이론값을 정확하게 얻을 수는 없었다. 로크웰 경도계에서 경도 값은 압흔 깊이에 관계되며 하중은 무관하다. 압흔 깊이가 경도치의 기준이 되므로 하중 부하에 의해 시료 전체가 휘어지는 경우는 절대적으로 피해야 한다. 이를 위해서는 표면은 평면이어야 하고 시험 면은 수평이어야 한다. 하지만 실험에 있어서 이러한 조건들을 정확하게 할 수없었던 것이 오차의 하나의 원인으로 나타난 것 같다. 또한 시료의 이면에는 작더라도 먼지나 기름과 같은 것이 있으면 압흔 깊이 측정에 영향 을 미치므로 깨끗이 해야 한다. 실험에서도 알 수 있듯이 압입하는 표면에 따라서 조금씩 다른 값을 가지는데 이유는 재료가 만들어질 당시의 상태와 지금 까지 보존되어진 상태의 영향도 받았겠지만 재료의 표면 거칠기와 재료가 평평한 정도에 따라 많은 영향을 받았을 것이고 재료의 표면이 완벽하게 균일 하지 않기 때문이라고 생각된다. 그래서 동일 시편이어도 각 부분마다 다른 값이 나왔다. 압입자의 고정이 불완전하면 오차가 발생한다. 그러므로 압입자의 강구를 교체한 경우에는 시험기의 최대하중을 걸어 예비시험을 한 뒤에 사용한다. 시험할 때 시험편위의 자국들간의 거리는 적어도 4d 이상(d는 홈의 직경), 또한 시료의 가장자리에서 2d 이상인 것이 바람직하다.
다른 경도와 마찬가지로 Rockwell 경도값에 미치는 오차에는 시험기에 의한 계통 오차(압자, 기준하중, 지시장치), 시험조건에 의한 계통오차 (압입속도, 하중유지시간, 온도) 및 우연오차가 있다. 이 우연오차에는 시험기에 의한 오차, 시험조건에 의한 우연오차도 포함된다. 즉 측정되는 경도값은 다음식으로 나타낼 수 있다.
.
윗식에서 은 측정 경도값, 는 표준경도값, 는 계통오차, 은 우연오차를 뜻한다.원칙적으로는 으로 만들 수 있지만 완전히 없애는 것은 불가능하다. 따라서 정밀정확한 시험기는 Rockwell 경도기 정의에 명시된 대로 가능한 한 정확한 하중, 정확한 압자 및 정확한 지시장치를 가져야하며 시험기 자체가 시간에 따라 변함이 없도록 안정성을 가져야 한다.
7. 참고 문헌
논문 - ROCKWELL 경도기준편 개발에 관한 연구, 한국표준연구소 , 1984
논문 - 로크웰 경도 기준편 개발, 한국표준과학연구원, 1991

키워드

경도측정,   압입 경도 시험,   반발 시험